基于级联MZM与SOA产生多载波的ROF系统

理论并模拟仿真研究了基于级联马赫-曾德尔调制器与半导体光放大器生成的多载波光纤无线通信(ROF)系统.通过设置马赫-曾德尔调制器的偏置电压实现载波抑制,得到了奇数阶边带,再经过半导体光放大器(SOA)的非线性作用得到一定数量的载波.通过对马赫-曾德尔调制器参数的理论分析与模拟验证,增加由载波抑制得到的平坦载波的数量,进而在多载波系统中进一步增加由四波混频得到的载波数量.本文实现了70Gb/s的DMT(discrete multitones)信号的传输,并且验证了随着载波数量的增加,星座图旋转改善,系统性能得到提高,此结果表明,本方案仅采用两个器件级联的方法就可产生多个载波,不需要级联滤波器,并且随着载波数量的增加,使数据信号在光纤中的更高质量的传输,并且系统具有结构简单,易于实现,成本低等特点.     

Er/Yb共掺双包层光纤放大器的自激振荡

基于自行设计并搭建的Er/Yb共掺双包层光纤放大器,实验研究了自激振荡与抽运光和信号光功率之间的关系。结果表明:随着抽运光功率的增大,自激振荡也逐渐加强,并趋于饱和;在抽运光一定的情况下,增加入射信号光功率可以有效抑制放大器的自激振荡;当端面缺陷引起的光反射不可避免时,可以通过调整信号光或抽运光功率使其匹配来消除自激振荡,优化系统性能。     

相位调制器实现光标记交换的新方案

提出了一种利用相位调制器实现一阶边带抑制的光标记交换(OLS)技术的新方案,在中心载波和其余生成的多个副边带分别进行强度调制,实验产生10Gb/s非归零(NRZ)光载荷和2.5Gb/s垂直频分复用(OFDM)光标记信号,并分别在单模光纤中传输了50km。分析了基本原理,进而建立了一简单的系统理论模型,最后通过仿真和实验相结合的方法验证了方案的可行性。     

两种级联交错相位调制归零码的100Gbit/s传输

在级联相位调制的100 Gbit/s光信号传输系统中,提出了占空比为33%的光交错相移键控归零码(RZ-SDPSK)和占空比为67%的光交错相移键控载波抑制归零码(CSRZ-SDPSK)的产生和检测方案。通过50 km的普通单模光纤(SMF)和8 km的色散补偿光纤(DCF)传输后,当入纤功率相同时,CSRZ-SDPSK码具有较高的色散容限;如果仅考虑一阶偏振模色散(PMD),RZ-SDPSK信号具有较好的抗PMD特性。入纤功率在0～10dBm范围内调节时,两种码型码有相似的传输特性。通过125 GHz带宽的三阶高斯滤波器后,RZ-SDPSK码接收性能较优,并且三阶高斯带通滤波器(DBPF)的带宽值必须大于100 GHz,才能有效地恢复信号时钟。     

多载波DS-CDMA系统中的反向预测功率控制

摘　要:反向闭环功率控制算法在移动台高速运动的衰落信道情况下,功率控制将会带来较大的偏差,这里根据多载波DS CDMA系统反向链路功率控制命令帧的结构,提出了预测功率控制算法.该算法可以对多载波DS CDMA系统中的每个子载波信道的信道条件进行估计,提前预测出每个子载波信道下一个信号接收功率和信号的衰落,并以此为基础形成功率控制命令,对每个子载波信道的衰落进行补偿,从而减小基站接收功率的变化.仿真结果表明,预测算法能够有效改善系统的误码率性能,提高系统容量.     

双平行马赫-曾德尔调制器的单边带RoF系统

在光纤承载射频(RoF)系统中,传统单边带调制(OSSB+C)产生的光载波分量和光边带分量之间功率差较大,导致接收灵敏度较低．为此提出了一种利用双平行马赫-曾德尔调制器(MZM)产生OSSB+C信号的改进方法．通过调节该MZM调制器的直流偏压,对于任意调制指数,光载波分量和光边带分量之间的功率都能够平衡,得到最优的0dB载边比(CSR)．仿真结果表明,对于小调制指数,接收灵敏度的改善高达7.8dB; 对于其他情况,接收灵敏度改善0.7~1.1dB．另外,还仿真分析了直流偏压漂移对载边比和接收灵敏度的影响．结果显示,如果将偏压漂移控制在5％范围内,则接收灵敏度下降幅度甚小,因而基于所提出方法的RoF系统具有较好的稳定性．     

基于牛顿迭代法预留子载波功率分配的峰均比抑制方法

针对现有正交频分复用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM）系统峰均比（Peak to Averaye Power Ratio,PAPR）抑制方法中子载波预留技术只是预留未承载数据的空子载波,没有考虑预留子载波功率分配的问题,提出了一种通过牛顿迭代法对预留子载波进行功率分配来降低PAPR的方法.该方法通过把预留子载波降低PAPR的过程归纳为一阶线性展开时域模型和离散功率谱频域模型的软限幅过程,通过时域限幅,频域滤波操作生成初始预留子载波信号,以信号失真功率比（Signal to Distortion and Noise Rutio,SDNR）最大化为目标函数,运用牛顿迭代法对预留子载波进行功率分配.仿真结果表明,该方法能有效降低峰均比,在载波数为256,预留载波数分别为16和32的条件下,峰均比抑制效果分别改善了4.0dB和4.3dB.     

基于8PSK 和16PSK 调制的全双工RoF 系统研究

误码率(bit error rate, BER)是信号传输质量的重要衡量指标,为了对比分析8进制相移键控(eight hexadecimal phase shift keying, 8PSK)与16进制相移键控(sixteen hexadecimal phase shift keying, 16PSK)信号的传输性能,建立了一个全双工光载无线通信(radio over fiber, RoF)链路模型。系统的下行链路是对基于马赫增德尔调制器(Maher-Zehnder modulator, MZM)的抑制奇次边带两路信号,分别进行8PSK和16PSK调制。上行链路是取下行链路中一路未被调制的抑制奇次边带信号,作为上行基带信号的载波信号,节约系统的成本。该系统分别在不同的光信噪比(optical signal to noise ratio, OSNR)和不同传输距离条件下,仿真分析了下行链路两种调制信号的光谱图及误码率曲线,通过分析接收信号的星座图和误码特性证明:与16PSK信号相比,当OSNR 25时, 8PSK信号误码率量级可以达到10-4(lg BER-3),当传输距离为40 km时, 8PSK的误码率为4.8×10-3(lg BER=-2.32),仍然可以有效传输数据信息。且在不同OSNR和不同传输距离条件下, 8PSK的误码率均低于16PSK,因此8PSK具有更可靠的传输性能,且更适用于远距离传输。     

基于光子灯笼的星地湍流链路耦合效率实验

为了研究基于光子灯笼的模式分集接收系统在星地链路中对大气湍流的补偿作用。采用平行光管模拟星地下行链路的平行光,使用30cm口径的接收望远镜进行了演示验证实验。实验结果表明,采用光子灯笼的接收系统的基模比单模光纤的接收功率大4dB左右,而光子灯笼的3个模式总接收功率比单模光纤的接收功率大5dB左右。采用光子灯笼接收之后,中断概率下降39%以上。     

一种新颖的自反馈光注入单频窄线宽光纤激光器

报道一种基于自反馈光注入的单频窄线宽光纤激光器。激光器采用线形腔结构,用高掺杂Er3+光纤作为增益介质,利用输出信号光分束反馈与腔内振荡激光干涉,形成折射率光栅与增益光栅共同作用选择纵模,获得稳定的1 549.85 nm单频窄线宽激光输出。在975 nm单模激光二极管(LD)抽运下,激光器的抽运阈值光功率为13 mW。当抽运光功率为112 mW时,最大输出信号光功率为30.6 mW,对应的光-光转换效率为27.3%,斜率效率为30.2%,信噪比大于50 dB。采用延时自外差方法测量线宽,当使用30 km单模光纤延迟线时,测量得到激光器的3 dB线宽为4.0 kHz。     

高斯噪声与窄带干扰同时抑制技术

为了抑制接收信号中的高斯噪声和窄带干扰,在进一步分析边带相关置换（SCR）算法的基础上,提出了一种新的高斯噪声和窄带干扰抑制算法——循环边带相关置换（CSCR）算法. CSCR算法将SCR思想引入循环谱相关理论中,利用循环谱相关可有效抑制高斯噪声的技术优势,在接收信号的谱相关密度函数中用相对于窄带干扰的边带对称值代替干扰值来重构期望信号,从而实现了高斯噪声和窄带干扰的同时抑制. 该算法对谱相关密度谱对称的调制方式均适用. 通过对2PSK信号的计算机仿真表明,循环边带相关置换算法可以有效抑制高斯噪声和窄带干扰.     

载波重用微波光纤矢量信号传输系统性能研究

提出了一种基于双边带(DSB)部分载波抑制调制(OCS)方式的微波光纤传输(ROF)系统结构,实现了矢量信号的传输以及调制方式由8PSK到QPSK的转换,并使用光纤Bragg光栅(FBG)实现了光载波的重新使用,降低了系统的成本。分析了实验原理并搭建了实验链路,在中心站,采用光OCS方案产生并倍频加载了携带有1 Mbps的8PSK矢量信号的5 GHz微波信号,实验结果表明,在基站,使用FBG实现光载波重用的同时,微波信号频率由5 GHz上转换为10 GHz,传输的矢量信号调制方式由8PSK变为QPSK。通过光谱可以看出,实验链路成功实现了50 GHz nm波矢量信号的产生和传输。     

利用波分复用器实现FBG动态传感解调

为解决因宽带光源光功率不稳定而造成解调误差较大,以及使用普通光纤Bragg光栅(FBG)解调仪器价格昂贵的问题,提出了一种利用粗波分复用器(CWDM)解调光栅信号的方案.根据FBG反射谱和CWDM边带的滤波特性,采用边带滤波的强度检测方法,设计的全光纤传感解调系统,用于对单点FBG波长移动的解调.运用MATLAB进行数值模拟,结果表明,系统动态范围宽,输出与输入呈线性关系,消除了因光源强度波动和光纤连接器不牢固引入的测量误差.     

微电流信号提取系统的研制

微电流信号检测是高压电气设备在线监测及时发现设备隐患、提高设备稳定运行的关键技术.对模拟信号进行5阶巴特沃斯滤波,利用MAX132模数转换芯片实现对模拟信号18位高精度双积分数字转换,同时可以抑制50 Hz的工频干扰.通过89C51单片机对整个系统进行控制,以实现微电流信号的提取.     

分子器件的电子抽运

从非平衡格林函数出发，推导了有外加偏压和抽运信号同时存在时，分子器件与两个正常导线形成的系统的电流电压公式，并对由纳米碳管（CNT）作为分子器件的系统（N－CNT－N）进行了数值计算。通过对加在碳管上两个门电压的周期性改变，系统中产生稳定的直流抽运电流，发现只有借助CNT的电子能级才能得到明显的抽运电流，电流大小随抽运信号增强而增加。随着费米能级的改变，抽运电流方向可以反向。有外加偏压时，电流的形成除由抽运信号驱动外，还受到外偏压驱动。     

自适应偏振模色散补偿系统中的控制算法

为了实现对偏振模色散（PMD）效应所造成系统性能损伤的动态有效补偿，通过对PMD补偿方式的简要分析，给出了一种以电域特定频率分量功率作为控制信号的PMD光域自适应补偿实验系统. 在此基础上，对单纯形算法、遗传算法、粒子群算法等3种常用优化算法的基本思想和特点进行了分析比较，并分别采用3种算法对一阶PMD及二阶PMD进行补偿，得到了补偿后的信号偏振度（DOP）和信号眼图．实验结果表明，粒子群算法更加适合作为PMD光域自适应补偿系统的控制算法．     

MB-OFDM认知无线电子载波编码技术

针对基于正交频分复用（OFDM）信号的认知无线电系统存在的子载波间干扰问题,提出了一种加深OFDM信号频谱凹槽的编码方法.该方法通过在相邻2个子载波上传输相同的信息,并将这2个子载波上传输的数据乘以一定的权值使其频谱凹槽处的边带能量相互抵消,达到降低特定频带功率的目的.理论分析和计算机仿真结果表明,本文方法不仅能加深频谱凹槽的深度,还具有很好的抗噪声性能.     

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。     

Er~(3+)/Yb~(3+)共掺双包层光纤放大器的增益特性

基于速率方程和功率传输方程,分析了Er3+/Yb3+共掺双包层光纤放大器增益特性随光纤长度的变化及信号光、抽运光功率对放大器增益的影响,并进行了实验验证。结果表明:有源光纤长度对放大器增益有影响,大信号输入时放大器达到增益饱和对应的光纤长度更短;放大器增益随着信号光和抽运光功率不同而变化,要适当调整其大小以获得较高的放大增益。     

300GHz太赫兹波室内无线通信系统的Simulink仿真

为仿真载波为300 GHz的室内无线通信系统,利用 Simulink 软件平台,设计了信号产生模块、倍频模块和次谐波混频模块,仿真得到信号在各个阶段的频谱图,并计算了发射和接收系统在不同距离下接收的中频输出功率。仿真结果表明,在存在背景噪声干扰的情况下,接收中频功率随着发射和接收天线距离的增加而减小,接收中频信号的频谱较好。