本文關(guān)鍵詞：全雙工光載無線傳輸及下變頻技術(shù)研究

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【摘要】：本論文的主要研究?jī)?nèi)容為全雙工光載無線(ROF)傳輸及下變頻技術(shù)。圍繞ROF關(guān)鍵技術(shù)中的下變頻技術(shù),我們提出了基于偏振調(diào)制器(PolM)的下變頻方案。該下變頻器可以克服傳統(tǒng)方案中使用電混頻器而導(dǎo)致的窄帶寬、低轉(zhuǎn)換效率以及信號(hào)失真等缺點(diǎn),且由于偏振調(diào)制器的使用,不存在電壓漂移的問題。此外,與其他方案相比,該方案不需要復(fù)雜的環(huán)路,系統(tǒng)更簡(jiǎn)單、緊湊、穩(wěn)定。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該方案切實(shí)可行,提出的該微波光子下變頻器可以對(duì)很大頻率范圍內(nèi)的信號(hào)實(shí)現(xiàn)高轉(zhuǎn)換效率的下變頻。若在下變頻器中使用了頻譜純度較差、噪聲較大的本振信號(hào),再加上接收到的信號(hào)功率又比較小,就會(huì)導(dǎo)致接收信號(hào)淹沒在噪聲中。因此,在下變頻器中極其需要使用高質(zhì)量的本振信號(hào)。光電振蕩器(OEO)產(chǎn)生的射頻或者微波信號(hào)具有低相位噪聲、高頻譜純度以及高頻率穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn),可以實(shí)現(xiàn)與ROF系統(tǒng)的無縫銜接。OEO的傳統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方法是依賴于電濾波器,其可調(diào)諧性通常受限于電濾波器的帶寬。為了解決這個(gè)問題,我們提出了一種基于光注入的分布式反饋(DFB)半導(dǎo)體激光器實(shí)現(xiàn)OEO的方案。利用光注入情況下DFB激光器的波長(zhǎng)選擇性光增益,使相位調(diào)制信號(hào)轉(zhuǎn)變成強(qiáng)度調(diào)制信號(hào),從而形成微波光子帶通濾波器(MPBF),產(chǎn)生的該帶通濾波器可以用作OEO的選頻器。通過改變注入?yún)?shù),就可以實(shí)現(xiàn)可調(diào)的OEO。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該方案切實(shí)可行,但由于實(shí)驗(yàn)中使用的電放大器和光電探測(cè)器的帶寬有限,產(chǎn)生的OEO的頻率可調(diào)諧范圍只有10 GHz左右。若使用更大帶寬的電放大器和光電探測(cè)器,該可調(diào)諧范圍可以進(jìn)一步擴(kuò)大。光源集中式ROF系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中的基站(BS)不需要使用獨(dú)立的光源,實(shí)際上,系統(tǒng)中的光源都集中在中心局(CO),因而這種結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)成本較低且能夠靈活地管理,可以滿足高數(shù)據(jù)率和大帶寬通信的要求。在這種形勢(shì)下,我們提出了一種基于光邊帶重用的具有集中式光源和雙向光纖傳輸?shù)娜p工ROF系統(tǒng)。在中心局中通過使用雙平行的馬赫增德爾調(diào)制器(DPMZM)來同時(shí)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)生兩個(gè)一階邊帶以及將下行信號(hào)調(diào)制到光載波上。到達(dá)基站后,光載波和其中的一個(gè)邊帶被用來產(chǎn)生下行射頻(RF)信號(hào),另一邊帶則用作上行信號(hào)的光源。提出的該ROF系統(tǒng)簡(jiǎn)單緊湊,因?yàn)樵谥行木种袃H僅用了一個(gè)DPMZM,同時(shí)在基站中避免了頻率的上下變頻。我們搭建了一個(gè)經(jīng)過20公里單模光纖(SMF)雙向傳輸?shù)娜p工ROF系統(tǒng),通過測(cè)量信號(hào)的誤碼率(BER)和誤差矢量幅度(EVM)來研究系統(tǒng)的性能,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明提出的該結(jié)構(gòu)是未來高速低成本ROF網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)很好選擇。
【學(xué)位授予單位】：南京大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN929.1

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