基于六倍频毫米波产生技术ROF系统的研究

摘要

光载无线通信ROF（Radio-over-Fiber）系统是光纤通信和无线通信相结合的产物，它不但具有光纤通信大容量、抗干扰能力强等优点，还兼具了无线通信移动性、灵活性等优点，是未来宽带接入的理想方式之一。ROF系统采用毫米波作为载波传递信息，毫米波的产生及传输对维持系统的稳定和提高传输性能至关重要，是ROF系统中关键技术和重要研究方向之一。因此本文就基于六倍频毫米波产生技术ROF系统中的一些关键技术在以下几个方面展开重点研究。　　（1）分析 ROF系统的基本原理、特点及关键技术等，重点总结在ROF系统中现有毫米波产生方法及其研究现状。深入研究直接调制技术、外部调制技术以及光外差调制技术这三种主要的光域毫米波生成技术，总结对比三种技术的优缺点。　　（2）提出了一种六倍频毫米波双向ROF传输系统，该系统通过并联两个光相位调制器（OPM）来产生六倍频毫米波信号。在中心站，通过调节两个OPM的调相指数和加载驱动信号的初始相位，使它们耦合后产生一、二阶边带均被抑制的调制信号，滤除中心载波的干扰，剩下频差为6 f RE的正负三阶边带，在基站处倍频就可以产生频率为射频信号六倍的毫米波信号。利用Optisystem11建立该系统的仿真模型。仿真结果表明：中心站处10GHz射频信号在基站处倍频得到了60GHz的毫米波信号，双向传输系统的设计起到了简化基站的作用，2.5Gbit/s的基带信号在上/下行单模光纤链路中传输30km后，眼图整体形状良好，当误码率满足10-9时，上、下行链路的功率损耗都低于2dB。对比四倍频产生方案，在相同误码率情况下，下行链路的功率损耗降低了0.6dB，证明了该系统能够产生六倍频毫米波信号并实现其较远距离的稳定传输。　　（3）对正交频分复用技术（OFDM）能够有效克服色散效应的影响进行理论推导分析，在前文提出的六倍频毫米波产生方法的基础上，将OFDM技术加入到ROF系统中，对已提出的六倍频双向ROF传输系统设计一种优化方案。利用Optisystem11建立该传输系统的优化模型，并对下行链路在不同传输距离及不同编码方式下的传输性能进行了对比分析，优化了其抗色散干扰的能力，提高了系统的传输距离。仿真结果表明：采用4QAM编码方式的2.5Gbit/s OFDM信号能在下行单模光纤链路中传输60km以上。在系统误码率相同的情况下，当光纤传输距离为30km以上时，采用4QAM编码方式的系统传输性能更加优越，其传输的距离大约是16QAM系统的2倍。

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主要缩略语表

第一章 绪论

1.1研究背景以及意义

1.2国内外研究现状分析

1.3本论文主要研究内容和创新点

1.4 本论文的结构安排

第二章 ROF系统概述

2.1 引言

2.2 ROF系统结构组成

2.3 ROF系统的优势

2.4 ROF系统中的关键技术

2.5 本章小结

第三章 毫米波产生技术的比较研究

3.1 引言

3.2直接调制技术

3.3外部调制技术

3.4远程光外差技术

3.5 本章小结

第四章 基于六倍频双向ROF传输系统的设计

4.1 引言

4.2光相位调制器的基本原理

4.3六倍频双向ROF传输系统设计研究

4.4 本章小结

第五章 基于六倍频双向ROF传输系统的优化设计

5.1 引言

5.2 OFDM信号调制与解调技术

5.3 六倍频双向ROF传输系统优化设计研究

5.4 本章小结

第六章 论文总结和展望

6.1论文总结

6.2工作展望

参考文献

所有图附录

所有表附录

攻读学位期间取得的研究成果

致谢

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