基于载波抑制调制的毫米波ROF下行链路传输系统

为提高Radio-over-Fiber(ROF)系统传输带宽,降低系统成本,扩展传输距离,提出一种毫米波ROF下行链路传输系统。与传统ROF系统相比较,该系统利用MZM光调制器实现光载波抑制调制,产生高频毫米波信号,易于系统集成。文中详细分析了抑制载波调制的原理,搭建了系统实验。在中心站,光载波抑制调制结构产生并上变频加载33GHz的光学毫米波;在基站,下行数据流由高速光探测器接收,经过电混频器恢复基带数据信号。实验结果表明,该系统下行链路的2.5 Gb/s数据信号能够成功传输20 km单模光纤,与传统方法相比,传输容量和距离都得到了明显改善。     

基于强度调制和相位调制的ROF系统比较

基于现有实现载波抑制毫米波传输下行链路信号的实验,研究并比较了以下两种ROF系统：一种是利用强度调制技术产生载波抑制毫米波的传输系统,另一种是利用相位调制技术产生边带传输下行链路信号．通过仿真实验证明了系统的有效性和可靠性,并根据光谱图、Q值参数、眼图和误码率曲线来对比研究两者传输性能的优缺点．     

一种改进的基于相位调制器产生毫米波的单边带调制ROF系统

本文利用单边带调制技术和光相位调制器,设计了一种改进的毫米波光纤传输系统。在中心站采用光相位调制器并结合滤波的方法产生频差为毫米波的载波抑制双边带光信号,利用滤波器将上、下边带光信号分离,分别用作下行链路和上行链路的光载波,上、下行的数据信号均采用单边带调制技术调制到光载波上。分析了系统光纤传输色散,进行了系统的数据传输仿真实验。分析和仿真结果表明,该系统能有效的降低光纤色散对毫米波信号的衰落。同时该系统具有中心站和基站的配置简单,性能稳定,节省了频带资源等优点。     

一种新颖的基于偏振调制器的无码元走离效应的倍频毫米波光载无线系统

为了克服基于马赫-曾德尔调制器(MZM)的倍频毫米波光载无线系统(Radio Over Fiber,ROF)中的MZM存在的直流偏置漂移问题和ROF中的码元走离效应,本文提出了一种基于偏振调制器(Polarization Modulator,PolM)的无码元走离效应的倍频ROF系统。在中心站,利用PolM产生±1阶边带信号,利用复合射频(Radio Frequency,RF)信号来驱动PolM,实现将下行数据信号仅调制在+1阶边带上。复合RF驱动信号由两路信号合成,其中一路信号由数据信号通过相位调制器调制RF驱动信号形成,另一路信号是由数据信号经电放大器进行放大形成。在基站,利用光纤光栅(Fiber Bragg Grating,FBG)反射出部分-1阶边带做上行链路的光载波,实现载波重用;利用透过FBG的±1阶边带在光检测器(Photo Detector,PD)中的拍频产生倍频毫米波信号。在误码率为10^-9情况下,经20、40和60公里的传输后,下行链路功率代价分别为1dB、1.2dB和1.22dB,上行链路的功率代价分别为0.5 dB、0.8 dB和1 dB。...     

一种改进的载波抑制调制光毫米波信号的产生方案

为了克服光纤无线(ROF)系统中色散对光载波抑制(OCS)调制光毫米波信号传输的影响,提出一种改进的OCS调制方案。使用双驱动马赫-曾德尔调制器(MZM),通过调整两路输入射频信号相位、基带信号增益和直流偏置电压将2.5Gbit/s数据信号仅调制到(OCS)信号的一个边带上传输。理论分析表明,与传统OCS调制光毫米波信号产生方案相比,本文方案解决了色度色散引起的码元走离问题,大大增加了传输距离。仿真实验结果表明,经过110km光纤传输后信号的眼图仍然十分清晰,在BER=10-10条件下,信号经过20、40和60km光纤传输后的功率代价分别为0.78、1.7和1.9dB。     

基于光子射频波高次倍频的深度融合通信研究

文中提出了基于光子射频高次倍频的微波与光纤深度融合的通信系统架构,从理论上论证了在已调制光信号中只存在奇数光谱边带所携带的调制信息,而偶数光谱边带不包含调制信息,并且在输出光谱边带中不存在二阶光谱边带. 在已调光信号传输到基站后,用中心光谱边带作为下行数据信号传输链路的激光光源,用分离出的低的第四阶光谱边带作为上行基带传输链路的激光光源,用高的和低的第三阶光谱边带拍频产生光子射频波. 通过专业仿真套件对25 km标准单模光纤传输的信号进行了模拟测试,分别得到下行光纤链路信号和上行光纤链路信号的清晰眼图和良好的误码率. 在该系统网络架构中,基站侧没有激光光源,其复杂度降低;利用光子射频波高次倍频直接产生毫米波,极大简化了射频处理单元.     

基于三角波调制的毫米波光学倍频发生器

提出一种使用双极马赫-曾德尔调制器(De-MZM)作为外部调制器,利用三角波调制得到各阶边带组成的调制信号的毫米波光学倍频(OFM)发生器.使用中心波长可调节的均匀光纤光栅(UFBG)滤出其中两个边带拍频得到毫米波信号,提高了生成毫米波信号信噪比,并实现了毫米波频率的可调谐.与传统的OFM发生器相比较,该发生器可以在较低的调制深度下得到较大的倍频因子,避免高频本地振荡器的使用,减少了系统成本并增加了系统稳定性,实现了倍频因子的可调谐.当倍频因子为10时,仍能获得信噪比较高毫米波信号.为了验证此发生器的可行性,仿真生成了60 GHz、80 GHz和100 GHz的毫米波信号,且60 GHz毫米波信号的信噪比达到了35 dB.并且基于60 GHz毫米波分析了光载无线电系统(Radio Over Fiber,ROF)下行链路的传输性能,当传输距离达到60 km时,眼图仍能保持较好的张开度,证明了本发生器在实际应用中的可行性.     

ROF通信技术和光标记交换技术的研究

本文主要对ROF通信技术和光标记交换技术做了深入研究，具体讨论了光载毫米波在光纤中传输的影响因素，分析了ROF双工链路和网络结构。     

OFDM子载波分配与峰均比抑制联合优化

基于OFDM的星载交换技术能够通过星上子载波交换实现星载业务交换。该文以星地下行链路为研究对象,采用跨层设计思想,提出了一种星地下行链路OFDM子载波分配和峰均比抑制联合优化方法。该方法根据当前点波束星地下行链路信道状态、各传输业务目的地和QoS要求,并结合OFDM信号峰均比抑制,为各星地下行链路传输业务自适应分配子载波,且不需要传输边带信息和额外功率。仿真结果表明该方法在合理分配子载波的同时能够有效抑制OFDM信号峰均比。     

一种基于光学倍乘法的新型毫米波RoF双向传输系统

该文提出一种基于光学倍乘法的毫米波Radio-on-Fiber（RoF）双向传输系统的新结构,在中心站用基带信号和扫频正弦波的混和信号对光波进行相位调制,在基站将从中心站传输过来的光波分成两路,使其分别通过不同参数的周期性光滤波器、光探测器和带通滤波器,从而在一条支路获得毫米波下行已调波,同时在另一条支路获得上行链路所需要的参考本振.该系统结构具有最小化中心站、避免基站使用毫米波本地振荡器和光纤链路色散小的优点.     

毫米波ROF光通信系统中信号传输色散影响的研究

简述了Radio over Fiber (ROF)通信技术,从理论和VPI仿真实验两方面系统地分析研究了光纤色散问题对ROF光通信系统的影响。理论分析和仿真结果吻合。最后,对ROF单、双波长各调制情况的光纤色散影响给出了归纳、比较和总结。     

一种光纤一体化光控毫米波波导功率开关

研制了Ｅ面矩形波导中国载硅片作为光控介质的光控微波开关采用光纤将激光脉冲光束通过ＳＥＬＦＯＣ透镜引入，实现光控微波功率开关的功能。这种开关的插入损耗小于１ｄＢ，脉冲响应快于０．０５μｓ，开关比优于４２ｄＢ，测试频率在８ｍｍ波段。     

磁化等离子鞘套中毫米波大气窗口的衰减

为了更好地利用目前紧张的频谱资源,解决临近空间通信"黑障"问题,选取高斯分布模型建立非均匀等离子鞘套,并结合4个在大气中具有高透过性的毫米波大气窗口,研究等离子鞘套外加不同强度磁场与无外加磁场情况下,毫米波大气窗口在其中传输的衰减情况受攻角和等离子鞘套碰撞频率改变的影响。仿真结果显示:外加不同强度磁场时会改变毫米波大气窗口的衰减值,但不会改变毫米波大气窗口在等离子鞘套中的传输规律。外加磁场是否改善毫米波大气窗口的传输性能需要综合考虑等离子鞘套与毫米波大气窗口的谐振频率。     

用于光载毫米波系统的铌酸锂调制器的研制

为了满足光载微波毫米波系统对宽带毫米波调制器的要求,设计和制作了双平行马赫曾德尔调制器(DPMZM).采用特殊电极结构,选择性腐蚀掉除火线电极下其余大部分SiO2缓冲层,有效抑制了调制器的热漂移和直流漂移.制作的DPMZM样品特征阻抗为35Ω,插入损耗为7.2dB,消光比为26dB,单、双臂半波电压分别为3.0V和1.5V,调制带宽为20GHz.除带宽指标外,总体性能与国际上高端产品相同或略优.目前尚未见铌酸锂DPMZM器件国内制作的报道.     

基于卷积神经网络的毫米波图像目标检测

在公共安全检查领域中,研究毫米波图像目标检测的快速性和精准性的方法具有非常重要的实际应用价值。提出了基于Faster R-CNN深度学习的方法检测隐藏在人体上的危险物品。该方法将区域建议网络(region proposal network,RPN)和VGG16训练卷积神经网络模型相结合,接着通过在线难例挖掘(online hard example mining,OHEM)技术优化训练所提出的网络模型,从而构建了面向毫米波图像目标检测的深度卷积神经网络。实验结果证明所提的方法能高效地检测毫米波图像中的危险物品,并且目标检测的平均精度高达约94.66%,检测速度约为6帧/s,同时对毫米波安检系统的智能化发展有着极其重要的参考价值。     

光突发交换网络结构与路由技术研究

光突发交换是面向下一代因特网的光交换模式,是光电路交换(OCS)和光分组交换(OPS)的有效折衷方案,避免了各自的缺点。在OBS中,使用的带宽粒度介于光电路交换和光分组交换之间,比光电路交换灵活,比光分组交换易于实现,是很有发展前途的光交换技术。路由技术在光突发交换中起重要作用,在很大程度上影响着光突发交换网络的性能。给出了路由机理和路由计算的流程。     

ROF系统中基于NLCFBG的可调色散补偿方法

在光载无线(ROF)系统中,光纤的色散会导致系统中传输的信号产生畸变,更为严重的是会引起系统输出射频信号的幅度随光纤传输的距离发生周期性的起伏变化,从而严重限制系统的性能。基于非线性啁啾光栅(NLCFBG)的可调色散补偿方法,为克服光载无线系统中光纤色散的影响提供了一个简便、灵活的方案。首先采用计算机仿真对该方案在光载无线系统中进行色散补偿的应用作了全面的分析,然后研究了光栅的群时延抖动对色散补偿性能的影响。研究结果表明,基于非线性啁啾光栅的色散补偿方案能对光载无线系统中双边带调制的射频信号传输进行有效的可调色散补偿,但光栅的群时延抖动会对传输的信号造成一定损伤,需要在光栅的设计、制作过程中进行优化。     

红外/毫米波复合制导信息处理方法及MPSoC实现

针对共口径红外/毫米波复合制导应用需求,提出一种基于自回归(AR)谱估计和扩展卡尔曼滤波的信息融合处理新方法,基于此方法构建了实现红外/毫米波复合制导信息处理的多处理器片上系统(multiprocessor SoC,MPSoC),该系统采用主/从流水线结构,解决了基于此系统框架的多核通信、系统同步等问题.所提多处理器片上系统在单片FPGA上实现,FPGA实测结果表明,目标融合预测轨迹和真实轨迹基本重合,误差不超过10-2 rad,航向角融合精度远高于毫米波雷达和红外的精度,取得了比较好的融合效果;在100MHz的时钟下,整个红外/毫米波复合制导的信号处理的处理时间不超过2ms,满足复合制导对系统的实时性要求.