提供多重服务的全双工光纤无线通信系统研究

摘要

毫米波光载无线通信系统由于其较高的载波频率能够提供吉比特速率的无线接入，该技术因兼有光纤高带宽透明传输和无线通信灵活性与移动性的特点而备受关注。由于用户需求的不断增长和业务的多样性，未来宽带接入系统要求能同时提供多种接入方式，包括固定有线接入和宽带无线接入，这就要求光纤无线通信系统也要力求能同时承载多种不同的业务来提供多重服务。为了能充分利用相关的频带资源和灵活地配置无线资源，在光纤无线通信ROF(Radio Over Fiber)系统中实现多频(毫米波、微波和基带)信号的产生，成为当前通信领域的研究热点之一。产生高性价比的射频RF(Radio Frequency)信号与基带BB(Baseband)信号和简化基站是实现提供多重服务的全双工ROF系统的关键。本文利用模拟仿真和实验的方法对这两个技术进行了研究，取得的主要成果如下：
　　 第一，提出了对应于单一频率光源的系统，利用光的偏振复用实现了系统中两个40GHz毫米波信号的同时产生和混合传输的全双工ROF通信系统。基于建立的系统模型，通过仿真成功实现了系统中两个40GHz毫米波信号的同时产生与混合下行传输40Km光纤，同时实现了系统的全双工通信。
　　 第二，提出了一种通过级联强度调制器实现系统中多频信号产生的ROF通信系统，通过两次光载波抑制调制实现了三倍频毫米波信号的产生。基于建立的系统模型，通过仿真成功实现了60GHz毫米波信号、20GHz微波信号和数据基带信号的同时产生和混合下行传输。
　　 第三，实验研究了一种基于相位调制器的40GHz全双工OFDM-ROF(Orthogonal Frequency Division Multiplexing-Radio Over Fiber)通信系统。实验中采用相位调制器并级联强度调制器实现了40GHz的ROF系统中传输OFDM信号以及系统的全双工通信，而且系统下行链路的功率代价仅为0.8dB，上行链路的功率代价约为1dB。系统利用双频一阶边带承载无线数据，并分离出单个边带作为上行链路的光载波。上/下行链路传输50Km光纤后，信号的星座图和眼图效果都较好。