采用并行DD-MZM实现光学倍频毫米波40GHzRoF系统的QPSK

提出一种采用并行双电极马赫曾德尔调制器(dual-drive Mach-Zehnder modulator,DD-MZM)实现光学倍频毫米波光载无线(radio over fiber,RoF)通信系统的正交相移键控(quadrature phase shift keying,QPSK)调制方法.在中心站,光波进入并行DD-MZM后分为4路,分别由4个微波信号调相.此光波通过光纤后被送到基站,经光电转换后产生的高次谐波含有毫米波成分,调整调相指数可使所需的毫米波振幅最大.该系统在生成毫米波的同时,实现了QPSK调制,解决了传统毫米波RoF系统QPSK调制方式的缺陷.通过仿真验证了毫米波的产生和信号的调制解调过程,证明了该链路的可行性.     

光载无线电核心技术研究进展

 光载无线电（RoF）技术融合了微波射频技术和光子技术,充分体现了光通信“高速”和无线通信“移动”的技术特色,可大幅降低无线网络的能耗,代表了未来光网络和无线网络的发展方向。本文从RoF技术的国内外研究与应用现状出发,在分析RoF涉及的关键技术基础上,探讨了目前RoF技术面临的挑战,展望了其未来的发展方向。     

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.     

光计算中一种等效全混洗交换光互连网络的实现方法

提出了一种等称全混洗交换（ｐｅｒｆｅｃｔｓｈｕｆｆｌｅ／ｅｘｃｈａｎｇｅ）光互连网络的光学实现方法。该方法采用液晶空间光调制器作为光交换控制器件，用Ａｒ＋离子激光器提供光源，光互连系统由偏振分光棱镜、光束分束器和液晶空间光调制器组成。在实验上成功实现了８×８全混洗交换网络的光互连。     

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。     

基于偏振复用和反射式半导体光放大器的WDM-RoF-PON系统设计

基于偏振复用原理和反射式半导体光放大器RSOA(reflective semiconductor optical amplifier)的再调制特性,融入了光载无线RoF(radio over fiber)技术,设计了一种新型的可以实现多种信号混传的波分复用无源光网络WDM-PON(wavelength division multiplexing passive optical network)系统。在中心站,无线信号和有线信号同时调制到两个偏振态正交的光载波上,并耦合到标准单模光纤中传输。在基站,将两个偏振态正交的信号分离后,一方面可以探测得到四倍频毫米波信号和有线信号,另一方面还可以通过RSOA实现载波重用。通过Optisystem软件对该系统进行模拟仿真,得到了调制信号的光谱和接收端信号的眼图,分析了传输信号误码率与接收光功率的关系,结果表明,该系统传输性能良好。     

基于马赫-曾德尔调制器产生光毫米波的RoF 通信系统的特性研究

采用数值分析的方法模拟了马赫-曾德尔调制器产生的光毫米波在光纤中的传输性能.得到了单边带和双边带调制方式产生的光毫米波在光纤中传输后的眼图.结果表明,单边带调制方式产生的光毫米波在光纤中的传输性能明显优于双边带调制.     

5G毫米波硬件损伤对波形的影响及补偿方法

毫米波通信是5G的关键技术之一,由于频率高、硬件制造难,导致毫米波射频硬件存在严重损伤。毫米波射频硬件损伤主要包括功率放大器非线性、相位噪声、I/Q不平衡、采样抖动、采样频率偏移、载波频率偏移、天线损伤等。主要研究功率放大器非线性、相位噪声以及I/Q不平衡3种射频硬件损伤模型以及对正交频分复用(orthogonal frequency division multiplexing,OFDM),通用滤波多载波(universal filtered multi-carrier,UFMC),滤波正交频分复用(filtered orthogonal frequency division multiplexing,F-OFDM)和加权叠加正交频分复用(cycle prefix orthogonal frequency division multiplexing with weighted overlap and add,WOLA)波形的影响,分别提出射频硬件损伤的补偿方法。利用迭代消除算法消除功率放大器非线性损伤,采用5G标准中定义的相位追踪参考信号对相位噪声进行补偿,采用最小均方(least mean square, LMS)算法估计I/Q不平衡因子并进行补偿。仿真结果表明,F-OFDM抵抗毫米波射频硬件损伤的能力优于其他3种波形,OFDM和UFMC的性能相近,WOLA的性能最差。     

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。     

硅基环形电-光调制器的理论分析和性能优化

对硅基环形电-光调制器的电学特性和光学特性进行了理论分析.给出环形电-光调制器的调制速率解析表达式.该表达式表明,环形调制器的光学谐振特性对于整个系统调制速率起重要的作用.分析得到调制速度和Q值及波导宽度的关系.并给出了定量的表达式,它可以用于器件特性的优化,同时从理论上指出该器件的理论极限调制速度大于10,GHz.     

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。     

光纤通信中非线性香农极限的突破——光频梳应用及发展趋势

 受限于光纤克尔非线性效应对传输信号质量的影响,光纤通信系统的传输速率和容量难以突破非线性香农极限的限制。利用光频梳的相干特性结合数字信号处理技术突破了早期非线性香农极限的传输性能,有望开启光频梳在下一代光纤通信领域研究的新时代。本文介绍光频梳的定义及产生机制、光频梳在信息通信系统中的最新典型应用、基于光频梳和通信信号处理技术在其他物理科学领域中的交叉应用,探讨了光频梳技术的未来发展方向。     

光孤子通信技术的应用与展望

利用光孤子传输信息的新一代光纤通信系统,是光通信技术上的一场革命．文章对光孤子通信技术产生的机理和影响因素进行了介绍,对光孤子通信的关键技术进行简要的剖析,对国内外光孤子通信技术的发展现状和趋势进行了论述．     

一种基于软件无线电技术的低成本运动目标探测雷达

由于成本和频段规范的限制,民用的线性调频连续波(LFMCW)体制的毫米波雷达往往体积较小且作用距离较近。在一些对于作用距离较远的运动目标检测应用场合,现有的商用现成品(COTS)毫米波雷达无法满足要求。在现有商用现成品毫米波射频(RF)前端的基础上,设计了一种基于软件无线电(SDR)的线性调频连续波雷达原型,在一个以异构片上系统(SOC)处理器为核心器件的软件无线电平台上,采用距离多普勒处理的方法提高信号相干积累增益,通过增加较小成本获得了比现有民用毫米波雷达更大的改。实测验证表明,该雷达原型作用距离较远,并且具有灵活性高、成本低和小型化的特点。     

基于二级MZM相干调制实现高速长距离RoF通信

提出并计算机仿真证明了基于二级光电双臂相干调制及双二进制光信息编码技术实现超高速超长距离光纤微波传输(Radio over Fiber)的系统设计方案. 通过第一级光电双臂相干调制构建光双二进制信号,其信号占用频谱带宽比NRZ码降低50%. 通过第二级光电双臂相干调制加载40 GHz超高频载波信号,实现光纤微波传输. 计算机仿真结果分析表明:CW激光光源发射功率为0 dBm,经过多级EDFA光信号放大与色散补偿光纤,在色散系数为17 ps/(nm·km),衰减系数为0.2 dB/km的标准单模光纤中单通道传输,系统码元传输速率可达40 Gb/s、传输距离1 500 km以上.     

全光纤耦合异步光学采样THz-TDS系统

针对传统THz-TDS系统利用机械步进延迟线进行采样扫描的方式获取太赫兹时域谱使得检测信号速度慢等缺点,设计了全光纤耦合快速异步光学扫描THz-TDS系统,该系统利用以锁相环(PLL)和直接频率合成器(DDS)为核心的电子系统精确控制两台飞秒激光器重复频率,使之有较小的固定频差,使两台飞秒激光器的脉冲之间产生周期性呈线性增长的相位延迟,实现了一个脉冲对另一个脉冲的毫秒级快速扫描. 结果表明,该系统对太赫兹脉冲的扫描时间缩短为2ms,实际采样频率可达到1GHz. 有效解决了以往太赫兹光谱检测速度慢、便携性差等问题,从而进一步拓展了太赫兹光谱测量的应用范围.      

基于光纤干涉器的带通巴特沃斯光学滤波器的设计

光学滤波器在光信号处理和通信系统中有着重要的作用。研究带通巴特沃斯光学滤波器的设计过程,这种滤波器的实现以级联结构形式给出,利用一臂上附有光纤环的Mach-Zehnde(rM-Z)光纤干涉器来实现传输函数的零点和极点,光纤环上加有掺铒光纤放大器(EDFA)来放大光信号。通过级联一臂上附有光纤环的M-Z光纤干涉器来实现滤波器的传输函数。根据传输函数的零极点计算出了M-Z光纤干涉器的各个耦合器的耦合系数、臂长差和环长,并对其进行了计算机仿真,验证了光学滤波器的频谱特性。