基于相位调制器倍频技术产生56GHz毫米波的光载无线通信系统

提出并实验研究了一种基于光相位调制器(PM)倍频技术产生56GHz毫米波的光载无线通信(RoF)系统。在中心站,通过28GHz射频(RF)信号驱动PM产生了56GHz光毫米波,并将下行的2.8Gb/s开关键控(OOK)信号调制到该光载波上,然后经过20km标准单模光纤(SSMF)传输至基站,最后由天线进行发射。用户终端接收后,采用相干解调恢复出基带信号。实验结果表明,56GHz光载毫米波信号经SSMF传输20km后其功率代价小于1dB,通过无线方式传输1.1m后其功率代价小于2.5dB。     

基于相位调制器产生光毫米波的全双工光纤无线通信系统

提出并实验研究了一种基于相位调制器产生光毫米波信号的全双工光纤无线通信(RoF)系统。在中心站采用相位调制器结合滤波的方法产生重复频率为40GHz的载波抑制双边带毫米波信号,利用交叉复用器分离开毫米波信号的上下边带,其中的一个边带强度调制数据速率为2.5Gbit/s的下行基带信号,另一个边带被发送到基站调制上行传输的基带数据。该系统抗色散效果好,在经过40km标准单模光纤上/下行传输数据速率2.5Gbit/s的基带信号后,双向的传输功率代价都小于0.5dBm。在光纤无线通信系统中采用相位调制器结合滤波的方法产生光毫米波,同时基于波长重用技术再生上行光载波信号,可以简化中心站和基站配置,节约系统成本。     

一种改进的光载波抑制产生光毫米波的方法

为了延长光毫米波的传输距离,提出了一种改进的光载波抑制产生光毫米波的方法。在中心站采用马赫-曾德尔调制器将射频信号调制到光载波上产生光载波抑制调制光信号,再将产生光信号的2个边带分离,将2.5Gbit/s数据信号调制到其中1个边带上,再与未调信号耦合后产生光毫米波并通过光纤传送至基站。在基站中通过光电转换器产生电毫米波。从理论上分析了这种光毫米波的传输特性并通过实验验证了光毫米波在光纤中可以传输40km。仿真和实验结果表明,这种方式产生的光毫米波具有很好的抗色散能力,延长了传输距离。     

基于直流光注入直调DFB-LD的可调光毫米波信号产生技术

提出了一种基于直流光注入直接调制分布反馈式半导体激光器(DFB-LD)的载波可调的光毫米波生成方案,利用直接调制DFB-LD的输出瞬态波长随驱动电流增大而蓝移的特点,将直流光注入至直调DFB-LD的0码波长附近注入锁定。锁定的直调激光器在1码时输出的蓝移波长与原注入波长相位相干,再通过光电探测器将拍频信号转换为调制的光毫米波信号。实验重点讨论了40GHz光毫米波的产生,同时完成了30、40、50和60GHz光毫米波的可调谐性实验。本文的方案结构简单,无需外调制器和微波本振,载波可调并可产生高至60GHz光毫米波信号,可作为光/无线混合接入中成本节省的光上变频方案。     

基于载波和边带相位控制的微波光子移相器

为了实现一种360°相移新型微波光子移相器，通过使用一个相位调制器、延迟线和光学滤波器来控制载波和边带的相位，最终控制射频信号的相位。相位调制器只需控制一个电压来调节移相角度，减少了使用复杂双平行马赫-曾德尔调制器所导致的漂移带来的影响，具有结构简单、成本较低等优点。结果表明，仿真验证的微波光子移相器可以在0GHz~40GHz频率范围内实现从0°~360°的全相移范围，并且在同一输出相位情况下，频率在0GHz~40GHz范围内，功率基本保持不变。此研究对微波光子移相器技术有一定参考意义。     

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.     

基于低速光调相信号注入DFB-LD产生4～16倍频的40GHz和60GHz毫米波信号

提出一种基于低速光调相信号注入半导体分布反馈激光器(DFB-LD)产生最低4倍频,最高16倍频的40GHz和60GHz的毫米波调相信号。该方案利用注入光的N阶调相边带锁定DFB-LD的波长,同时DFB-LD放大此调相边带并与原注入光信号通过相干差拍作用在LD腔内形成毫米波调相信号。通过理论建模分析了工作原理,经系统实验验证了此方案的可行性。应用2.5,5和10GHz的光调相信号均得到40GHz或60GHz的毫米波信号,实现了最低4倍频,最高16倍频的毫米波信号产生,并通过单边带相位噪声的测量验证了毫米波的频率稳定度。     

基于相位产生载波技术的光纤解调器

提出一种基于相位产生载波技术的光纤解调器,它可以给光纤检波器阵列提供光能并实现对光纤检波器阵列中光波相位携带震动信息的接收和解调.光纤解调器由光发射机、光接收机、供电电路及通信电路组成.光发射机发出携带调制载波的光脉冲,经过光学复用后注入光纤检波器阵列.通过光接收机对光纤检波器阵列敏感到携带地震信息的光波进行接收,经过光波的解复用后,对干涉信号进行光电转换、数据采集及信号解调,最终得到原始的地震数据.通信电路与GPS授时器、主缆的通信光纤以及光接收机的输出连接,给解调后的数据打时标,并实现与相邻解调器或地震记录仪的通信.     

光生毫米波技术

在概述光生毫米波基本原理的基础上,介绍了产生毫米波的强度调制技术、光注入锁定技术、光外差技术及光电振荡器等四种方案的基本原理。通过对几种典型实验装置的分析,比较了这四种实验方案的优缺点及其发展方向。     

直接检测光OFDM相位特性分析

理论分析了直接检测光正交频分复用(DDO-OFDM)传输系统中信号的相住特性.分别讨论了与频率有关的非随机性噪声和其他随机性噪声对信号的影响;并在此基础上提出了一种简便的相位均衡方法.推导了系统Q参数与光信噪比之间的关系式.仿真验证了此相位特性和均衡方法的可行性.     

并行PM生成的12倍频毫米波RoF系统研究

提出了一种利用4并行相位调制器(PM)结构调制生成12倍频毫米波的方法,详细介绍了该方法的原理,并通过公式推导证明了其可行性.采用软件搭建了相应的RoF仿真系统,检测到12倍频后毫米波的频谱图和通过系统传输后的眼图.理论分析和仿真结果表明,10GHz的射频信号可产生120GHz的毫米波,5Gb/s的数据可在光纤中传输30km以上,功率代价小于0.9dB.     

子载波OFDM毫米波接入信号的光学产生与应用研究

研究了一种下行链路采用64 阶正交幅度调制-正交频分复用(QAM-OFDM)信号和上行链路采用8阶相移键控(PSK)-OFDM 信号的全双工光载无线通信(RoF)系统。其中,下行链路承载的是60GHz不同子载波数量(64,256)的 光生64QAM-OFDM毫米波接入信号。数值模拟仿真证明:光生 64QAM-OFDM毫米波接入信号 的峰均比(PAPR)随着子载波数量的增加而增大;当下行链 路接收功率为－18dBm时,相比较其它3种子载波数量而言, 子载波数为256QAM-OFDM毫米波接入信号 的接收灵敏度最好,误码率(B ER)近似为10－3.7;当上行链路的接收功率高于 －28.5dBm时,接收信号的BER在 10－3以下。     

一种产生OCS-DPSK光载毫米波的光纤无线系统

提出了一种产生载波抑制-差分相移键控(OCS-DPSK)光载毫米波的光纤无线系统。建立了OCS-DPSK光载毫米波的产生和传输链路模型,分析了光纤色散的影响,并通过仿真实验验证了系统的可行性。实验结果表明,重复频率为30GHz的OCS-DPSK光载毫米波调制2.5Gb/s基带信号经80km光纤传输后,眼图清晰可见,功率代价为3.7dB。     

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...     

一种基于并级联MZM的20倍频光生毫米波方案

为进一步提高光载无线通信(radio over fiber,ROF)系统中光生毫米波的倍频系数,提出了一种基于4个马赫-曾德尔调制器(Mach-Zehnder modulator,MZM)共同作用的20倍频毫米波信号产生方案。推导了理想情况下倍频方案的产生机理,在仿真实验中,分别分析了非理想因素下调制器直流偏置电压漂移、调制指数、消光比等对系统性能的影响,结果显示,当合理设置各参数的取值范围,其光边带抑制比(optical sideband suppression ratio,OSSR)和射频杂散抑制比(radio frequency spurious sideband suppression ratio,RFSSR)的饱和值高达33.20 dB和27.21 dB;针对基于此倍频方案的ROF系统,对比分析了2.5 Gbit/s数据信号的单双边带调制两种不同传输方式,仿真结果表明,当光纤距离为40 km时,单边带依旧可达无差错传输,降低了传输过程中码间走离效应的影响,增加了系统的传输距离,更适合远距离传输,为微波光子学的发展提供了一种理论依据。     

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。     

相位偏移和分束比对八倍频光毫米波产生及传输的影响分析

相位偏移和分束比极大地影响了产生光毫米波信号的边带抑制比以及光纤无线(ROF)系统的BER。针对串联两个马赫-曾德尔调制器产生八倍频光毫米波信号的方案,利用贝塞耳级数展开的方法,推导了相位偏移和分束比影响下,光毫米波信号的严格通用解析解,当分束比偏离0.001,相位偏移1°时,边带抑制比可达35.9 dB,能够忽略谐波分量的影响。仿真结果表明,在BER=10-10的条件下,当八倍频光毫米波信号背靠背传输时,分束比偏离0.001和相位偏移1°的功率代价仅为0.001dB,经20 km标准单模光纤传输后的功率代价为0.145 dB,系统性能良好。     

高稳定性RoF系统的快速相位误差校正方法研究

研究了远程光载无线通信(RoF)系统中相位误差形成的原因,采用具有快速响应(QR)能力的反馈系统校正光纤传输延迟.振动条件下,采用双外差相位误差传递检测对快速相位噪声校正能力进行评价.仿真结果表明,该系统能有效抑制300Hz带宽内的相位噪声,快速补偿了传输延时,可获得长期稳定性,具有一定的应用价值.