radio+over+fiber系统中光载毫米波产生和传输技术的研究

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1、摘要宽带光纤无线（ROF,RadiooverFiber）技术利用光纤链路传输高频率无线信号，融合了光纤通信的高容量、低损耗和无线通信的高效灵活性等优势，受到了广泛的研究。同时正交频分复用（OFDM）技术具有大传输容量和高频谱效率等优势，被广泛应用于宽带无线局域网、3G移动通信等领域。ROF和OFDM的技术融合正成为4G研究的热点。本文主要对ROF中光载毫米波的产生和传输技术进行了较深入的研究，取得的研究成果如下：第一，提出了一种基于相位调制器和带阻滤波器的载波抑制-差分相移键控（OCS-DPSK）光载毫米波的产生和传输系统。在中心

2、站将差分相移键控（DPSK）信号和射频信号混频，用混频信号驱动光相位调制器产生光双边带信号，利用带阻滤波器抑制中心载波从而产生OCS-DPSK光载毫米波。DPSK信号调制时仅仅是载波相位发生跳变，相比较ASK信号既可以避免信号调制和传输后发生失真，又可以增强抗高斯噪声能力和码间干扰能力；而采用相位调制器，相比较双并行马赫曾德尔（MZM）调制器和单电极MZM调制器，不需要偏置电压，系统结构简单、稳定性高。除了建立OCS-DPSK光载毫米波的产生和传输链路模型之外，还分析了光纤色散和输入光功率对系统性能的影响，理论分析和实验结果表明，

3、该系统可以有效克服光纤色散的影响，提高系统的传输距离。第二，提出一种改进的基于相位调制器的光载OFDM信号产生和传输系统，分析了光纤色散导致的相位影响和OFDM信号的高峰均比PAPR问题及对整个系统的影响。在中心站采用相位调制器和光纤布拉格光栅（FBG）产生抑制载波-双边带（DSB-SC）光载毫米波信号，然后采用光交错复用器将抑制载波双边带信号的上下边带分离，OFDM中频信号驱动双臂马赫曾德尔调制器调制到一个边带上，已加载的OFDM中频信号和另一个边带耦合后传输到基站。基于相位调制器的光载OFDM信号产生和传输系统，可以降低系统的

4、复杂度，提高系统性能并有效地抵抗光纤中的色散。仿真实验结果表明，在30GHz-ROF系统中，速率为10Gb/s的OFDM基带信号产生的光载毫米波信号通过95km的光纤传输后接收到的星座图仍然清楚，解调出的原始基带信号眼图仍清晰张开。关键词：光通信，正交频分复用，相位调制器，光纤色散，PAPRIABSTRACTRadiooverFiberutilizesopticalfiberlinkfortransmittinghighfrequencywirelesssignal,itcoalesceshigh-capacityandlowlo

5、ssoffiber-opticcommunications,efficiencyandflexibilityofwirelesscommunications.Ithasbeenwidelystudied.Atthesametime,orthogonalfrequencydivisionmultiplexing(OFDM)hastheadvantagesoflargetransmissioncapacityandhighspectralefficiency.ItiswidelyusedinbroadbandwirelessLAN,3

6、Gmobilecommunicationandotherfields.ThemixofROFandOFDMtechnologybecomes4Gresearchhotpot.Thepaperstudiesdeeplyopticalmillimeter-wavegenerationandtransmissiontechnologiesforRadiooverFiber.Themainresearchachievementsareasfollows:Firstly，wehaveproposedasystemforgenerationa

7、ndtransmissionofOCS-DPSKmm-waveusingphasemodulationalongwithopticalfilter.Inthecenterstation,afteraphasemodulatorisdrivenbyamixedsignalofDPSKsignalsandRFsignal,anopticaldouble-sideband(DSB)-DPSK)signalisgenerated.AfterthecentercarrieroftheDSB-DPSKsignalwascarriedbyopt

8、icalfilter,theoutputoftheopticalfilterisanopticalcarriersuppressed(OCS)-DPSKformat.WhenDPSKsignalsweremodulated,itjusthappen