發(fā)布時間：2017-11-22 11:02

  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】：本論文的主要研究內(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)換效率以及信號失真等缺點,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)更簡單、緊湊、穩(wěn)定。實驗結(jié)果表明該方案切實可行,提出的該微波光子下變頻器可以對很大頻率范圍內(nèi)的信號實現(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,再加上接收到的信號功率又比較小,就會導(dǎo)致接收信號淹沒在噪聲中。因此,在下變頻器中極其需要使用高質(zhì)量的本振信號。光電振蕩器(OEO)產(chǎn)生的射頻或者微波信號具有低相位噪聲、高頻譜純度以及高頻率穩(wěn)定性等優(yōu)點,可以實現(xiàn)與ROF系統(tǒng)的無縫銜接。OEO的傳統(tǒng)實現(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)體激光器實現(xiàn)OEO的方案。利用光注入情況下DFB激光器的波長選擇性光增益,使相位調(diào)制信號轉(zhuǎn)變成強度調(diào)制信號,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),就可以實現(xiàn)可調(diào)的OEO。實驗結(jié)果表明該方案切實可行,但由于實驗中使用的電放大器和光電探測器的帶寬有限,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)不需要使用獨立的光源,實際上,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)來同時實現(xiàn)產(chǎn)生兩個一階邊帶以及將下行信號調(diào)制到光載波上。到達(dá)基站后,光載波和其中的一個邊帶被用來產(chǎn)生下行射頻(RF)信號,另一邊帶則用作上行信號的光源。提出的該ROF系統(tǒng)簡單緊湊,因為在中心局中僅僅用了一個DPMZM,同時在基站中避免了頻率的上下變頻。我們搭建了一個經(jīng)過20公里單模光纖(SMF)雙向傳輸?shù)娜p工ROF系統(tǒng),通過測量信號的誤碼率(BER)和誤差矢量幅度(EVM)來研究系統(tǒng)的性能,實驗結(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)的一個很好選擇。
【學(xué)位授予單位】：南京大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TN929.1

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