毫米波在通信领域的应用与产业化

对短距离高速无线通信需求的日益增长,各国在60 GHz频段相继分配了超过5 GHz带宽的免许可频谱,60 GHz毫米波无线通信成为广受关注的新热点之一。在介绍毫米波技术的基础上,概述了其在通信领域的产业应用,以及60 GHz标准化和产业化的发展趋势及面临的挑战。     

基于三角波与HNLF的90GHz光生毫米波技术研究

通信技术的飞速发展对带宽提出了更高的需求, 移动通信向毫米波等更高频段发展 ,w波段(74 GHz)的宽频谱可以满足对高 流量的需求,为人们对w波段系统的研究提供了 巨大的推动力。本文理论提出并仿真了一种使用三角波信号作为射频信号驱动双驱动马赫增 德尔调制器(DDMZM)产生高阶边带,用高非线性光纤(HNLF)产生四波混频效应(FWM)进 一步提高倍频数的生成90 GHz毫米波的30倍频 光生毫米波产生方案。仿真结果表明,该实验 方案可以使用3GHz的射频信号生成90 GHz的光生毫米波信号,且搭 载2.5 Gbit/s的NRZ信号传 输20 km后,眼图清晰信号质量良好。另外分析了HNLF长度以及输入H NLF的光信号强度对FWM 的影响,得到能使HNLF产生最佳±15阶边带的条件,进而进一步优化 整个系统。     

60GHz全双工OFDM-ROF系统的实验研究

研究了基于光外部调制的方式产生60GHz光毫米波的全双工光纤无线(ROF)通信系统。实验利用29GHzRF源产生58GHz的光载毫米波,2.5Gbit/s OFDM信号作为下行数据信号调制到光载毫米波上并传输光纤20km,在基站与用户单元实现3.3m的无线传输。同时实现了下行信号中心载波重利用作为上行信号的光载波,2.5Gbit/s的OOK信号作为上行数据信号调制到光载波上经20km上行链路光纤传输至中心站。     

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。     

60GHz毫米波无线通信技术标准综述

60 GHz无线通信技术可以提供数吉比特速率传输支持高清视频传输、快速同步、无线USB和高速无线局域网.毫米波标准包括了IEEE 802.15.3c、ECMA 387、IEEE 802.11ad、IEEE 802.11aj和中国CWPAN标准.主要介绍了我国毫米波标准、IEEE 802.11ad和IEEE 802.11aj标准及未来60 GHz无线技术.     

60GHz微带波导转换结构设计及其在通信集成前端中的应用

60 GHz无线通信技术具有非常宽的带宽,可以应用于超高速无线数据传输,已经成为第四代无线通信的重要组成部分,学术界和工业界对此投入了持续的关注。对60 GHz频段微带波导转换结构进行了设计,结果显示在57 GHz～64 GHz通信频率范围内,插入损耗小于1 dB,回波损耗小于-15 dB,达到了实用化要求。并利用MMIC芯片完成了60 GHz毫米波通信系统T/R模块的集成设计,对QPSK通信体制下的调制和解调信号进行了分析,验证了系统的可行性。     

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.     

基于法布里-珀罗波长选择器的毫米波信号产生的研究

随着移动增值服务的快速增加,对无线通信带宽的需求越来越高,光纤无线电系统作为宽带无线接入系统受到越来越多的关注。理论分析了将法布里-珀罗(F-P)波长选择器引入光纤无线电系统中从可调谐激光器中选出两束相位近似相等的相干光,利用光外差的原理经过光电探测器接收之后产生的毫米波信号,降低了相位噪声对产生的毫米波信号的影响。通过仿真发现在带通滤波器的输出端产生了频率为两束相干光频率差60GHz的毫米波信号,分析了随着光纤的长度增加,信号在光纤中的损耗越来越大,噪声也随之增加,毫米波信号的功率越来越低。     

全双工光载无线隧道通信系统

鉴于长距离隧道内复杂的无线传输环境,传统通信技术不能满足旅客高质量的通信需求,提出了一种基于波分复用无源光网络的光载无线（RoF）分布式隧道通信系统。采用波分复用技术实现不同业务在光域的物理隔离,协同分布式天线技术,在隧道内部提供高频无线接入,提升系统带宽的同时解决了隧道内部信号急剧衰减的问题。通过实验搭建了全双工的光载无线试验平台,实现了用光学的方法产生和传输载频为24 GHz的16/64QAM矢量信号,并且通过测量上下行链路的EVM值验证了方案的可行性。     

60 GHz宽带超大容量无线接入技术研究进展

短距离高速无线通信的迫切需求,催生了60 GHz频段上超5 GHz带宽的免许可频谱。首先介绍了60 GHz无线通信特点和技术标准,主要对支持吉比特级数据传输的技术标准IEEE 802.11ad和IEEE 802.15.3c进行了分析;其次跟踪了60 GHz无线接入技术的最新研究进展,包括信道建模、射频芯片、集成电路技术以及天线几个方面,分别从学术界和产业化两方面,着重对国内外射频芯片研究成果及发展趋势进行阐述;最后对该技术进行了展望,并给出我国下一步的发展建议。     

全球移动通信频率分配情况分析

频率承载无线通信数据,在无线网络建设与发展中扮演着重要角色.及时并快捷地获得全球范围内移动通信所用频率的分配进展状况,将为国家制订相关频谱政策以及中国移动制订频谱使用战略提供重要的基础信息条件.本文整理归纳了全球范围内频率分配方面的相关信息,希望能为有关频谱管理、研究工作提供参考.     

宽带Ka频段下变频器的设计与实现

介绍了一种宽带Ka频段下变频器的设计与实现。变频器链路采用低本振的二次变频方式,无频谱倒置,通过合理的频率配置和电平分配,减小了混频非线性导致的组合频率干扰,降低了输出杂散。变频器本振源应用双环频率合成技术实现了宽带、低噪声输出,设计结果得到了测试验证。变频器结构设计采用了模块化技术,便于调试、故障定位和维修,可广泛适用于Ka频段卫星通信地面站。     

几种跳频通信技术性能分析

跳频技术具有很强的抗干扰能力和组网灵活等优点,在军事无线通信、民用移动通信、卫星通信、现代雷达和声纳等电子系统中有重要应用。随着集成电路技术和数字信号处理技术的飞速发展,跳频技术也逐渐得到更为广泛的应用。本文对自适应跳频技术、动态跳频技术、差分跳频技术的性能进行了分析和比较,提出了今后跳频技术的研究发展方向。     

两台同类型号独立激光器频率稳定度的测量

采用拍频法对两台同类型号独立激光器的稳定度进行了测量。从拍频理论出发,得到了拍频信号稳定度与待测激光器和参考激光器稳定度三者所满足的平方和关系,对于稳定度一致的两台同类型号激光器,由拍频信号稳定度可以得到待测激光器的稳定度。实验中将New Focus公司生产的两台同类型号激光器(TLB-6017)进行拍频,根据拍频信号稳定度测得激光器稳定度为1.36×10-8,频率漂移量为5.1MHz(1s积分时间)。实验结果与激光器出厂指标[稳定度1×10-8、频率漂移量5MHz(1s积分时间)]相比,稳定度在同一量级,频率漂移量的相对误差为2%。此方法避免了通常测量激光器稳定度时所需的高稳定度参考光源的限制,为激光器稳定度的测量提供了一定的参考。     

多线性调频信号瞬时频率估计快速算法

对多线性调频信号的瞬时频率估计问题提出一种快速算法,该算法以特征子空间跟踪算法为基础,结合矩阵线性变换和多项式方程求根得到参数估计。该算法的优点是计算量小,其计算量仅与短时傅里叶变换相当;频率分辨力较高;多信号情况下不存在交叉项问题;当多个分量的功率差异达到14 d B时仍能有效估计瞬时频率。但是,由于采用了矩阵求逆的步骤,该算法在低信噪比环境下性能较差。仿真实验显示在信噪比不低于6 d B时,算法具有明显的优越性。     

移动通信网络规划中的频率优化配置软件设计

在蜂窝区移动通信网络规划中 ,许多人都习惯用等频距法或分区分组法进行小区频率配置。当各规划小区话务量分布不均匀和蜂窝小区结构不规则时 ,这种传统方法受到诸多限制。本文用动态频率分配法 ,解决了这一难题 ,并完成了程序设计。作为实例 ,最后给出了频率规划结果和各种干扰分布图。     

扩谱跳频在射频识别中的应用

射频识别是通过电磁场进行识别的一种新技术,但其识别率的不稳定性一直阻碍了这种先进技术的推广。扩谱跳频则利用扩展通信带宽,达到抗干扰、抗侦测、减低通信误码率的目的。论文以一般的射频识别系统为背景,通过引入扩谱跳频和自适应跳频组网,减小固定频率干扰的影响,提高射频识别率。     

铷原子频标低噪声9次倍频链设计

铷原子频标短期频率稳定度由物理系统和电路系统共同决定.微波链的相位噪声是电路系统影响铷频标短期频率稳定度的主要因素.本文分析了传统铷频标微波链的结构和工作原理,指出9次倍频器和调制器是微波链相噪的主要来源.为抑制微波链噪声,采用肖特基二极管倍频和提高载波频率的调制方案,设计出一种低噪声9次倍频链.实验结果表明,该倍频链输出90MHz信号的相噪比传统方案降低了12dB以上,可将微波链噪声对铷频标1s频率稳定度的贡献控制在1.9E-13.将该倍频链应用于铷频标,测得铷频标短稳为3.53E-13（1s）、1.27E-13（10s）和3.97E-14（100s）.     

基于频率集的DRFM噪声干扰探讨

分析了传统捷变频干扰技术优缺点,运用数字射频存储器（DRFM）具有储频精度高、相干性保持好的特点,提出了基于频率集的噪声干扰方式,分析了该干扰方式效果和优点。结果表明：该干扰方式具有明显优势,具有广泛的应用前途。     

UHF射频读写器的设计

为满足市场需求,提高读写器的读写效率,提出了一种超高频读写器的设计方案,介绍了读写器的系统硬件结构,在此基础上阐述了RFID读写器的软件设计流程以及防冲撞算法的实现。相对于采用传统随机碰撞算法的读写器,此读写器适用于超高频段,能够在多标签环境下顺利读取标签,防冲撞算法性能具有一定的提高。