ROF通信系统中单边带抑制技术的研究

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光纤无线通信(Radio-Over-Faber, ROF)技术是采用光纤链路传输高频微波毫米波信号,该技术将宽带移动通行技术和光纤通信的大容量、超带宽、高可靠性有机结合起来,具有覆盖面广、易于动态管理和维护等特点,使其成为超宽带无线接入最有前景的技术之一,具有巨大的应用前景。在ROF通信系统中,传统的双边带调制技术,由于光纤色散效应,调制光载波的两个边带分别与中心载波拍频后产生的两个微波毫米波分量同频不同相,致使生成的微波毫米波信号随光纤传输距离而周期性衰减,极大的影响ROF系统信号传输性能,限制了信号在光纤中的传输距离。为了解决这个问题,人们提出单边带调制技术,本文将着重研究单边带抑制毫米波生成技术,主要研究光纤光栅的滤波技术在单边带抑制毫米波生成技术上的应用及性能,完成的主要工作如下:1.分析了微波毫米波几种主要生成方案应用于ROF系统中的优缺点。推导了光纤光栅耦合理论,给出简化的耦合方程解析解。应用耦合理论和传输矩阵法仿真分析了常用类型的光纤光栅特性。2.理论推导和仿真计算了双边带调制技术中的光纤色散效应对生成的微波毫米波功率衰减产生机理。结果表明,两个边带分别与中心载波拍频生成两个微波毫米波分量,其同频不同相,干涉叠加生成最终的微波毫米波信号。推导并得出在接收端微波毫米波信号与色散系数、光纤传输距离等参数之间的关系。3.提出一种基于双电极铌酸锂调制器抑制奇数边带的双边带调制技术,在此基础上,研究分析了利用啁啾光纤光栅、三角形透射谱光纤光栅及长周期光纤光栅滤波实现单边带抑制生成微波毫米波的三种研究方案,并详细分析和仿真实验了它们对双边带信号滤波过程和滤波结果,得出了微波毫米波信号功率与色散系数、光纤传输距离及各个边带的衰减系数等参数之间的关系。结果表明以上方案不仅能够降低单边带调制信号的载波边带抑制比(Carrier-to-Sideband Ratio,CSR),提高系统接收端的灵敏度,还能够有效的抑制光纤色散效益导致的微波毫米波信号周期性衰减效应,避免了光纤色散效应对传输信号性能的影响。在以上的研究成果基础上,提出基于光纤光栅单边带抑制技术的ROF全双工通信系统,仿真分析了上述三种单边带抑制方案在ROF全双工通信系统中的传输性能,并采用去码元“走离”技术,显著的增加了ROF系统传输距离。
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