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毫米波与UWB信号共同传输的RoF系统研究

作　者: 徐刚
导　师: 郑小平
学　校: 清华大学
专　业: 电子科学与技术
关键词: 光通信 光纤无线电 超宽带 光学上变频 光学单边带调制
分类号: TN915.6
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


RoF、毫米波和UWB技术都是快速发展中的无线接入技术。随着接入网技术的发展,接入业务多样化,接入带宽不断增加。接入网的相互融合可以结合不同接入技术各自的优势,使得终端接入更加灵活便捷,并能更有效地利用光纤带宽。在上述背景下,本论文研究了毫米波与UWB信号在RoF系统中共同传输的问题。提出了两种新颖的毫米波光域产生与上变频方案,分别进行了原理分析和实验验证。第一种方案仅使用一个双平行MZ调制器实现四倍频单边带调制,实验产生了承载1 Gb/s基带数据的40 GHz光毫米波信号,信号经20km标准单模光纤传输的功率代价仅为0.8 dB。第二种方案使用级联的MZ调制器实现四倍频单边带调制,实验产生了承载1 Gb/s基带数据的40 GHz光毫米波信号,信号经20km标准单模光纤传输的功率代价仅为0.7 dB。提出了两种新颖的UWB光域产生方案,分别进行了原理分析和实验验证。第一种方案使用并联MZ调制器产生UWB monocycle脉冲,不需要电脉冲源,实验产生了承载1 Gb/s数据的UWB monocycle脉冲信号,10dB信号带宽约为6GHz。第二种方案仅使用一个MZ调制器产生UWB doublet脉冲,实验产生了承载1 Gb/s数据的UWB doublet脉冲信号,10dB信号带宽约为7GHz。设计并实现了一个毫米波与UWB信号共同传输的RoF实验系统。经实验验证,实现了各承载1 Gb/s数据的毫米波与UWB信号在同一光波长上的共同传输,其中毫米波信号的中心频率为40GHz,UWB信号的10dB带宽约为7GHz。毫米波与UWB信号间的串扰大小保持在可允许范围内。毫米波经20km光纤的功率代价为约为0.7dB,与UWB同传时串扰的功率代价为约为2.3 dB。此RoF系统,对微波器件的要求低,对色散的容忍度高,光频谱利用率高,具有很好的实用价值和应用前景。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-8
第1章 研究背景  8-14
  1.1 RoF 系统的发展  8-9
  1.2 毫米波在 RoF 系统中的应用  9-10
  1.3 UWB 的特点与应用  10-11
  1.4 论文的研究内容与研究目标  11-13
  1.5 小结  13-14
第2章 毫米波在光域的产生与上变频  14-34
  2.1 国内外研究现状  14-18
  2.2 使用单一调制器的四倍频单边带光域上变频  18-25
    2.2.1 工作原理  19-21
    2.2.2 实验验证  21-25
    2.2.3 方案小结  25
  2.3 使用级联调制器的四倍频单边带光域上变频  25-32
    2.3.1 工作原理  25-28
    2.3.2 实验验证  28-31
    2.3.3 方案小结  31-32
  2.4 小结  32-34
第3章 UWB 信号的光域产生  34-52
  3.1 UWB 光域产生的基本思路  34-36
  3.2 国内外研究现状  36-42
    3.2.1 基于非线性器件的波形反转  36-38
    3.2.2 基于相位调制到强度调制转换  38-40
    3.2.3 基于MZ 调制器调制曲线  40-42
  3.3 使用并联MZ 调制器光域生成UWB monocycle 脉冲  42-46
    3.3.1 工作原理  42-44
    3.3.2 实验验证  44-46
    3.3.3 方案小结  46
  3.4 使用单一MZ 调制器光域生成UWB doublet 脉冲  46-50
    3.4.1 工作原理  46-48
    3.4.2 实验验证  48-50
    3.4.3 方案小结  50
  3.5 小结  50-52
第4章 毫米波与UWB 信号的共同传输  52-60
  4.1 毫米波与UWB 信号的复用和解复用  52-53
  4.2 毫米波与UWB 信号共同传输的RoF 系统  53-58
    4.2.1 方案选取  53-54
    4.2.2 系统结构与原理  54-55
    4.2.3 系统搭建与实验验证  55-58
  4.3 小结  58-60
第5章 结论  60-62
  5.1 研究成果  60-61
  5.2 下一步工作展望  61-62
参考文献  62-65
致谢  65-66
个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果  66

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 通信 > 通信网 > 接入网
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