基于前馈法的RoF三阶交调失真抑制技术研究

摘要

射频光纤传输(Radio over Fiber，RoF)是一种通过光纤传送射频信号(RadioFrequency，RF)的新技术，结合了光纤通信低损耗、大带宽的优势和无线通信的灵活性，有很好的发展应用前景，可以应用于移动通信、无线局域网、智能交通系统、有线电视、军事领域等。但是RoF内部电光转换的非线性会产生三阶交调失真(3rd-orderIntermodulation Distortion，IMD3)，三阶交调失真的存在限制了传输的射频信号的功率和整个系统的无寄生动态范围（Spurious Free Dynamic Range，SFDR），在某种程度上限制了RoF技术的应用。扩大系统的动态范围能够使系统拥有更好的抗干扰能力，表示系统有更好的传输性能。因此抑制RoF系统的三阶交调失真，从而扩大RoF系统的动态范围具有重要意义。
　　本文旨在用前馈(Feedfoward，FF)法抑制RoF系统电光转换非线性产生的三阶交调失真，并且完成前馈RoF系统的部分参数优化，以获取更大的动态范围。
　　“基于前馈法的RoF三阶交调失真抑制技术”适用于大动态范围的射频信号的光纤传输。前馈结构包括信号消除环路和失真消除环路两个部分。信号消除环路用于消除基频双音信号，提取出三阶交调失真;失真消除环路用于消除三阶交调失真。通过对双音信号调制RoF系统的研究，理论证明了三阶交调失真的存在。通过推导三阶截点、动态范围的计算公式，以及理论分析RoF系统的噪声，为动态范围的计算提供理论依据。
　　为了获得更大的动态范围，利用光通信仿真软件OptiSystem7.0对前馈RoF系统的光功率、调制器位置、分光比三个参数进行了仿真优化，得到了仿真优化结果。
　　根据仿真优化的结果设定实验参数，进行了实验研究。实验结果表明，前馈RoF系统输出端光纤耦合器分光比为90∶10时的动态范围大于分光比为50∶50时的动态范围，这与仿真优化结果一致。参数优化后，输入射频双音信号中心频率350MHz，双音信号间隔100kHz时，三阶交调失真可抑制20dB，动态范围可达114dB/Hz2/3;双音信号间隔500kHz时，三阶交调失真可抑制10dB，动态范围可达110dB/Hz2/3。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 研究背景及意义

1．1．1 RoF的概念及特点

1．1．2 RoF的应用

1．1．3 RoF中电光转换的非线性

1．1．4 研究意义

1．2 抑制RoF电光转换非线性的研究进展

1．2．1 预失真法

1．2．2 新型线性调制器法

1．2．3 前馈法

1．2．4 其他方法

1．3 论文内容安排

2 前馈RoF系统理论分析

2．1 非线性引出的几个概念

2．1．1 交调失真

2．1．2 三阶截点

2．1．3 无寄生动态范围

2．2 RoF系统双音信号调制

2．3 RoF系统的噪声

2．4 前馈法原理

2．5 本章小结

3 OptiSystem仿真实现前馈RoF系统参数优化

3．1 激光器光功率优化

3．2 电光调制器位置优化

3．3 输出端光纤耦合器分光比优化

3．4 本章小结

4 实验研究及结果分析

4．1 输出端光纤耦合器分光比50：50的实验研究

4．2 输出端光纤耦合器分光比90：10的实验研究

4．3 结果分析

4．4 本章小结

结论

参考文献

附录A 论文使用的主要英文缩写符号的意义

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致谢