基于Radio-over-Fiber系统的基带信号传输研究

论文摘要

ROF（Radio-over-fiber）传输系统是将无线通信和光纤通信相结合的一种新型技术,用无线技术的移动性代替光纤通信的有线束缚,以大容量的光纤来传输在空气中高损耗的无线信号。随着用户信息量的增加,越来越多的系统传输有线基带信号以供应人们的生活,于是ROF上下链路信号和基带信号同时传输的技术,在未来高容量的系统中将得到广泛的运用。论文首先基于MATLAB仿真了在中心站利用强度调制技术与相位调制技术产生载波抑制毫米波的传输系统,并把两个系统中的光谱图、系统误码率、接收端眼图和能量损耗进行分析与比较。基于软件Optisystem研究了两种利用载波抑制边带传输下行链路信号的系统：1)利用中心站产生的载波抑制边带携带下行链路信号至基站的系统,在此基础上,加入二进制启闭键控（OOK）和差分移相键控（DPSK）两种类型的基带信号和上行链路信号进行传输：将OOK基带信号耦合至激光器中心载波处与下行链路信号一起传输至基站；而把DPSK基带信号调制于载波抑制边带中未调制信号的边带,再和下行链路信号一起传输到基站；两种系统都在基站处进行信号解调和调制上行链路信号,从系统的光谱图、误码率曲线图、能量损耗以及调制器调制深度与接收端灵敏度的影响曲线进行分析。2)研究利用高非线性光纤中的四波混频效应以及滤波器,产生载波抑制边带并传输信号的系统,验证了传输下行链路信号的单通道系统,并在此基础上研究了传输基带信号和上行链路信号的双通道系统,从系统的光谱图、误码率曲线图以及能量损耗进行分析。研究结果表明：相位调制产生载波抑制边带传输信号的ROF系统,相对于强度调制产生载波抑制边带的系统更优越。加入基带信号在两种系统中传输,改进第一种系统,传输OOK基带信号40km后,基带信号、上行链路信号和下行链路的传输能量损耗降低,但减弱了接收端的灵敏度,且中心站调制器对系统接收端灵敏度的影响变大。增加传输DPSK基带信号后,上行链路信号和DPSK基带信号的抗色散能力强,下行链路的传输性能和接收端的灵敏度变好,还使中心站调制器对系统接收端灵敏度的影响减少。改进第二种系统没有影响原来系统中下行链路信号的传输性能,却使得下行链路信号的接收端灵敏度增强,同时,加入传输的上行链路信号和基带信号都具有较好的抗色散能力。说明改进后的两个系统,达到了传输基带信号的目的。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究背景及意义
• 1.1.1 研究背景介绍
• 1.1.2 传输基带信号的意义
• 1.2 课题研究现状
• 1.3 本论文研究内容及结构
• 第2章 ROF传输系统基本理论
• 2.1 系统的基本构造
• 2.2 双臂MZ调制器产生毫米波技术
• 2.2.1 双臂MZ调制器原理
• 2.2.2 强度调制产生毫米波
• 2.2.3 相位调制产生毫米波
• 2.3 基站的边带重复利用技术
• 2.3.1 边带重复利用方案描述
• 2.3.2 具体系统描述及分析
• 2.4 小结
• 第3章 载波抑制毫米波传输系统比较
• 3.1 引言
• 3.2 系统描述及分析
• 3.2.1 基于强度调制的ROF系统
• 3.2.2 基于相位调制的ROF系统
• 3.3 系统结果比较及分析
• 3.4 小结
• 第4章 同时传输基带信号的ROF系统
• 4.1 引言
• 4.2 基本系统的原理分析
• 4.3 传输OOK基带信号的ROF系统
• 4.3.1 系统分析
• 4.3.2 系统光谱图及性能分析
• 4.4 传输DPSK基带信号的ROF系统
• 4.4.1 系统分析
• 4.4.2 系统光谱图及性能分析
• 4.5 小结
• 第5章 利用四波混频传输基带信号的系统
• 5.1 引言
• 5.2 四波混频产生混频波概述
• 5.3 基于四波混频的ROF混合传输系统分析
• 5.3.1 系统基本原理分析
• 5.3.2 传输系统的结构分析
• 5.4 改进后系统的结果分析
• 5.4.1 传输下行链路信号的单通道分析
• 5.4.2 加入基带信号后的双通道系统
• 5.4.3 系统结果对比及分析
• 5.5 小结
• 总结与展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文