支撑RoF技术的新型光电子器件及技术

在高频的微波光子学研究的领域中,光载无线（RoF）技术已经成为下一代宽带无线通信技术的发展热点。近年来,支撑RoF技术的新型光电子器件的关键技术有毫米波副载波光学产生技术和接收技术,其中包括外调制器方法、射频上转换法、光学外差法、毫米波调制光脉冲发生器等等。这些技术的突破将促进RoF技术市场化的步伐。     

RoF系统中毫米波生成技术

系统介绍了应用于光载无线通信(RoF)系统中关键技术之一的毫米波生成技术.分析了RoF受到广泛关注的原因,对目前国内外常用的毫米波生成技术:直接调制、外部调制器调制、光外差法、光学倍乘法四种方法的工作原理进行了详细的介绍,并分析了每种方法的优缺点及相应的改进方案.     

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12倍频全双工RoF系统

为提高光载无线(RoF)通信系统倍频系数,提出了一种基于集成双平行马赫曾德尔调制器(MZM)和抑制载波光双边带调制的12倍频光生毫米波方案.理论分析了光生毫米波信号产生机理,讨论了相关参数对光生毫米波信号的影响,理论分析与仿真结果基本吻合.在此基础上设计了一种基于该方案的全双工RoF系统,通过调整基站(BS)线偏振器(...     

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。     

光载毫米波无线电通信技术的现状与发展

将光通信技术的成本低、带宽大、损耗小、抗电磁干扰的优势和无线毫米波通信系统结合起来而产生的毫米波光载无线（MM—RoF）系统,具有带宽大、体积小、重量轻、成本低、损耗小、抗电磁干扰及传输质量高等优点。MM—RoF可解决传统微波传输系统在毫米波段存在的损耗大、抗干扰能力弱等问题,同时可克服毫米波电子器件的电子“瓶颈”问题,非常有发展潜力。多格式多业务的MM—RoF技术将是MM—RoF系统今后发展的一个重要方向。     

OFM光生毫米波RoF系统的Optisystem实验仿真

光生毫米波技术是实现光纤无线(RoF)系统的一个关键因素,光学倍频法(OFM)是一种经济的光生毫米波方法.文章采用优秀的Optisystem光通信仿真软件,首先对OFM光生毫米波技术进行了实验分析;然后构建了加载NRZ强度和DPSK相位调制数据格式的RoF系统,对其传输性能进行了实验验证.结果表明:借助OFM光生毫米波技术实现超宽带无线接入的有效性.     

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。     

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...     

基于单MZM和FBG的10倍频抑制载波RoF系统

为优化光载无线通信系统(RoF)结构,提出了一种基于单马赫曾德尔外调制器(MZM)和光纤布拉格光栅(FBG)的10倍频抑制载波RoF系统实现方案。通过设置射频驱动信号幅度和MZM偏置电压抑制主载波和偶数阶边带,结合FBG滤波功能,最终实现10倍频RoF毫米波信号。理论推导了10倍频毫米波信号实现机理,优化了FBG带宽及反射率,实验结果表明该新型RoF系统传输20 km后功率代价为1.66 dB。     

有线无线混合接入RoF系统的Optisystem实验仿真

随着光纤无线(Radio-over-Fiber,RoF)技术逐渐成熟,下一代光接入网致力于提供有线和无线双重服务.采用Optisystem光通信仿真软件搭建了加载差分相移键控(DPSK)相位调制数据格式的有线与无线混合接入RoF系统模型,利用光分插复用器(IL)实现毫米波与基带信号的同时调制与传输.毫米波和基带信号的频谱图和眼图的仿真结果验证了该系统的有效性与可靠性.     

ROF与PA结合系统的数字预失真处理

建立了一个光载无线通信(RoF)与功率放大器(PA)结合的无线通信系统的数字预失真仿真结构,使用Matlab软件建立RoF和PA的模型,并运用间接学习结构的预失真方法和最小均方误差(LMS)算法搭建了预失真仿真系统,采用联合补偿和单独补偿两种方式的补偿结构,分析了两种结构的优缺点。通过功率谱密度图的对比,分析了两种补偿方式的效果。仿真结果表明,预失真处理有效地补偿了RoF与PA组成的无线通信系统的非线性。     

光载无线通信系统的传输限制与抑制方法

针对光载无线通信（RoF）系统的传输限制因素,文章提出并实验证明两种传输距离长性能高的RoF系统。一种是采用抑制奇数边带的基于外部调制的40GHz的RoF系统;另一种是采用载波抑制（OCS）的外部调制的40GHz光正交频分复用（OFDM）RoF系统。理论与实验证明这两个系统不仅抗色散能力强,而且可以实现远距离传输。     

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。     

基于光外差理论的毫米波RoF系统研究

从理论上介绍了利用光外差法产生毫米波RoF系统的原理,并分析了制约其性能的因素.基于光外差理论,对传统的光外差系统结构进行了改进.实验证明,与传统的光外差系统相比,改进的光外差系统受相对强度噪声的影响更小,在相同的接收光功率的情况下,误码率平均降低了3～4dB;同时,在一定范围内,改进的光外差系统性能几乎不受激光器线宽...     

基于光载波抑制产生6倍频毫米波的RoF系统

搭建了一种基于光载波抑制产生6倍频毫米波的 RoF系统。系统采用马赫-曾德尔强度调制器（MZM）和滤波器抑制了偶次和一阶光边带,2个三阶光边带在基站端的光电检测器中进行拍频,得到了6倍频毫米波信号。仿真结果表明,采用10 GHz的微波信号,可以产生60 GHz的毫米波,2.5 GB/s的信号可以在单模光纤中传输15 km以上。     

双级联调制六倍微波光子传输链路设计

提出了一种新的可用于RoF(Radio over Fiber)系统的六倍频毫米波信号的产生方法,通过设置两级联MZM调制器各自的偏置状态,并联合控制它们之间的光载波时延以及驱动信号间的相位差,来产生六倍频毫米波信号.在毫米波信号模块产生的基础上,针对两种不同的数据加载方式,构建相应的下行传输链路,对光毫米波传输特性进行了理论分析和仿真验证.     

超宽带光载无线系统及其关键技术

基于微波光子技术的超宽带光载无线（RoF）系统是未来低成本、高性能超宽带无线接入网络的重要解决方案,前人已有许多研究成果。基于已有研究成果,文章设计了基于全光矢量调制技术的光载无线（RoF）系统,使信号的频谱效率进一步提高;基于毫米波相移键控调制的全双工光载无线系统,可以大大简化基站的结构和光纤的铺设;多业务混合传送的光载无线系统,可以同时承载有线和多个无线信号的业务。文章还展示了一种基于RoF的高清视频传输平台。     

新型无本振毫米波光纤无线通信上变频系统

基于低速信号注入法-珀(FP)激光器可实现无微波本振光纤无线通信(RoF)上变频技术,但是得到的微波本振频率受到FP激光器中四波混频效率的限制,难以直接实现毫米波载波的RoF上变频。在注入锁定FP激光器的基础上提出了一种新型的、低成本的在光域直接产生毫米波载波的RoF上变频方案。由于注入锁定FP激光器过程中的动态载流子特性,上变频得到的载波信号带有正啁啾,故可用负色散介质对载波信号进行脉冲压缩,从而增强高阶谐波分量以完成毫米波载波的无本振RoF上变频。实验中采用2 Gb/s非归零码注入实现了载波为13.9 GHz,用2.5 Gb/s注入实现了载波分别为13.9 GHz和15.4 GHz的RoF上变频,并采用上述方案分别实现27.8 GHz和30.8 GHz的倍频载波分量的增强。进一步实验验证了用本方案实现载波频率约60 GHz可调谐毫米波的无本振RoF上变频的可行性。