基于毫米波传输的光纤无线融合架构研究

通过对毫米波生成技术的研究以及光纤/无线融合方案主流架构的分析,提出基于毫米波传输的光纤/无线融合架构设计。相比以往的网络融合方案,它可以实现一种在垂直方向从上往下依次包括业务层、控制层、媒体传输层和接入层,在水平方向覆盖核心网和接入网乃至用户驻地网的新型网络融合。     

RoF系统中毫米波信号产生方法的研究

作为RoF（光载无线通信）系统的关键技术之一，毫米波信号的产生方法直接影响着光纤无线通信系统的设计架构、性能与成本。文章对毫米波产生方法中的直接调制法，光载波抑制法以及光外差法的工作原理进行了详细的介绍，并分析比较了各自的优缺点。针对各方法存在的问题提出了简单的改进策略。最后指出，在实际的RoF系统中，三种方法都会被采用到，关键取决于系统的具体业务需求。     

光载毫米波在光纤中传输色散性能研究

提出了并理论分析了一种采用单电极Mach–Zehnder调制器(SD-MZM)产生光载毫米波的方案。采用电混频器将射频信号与基带数字信号混频后再利用单电极调制器产生双边带调制信号并发送至光纤,在基站使用一个交叉复用器(IL)将双边带信号的中心载波与一阶边带信号进行分离,中心载波可用于上行链路的光载波,而一阶边带产生光载毫米波;理论分析了该毫米波的色散特性并在仿真平台上验证了其正确性,研究发现由于光纤色散引起两个一阶边带的延时不同, 从而导致毫米波能量的损失和解调信号的码间干扰,限制了毫米波的最大传输距离。     

采用PM调制实现光生毫米波的RoF系统

提出有效产生四倍频光载毫米波的RoF系统.系统在中心站配置一个PM调制器和光滤波器,产生抑制一阶边带和中心载波的信号,发送至基站.基站侧两个二阶边带在光电检测器中拍频,产生四倍于射频信号的光载毫米波.仿真结果显示,12GHz射频频率可产生48GHz光载毫米波,2.5Gb/s的数据可在下行链路的光纤中传输35km以上,功...     

采用两个级联外部调制器产生四倍频光载毫米波的光纤无线通信系统

研究了一种采用两个级联外部调制器基于光载波抑制原理产生四倍频毫米波的光纤无线通信(ROF)系统.在中心站利用电混频器产生副载波复用信号,通过第一个外部调制器产生两倍射频(RF)信号的光载毫米波信号,再通过第二个外部调制器产生四倍射频信号的光载毫米波.实验显示采用频率为10 GHz的射频信号源和2.5 Gbit/s的数据基带信号混频通过两个级联外部凋制器后产生毫米波的频率为40 GHz,并且在单模光纤中传输距离达20 km,功率代价小于2 dB.     

一种基于并联DPMZM结构的无滤波器16倍频光生毫米波方案

提出了一种新的基于并联的双平行马赫曾德尔调制器(Dual parallel Mach Zehnder modulator,DPMZM)结构的光生毫米波方案,该方案无需滤波器即可产生高质量的16倍频毫米波。通过适当调节DPMZM下臂上的马赫曾德尔调制器(Mach Zehnder modulator,MZM)的偏置电压,可以灵活控制光的零阶边带的幅度;通过调节DPMZM上臂上MZM的调制系数和直流偏压,可以抑制奇次谐波;然后通过适当调节两DPMZM之间的相移,可以得到仅有±8阶边带的光谐波,后经光电探测器(Photo detector,PD)拍频得到高质量的16倍频毫米波信号。对16倍频毫米波产生的原理进行了详细分析,并通过仿真对方案的可行性进行了验证,光载波抑制比(Optical sideband suppression ratio,OSSR)为30.3 dB,RF杂散抑制比(Radio frequency spurious sideband suppression ratio,RFSSR)为23.5 d B。     

毫米波光载无线系统的结构优化

下一代接入网需要实现高带宽和低成本的便携性,基于宽带光通信和无线接入的无缝融合的毫米波光载无线（RoF）通信技术被认为是一个很有前景的解决方案。但是由于其实现成本较高,需要对其系统结构进行相应优化。在毫米波光产生部分,光外差法可利用低频信号源产生高频的毫米波信号,同时采用对半导体激光器的注入锁模可以提高其利用效率。在下行链路中,使用单边带调制可以提高光传输距离,而基于注入锁模半导体激光器的单模调制（单边带调制）是一种较为简单的方案;上行链路中,采用对于光外差信号的调制,可以实现上行毫米波信号的直接光学下变频,从而简化中心站接收机系统结构。在波分复用毫米波光载无线双向系统中,利用上下链路的波长重用可以节省波长资源,提高系统使用效率。     

基于两个平行马赫-增德尔调制器的光载无线传输系统

为提高光载无线(radio over fiber,RoF) 传输系统中的光波信号的利用率,本文提出了一种基于两个平行马赫-增德尔调制器 (Mach-Zehnder modulator,MZM) 的RoF传输系统。两个平行MZM经射频(radio frequency,RF) 信号调制后,产生5个光边带信号,分别是正负一阶光边带、正负二阶光边带和光载波。其中正负二阶光边带使用基带数据进行调制,经光电检测器(photodiode,PD) 拍频后产生已调数据的毫米波信号,再由天线发射出去。正二阶边带和光载波经PD拍频后产生未调制数据的毫米波,该毫米波用于接收端解调的本振信号(local oscillator,LO) 。负二阶边带信号用于上行链路的光载波。在本系统中,5个光边带信号都被充分利用,提高了光信号的利用效率。此外,还分析了该系统通过色散介质的传输特性,为RoF通信系统提供了一种实用化的解决方案。     

基于相移光纤光栅的单光源毫米波生成研究

利用相移光纤光栅中不同的相移量可以在光栅传输阻带中的不同位置打开透射窗口这一特性,给出了用光外差法将单一光源形成两个差频再经拍频后生成毫米波的方案.理论分析和数值计算结果表明,采用单个光源产生毫米波所引入的激光随机相位噪声低于双光源系统,能够产生波长稳定、相位噪声低、频率调整方便、耦合效果好的毫米波,可为光纤无线通信系统实际应用提供参考.     

改进的基于多倍频的单边带调制ROF全双工系统

利用单边带调制技术,设计了一种改进的毫米波光纤传输系统,进行了系统色散分析及仿真实验.该系统在中心站通过设置相位调制器的偏置电压,使调制器产生的奇数边带被抑制,采用滤波器滤出其中的一个二阶边带.基带信号经过中频调制形成副载波,再将此副载波通过单边带调制到二阶边带上;在基站,通过带通滤波器滤出上行链路所需的光载波.用该单...     

基于单边带调制的光毫米波产生及其传输特性研究

提出了一种新型单边带调制(SSB)产生光毫米波的全双工光纤无线通信(ROF)系统.利用射频(RF)信号驱动马赫-曾德尔调制器(MZM)产生偶数双边带信号,并通过技术基带信号调制到中心载波上,再与未被调制双边带的任一边带耦合产生光毫米波信号.理论分析发现,该毫米波的接收功率不会发生周期衰减.实验研究表明,经过50 km传...     

基于双平行PM调制的60GHz光毫米波RoF系统研究

提出了一种采用相位调制器产生六倍频光载毫米波的RoF系统。该系统使用一个双平行相位调制器实现六倍频的调制,通过调节相位调制器的相位偏移量,产生出抑制一阶边带的光谱,耦合相减后得到三阶边带信号,在光电检测器中拍频,产生六倍于射频信号的光载毫米波。仿真结果表明,10GHz射频信号可以产生60GHz光载毫米波信号,5Gb/s的数据信号可在单模光纤中传输10km以上。     

光纤毫米波融合接入系统能量效率分析

随着高速移动通信需求的持续增长,“绿色通信”成为近期的研究热点.文章提出一种使用谐波生成毫米波的技术,同时结合ROF(光载无线)技术实现光纤/无线融合接入系统,该系统使用毫米波微微蜂窝接入网技术为室内移动终端提供接入服务.在此基础上,文章对上述系统进行了能量效率分析,通过与WLAN(无线局域网)接入方式的能量效率分析对...     

采用外调制器产生四倍频的光载毫米波光纤无线通信系统

实验研究了采用一个外部调制器和一个光纤布拉格光栅(FBG)滤波器产生四倍频光载毫米波的光纤无线通信(ROF)系统.在中心站(CS),数据和射频(RF)信号通过混频后驱动外调制器,调节外调制器的直流偏置,产生抑制奇数阶边带的信号,用FBG将中心载波滤除,两个二阶边带通过光纤发送至基站.在基站(BS),两个边带在带宽为60 GHz的光电二极管中拍频,产生四倍射频信号的毫米波信号.实验显示,当射频频率为10 GHz时,可以产生频率为40 GHz的光载毫米波信号,得到的毫米波眼图和信号解调后的眼图效果都很好,功率代价小于1 dB.从眼图和功率代价两方面来看,2.5 Gbit/s的数据信号可在下行链路的光纤中传输40 km以上.     

ROF系统中毫米波产生法的研究

本文对ROF系统中毫米波副载波的几种主要的产生方法进行了综述,着重介绍了利用直接调制,外部调制以及光外差技术产生毫米波的方案,并创新性地提出了一种基于光纤布拉格光栅的新型光外差技术.该技术利用光纤布拉格光栅滤波的方法,产生两束来自于同一光源的光波,从而消除了传统光外差技术中的相位噪声,提高了系统性能.     

基于三频光外差法产生毫米波的研究

将三频光外差法运用到光纤无线系统(Radio-over-Fiber)中,研究了一种采用三频光外差法产生毫米波的RoF系统.在中心站产生三路不同波长的窄线宽光波,其中两路光波分别由光调制器调制上数据信号,另外一路作为本振光.经光纤传输后,再通过基站光探测器的探测混频产生两个不同频率的毫米波信号.结果表明,采用三束波长为1549.68nm、1549.52nm和1550nm的光波可产生两路分别携带10Gb/s下行基带数字信号的频率为40GHz和60GHz的毫米波,并实现基带信号在单模光纤中 20□的传输.     

采用电光调制器产生光毫米波的全双工通信光纤无线通信系统

实验研究了一种采用单个电光调制器产生光毫米波的方法和相应的全双工无线通信系统。在中心站采用电混频器产生电毫米波,然后再利用电光制器产生双边带信号。利用光交错复用器将中心载波和双频一阶边带信号分离。双频一阶边带用于产生2倍射频信号的光毫米波,而中心光载波用来作为上行链路的光载波。实验显示采用频率为20GHz射频信号产生光毫米波的频率为40GHz,而且将下行链路和上行链路中2.5Gbit/s的数据在单模光纤中传输距离达20km,而功率代价均小于0.5dB。     

ROF系统中毫米波产生方法的研究

本文对ROF系统中毫米波副载波的几种主要的产生方法进行了综述,着重介绍了利用直接调制,外部调制以及光外差技术产生毫米波的方案,并创新性地提出了一种基于光纤布拉格光栅的新型光外差技术。该技术利用光纤布拉格光栅滤波的方法,产生两束来自于同一光源的光波,从而消除了传统光外差技术中的相位噪声,提高了系统性能。     

光载无线通信系统传送60GHz毫米波无线信号

随着无线通信业务的发展越来越快,人们对无线通信带宽的需求也越来越高。目前主要的无线技术标准最高也只能提供Mbps的速率,已经不能满足无线技术发展需求。为了满足人们对无线通信带宽的需求,同时应对低频频谱即将耗尽的难题,本文将光载无线通信和60GHz毫米波的优势相结合,提出一个适合传送60GHz毫米波的光载无线通信系统,为以后的无线通信的系统结构提供参考。     

ROF系统中毫米波光学生成方法的研究

毫米波光学生成技术是光载射频（ROF）通信中的关键技术之一,基于光学方法的毫米波信号已成功用于超宽带毫米波通信、测量、传感网络、军用雷达等民用和军用系统。为此介绍了ROF系统中毫米波副载波的几种常见产生方法（包括直接强度调制、外部强度调制、上变频和光学自外差）,并对其优缺点进行了分析比较。