rof通信系统中单边带抑制技术研究

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1、ROF通信系统中单边带抑制技术研究第一章绪论1.1研究背景及意义随着通信技术的迅猛发展，人们对声音、图像、视频等新型多媒体业务的需求不断增加，移动通信技术已有原来的语音业务逐渐发展到移动多媒体通信、移动宽带接入技术和不同通信网络系统之间的漫游等新型业务，人们已不再仅仅满足语音通信需要求，更加需要能够在任何时间和地点传输图像、视频等多媒体移动服务，这些多媒体新业务对通信系统的带宽的要求逐渐增加，所以宽带通信技术吸引了人们极大的研究兴趣，然而现有的频谱资源几乎全被占用，必须开发新的频率资源，迫使宽带移动通信技术向更高的频率发展，既微波毫米波波段[1，2]。毫米波

2、介于微波和光波之间，具有数据率高、电波隐蔽、强抗干扰能力，频率为60GHz的毫米波信号能够提供大于3GHz的频率带宽，因此高频毫米波波段比微波波段具有更丰富的频率资源[3，4]，无疑是发展高速宽带通信技术的一个理想选择。然而，我们知道在无线通信系统中，随着无线信号频率的增加，在自由空间传播时，大气中的反射、吸收等引起的损耗逐渐增加，同时由于建筑物、山坡等地形因素引起电磁波的反射等损耗使得微波毫米波信号传输受到限制，其传输距离只有近百米，系统需要架设更多的基站，以电信号的传输方式无法实现毫米波无线信号的长距离传输。为解决这些问题，人们提出采用光纤来传输微波毫米

3、波信号，称为光纤无线通信技术(Radio-Over-Fiber),简称ROF技术，如图1.1所示，典型的ROF系统[5]，利用低成本、防电磁干扰的光纤传输微波毫米无线信号，包括中心站(Centralstation,CS)、基站(Basestation,BS)、移动终端(Mobileterminal)及光纤链路，中心站釆用光纤链接多个基站，中心站主要负责信号处理（信号调制解调、编码复用等)，基站结构类似于传统的蜂窝系统，但是该系统的基站不再对接收无线信号进行调制解调等信号处理，而是仅仅进行光电转换和无线信号的接收发送，并且多个基站共享一个中心站，此外，所有昂贵

4、、复杂的信号处理器件和设备都集中到了中心站，基站得到简化，因此ROF系统具有高速率、大容量、低成本、易部署等优点。1.2光纤无线通信系统概述1.2.1光纤无线通信系统原理和特点ROF系统的工作原理是[6]:上行链路，基站接收到移动用户输出的毫米波无线信号，并调制到光载波上，由基站通过光纤传输到中心站进行信号处理。下行链路，中心站产生光载波信号，并将将携带数据的信号（基带信号或者微波毫米波射频信号）调制到该光载波上，通过光纤传输到基站，基站将光载波信号进行光电转换得到数据信号并发到移动用户终端。根据调制到光载波的数据信号不同，ROF系统可分为三种：光载基带信号

5、方案、光载中频信号、光载毫米波副载波信号方案。目前的ROF系统方案大多采用光载毫米波副载波信号方案。整个系统中，由中心站负责几乎所有的信号处理和管理控制工作，包括调制/解调、编码、复用等，基站结构非常简单，仅仅执行光电转换以及毫米波无线信号的接收和发送，这大大降低了系统的功率限制和成本。由于毫米波信号传输距离的限制，必然是多基站系统，多个基站共享一个中心站，实现资源重复利用，降低了成本。此外。若把毫米波信号组成微小蜂窝网，毫米波的高损耗特性能够避免信号的干扰，提尚频率复用率。第二章光纤光栅理论分析2.1引言光纤光栅是利用光纤材料的光敏性，光纤的光敏性是指光纤

6、中的折射率能够在某些波长的照射下发生永久性改变的特征，这种现象也称为光致折射率变化效应。光纤的这种感光特性首先于1978年山K.Hill等人发现，之后由G.Meltz等人首次利用光纤的紫外光敏效应制作出谐振波长位于通信波段的光纤光栅。光纤光栅技术的出现将是光纤通信领域继光纤放大器之后的又一重大事件。光纤光栅由于易于制作、结构简单、插入损耗小等优点在光纤传感光纤通信[37]、光纤滤波器领域得到广泛的应用研究。稱合模理论[39]因其直观性、可明确地描述模场的光学特性而得到广泛应用，是分析周期扰动介质中电磁波传播的方法，是分析光纤光栅光谱特性常用方法。光纤中的周期

7、性折射率调制视为周期性微扰，并假定光纤中原有的传输模式保持不变，由于这个扰动，在相位匹配条件下，不同模式之间的光场在光纤光栅区域产生强烈的稱合作用，发生能量交换此外，稱合理论不仅可以分析均匀光纤光栅，还可以分析非均匀光纤光栅。M.Yamada等人提出利用传输矩阵法分析光纤光栅的特性，可以很方便的分析复杂结构的非均匀光纤光栅。2.2光栅衍射光学特性根据相位匹配条件，单模光纤光栅的模式锅合主要发生在正反向传播的两个相同基模式之间。因此，如果只考虑这两个模式之间的锅合，方程（2-10)中与这两个模式无关的项均可忽略并且利用理想模式近似方法，考虑到光纤纵向快速振荡项

8、对振幅的贡献不大，可以忽略，就可得到最为简明和常用的