【摘 要】
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光载无线通信(RoF)技术综合了光纤通信和无线通信的优点,能够有效解决高频微波信号难以长距离传输的问题。为了进一步提高RoF系统的通信容量和降低建设成本,将RoF系统与波分复用(WDM)技术相结合为WDM-RoF系统,可以充分利用光纤的带宽资源,是实现未来移动通信系统高频微波信号长距离传输和大范围覆盖的重要手段。利用光学频率梳为WDM-RoF系统提供多载波光源,可以降低系统的光源成本,有利于系统的
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光载无线通信(RoF)技术综合了光纤通信和无线通信的优点,能够有效解决高频微波信号难以长距离传输的问题。为了进一步提高RoF系统的通信容量和降低建设成本,将RoF系统与波分复用(WDM)技术相结合为WDM-RoF系统,可以充分利用光纤的带宽资源,是实现未来移动通信系统高频微波信号长距离传输和大范围覆盖的重要手段。利用光学频率梳为WDM-RoF系统提供多载波光源,可以降低系统的光源成本,有利于系统的扩展和重构。本文围绕基于光学频率梳的WDM-RoF系统,对光学频率梳的产生技术、无线接入WDM-RoF系统和有线与无线接入融合WDM-RoF系统进行了研究,具体研究内容如下。提出了一种基于双平行马赫曾德尔调制器(DPMZM)和电吸收调制器(EAM)的光学频率梳产生技术。建立了理论模型,利用光通信系统仿真软件Opti System进行了研究,分析了光源的中心频率、光源的线宽、光源的功率、射频驱动信号频率和EAM偏置电压对光学频率梳的影响。通过调节和优化器件的工作参数,产生了平均功率为-15.93d Bm,平坦度为0.94d B的光学频率梳。提出了一种基于光学频率梳和载波重用的双毫米波WDM-RoF系统。在基站(BS)中可同时产生双毫米波信号;双毫米波信号由不携带下行信号的光载波和携带下行信号的正负二阶边带分别拍频产生,克服了功率周期性衰落效应和比特走离效应;BS中上行信号由中心站(CS)中预留的光载波承载,实现了BS上行传输的无光源化。建立了理论模型,利用光通信系统仿真软件Opti System对基于光学频率梳和载波重用的双毫米波WDM-RoF系统的性能进行了研究。结果表明,下行链路五个WDM通道承载5×10Gb/s下行信号经40km SMF传输后产生30GHz和50GHz双毫米波信号的平均功率代价分别为0.95d B和1.11d B;上行链路五个WDM通道承载5×10Gb/s上行信号经40km SMF传输的平均功率代价为0.46d B。该WDM-RoF系统实现了低功率代价的高效传输。提出了一种基于光学频率梳和偏振复用的有线与无线融合WDM-RoF系统。采用偏振复用技术,仅利用一根光载波就可以完成一个WDM通道上、下行有线与无线信号的传输,提高了载波利用率;BS中上行信号由光纤光栅(FBG)反射的光载波承载,无需本地光源,简化了BS的配置;在BS中可同时实现有线接入与无线接入,保证了用户接入方式的灵活性。建立了理论模型,利用光通信系统仿真软件Opti System对基于光学频率梳和偏振复用的有线与无线融合WDM-RoF系统的性能进行了研究。结果表明,下行链路十个WDM通道承载10×10Gb/s下行信号经25km SMF传输后有线接入链路与无线接入链路的平均功率代价分别为0.34d B和0.71d B;上行链路十个WDM通道承载10×10Gb/s上行信号经25km SMF传输后有线链路与无线链路的平均功率代价分别为0.26d B和0.24d B。该有线与无线融合WDM-RoF系统具有良好的传输性能。
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