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光生毫米波60 GHz无线通信系统研究

半导体光电 2011年第6期32卷 836-839页

作者：李兴广陈磊长春理工大学电子信息工程学院长春130022

设计并实现了一种用于光生毫米波无线局域网的低成本千兆比特数据率的通信系统,用于满足未来光生毫米波WPAN/WLAN的需求。用户端采用单载波差分编码二相移键控调制和1bit A/D接收解调技术,有效解决了由于在毫米波波段通信信道受人和物... 详细信息

设计并实现了一种用于光生毫米波无线局域网的低成本千兆比特数据率的通信系统,用于满足未来光生毫米波WPAN/WLAN的需求。用户端采用单载波差分编码二相移键控调制和1bit A/D接收解调技术,有效解决了由于在毫米波波段通信信道受人和物体引起很大的衰减而需要高动态范围接收机的问题。在收发天线角度为120°、发射功率为1mW、通信距离为0.5～20m的情况下实现了1 000Mbit/s的高速数据通信,动态范围大于50dB。

关键词：光生毫米波 60 GHz毫米波 DBPSK调制解调无线通信

基于级联双平行MZM的16倍频光生毫米波技术

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光电子．激光 2017年第11期28卷 1212-1217页

作者：应祥岳徐铁峰李军文化锋张秀普浙江工商职业技术学院智能家电工程中心浙江宁波315012 宁波大学信息科学与工程学院浙江宁波315211 康考迪亚大学电气与计算机工程系

为解决毫米波信号生成中存在的困难,提出了一种基于级联双平行马赫-曾德尔调制器(DPMZM)的16倍频光生毫米波系统。首先通过控制第1个DPMZM的直流偏压、驱动信号相位差和调制指数,完全抑制光载波和±2阶边带,获得±4阶光边带;然后将该光... 详细信息

为解决毫米波信号生成中存在的困难,提出了一种基于级联双平行马赫-曾德尔调制器(DPMZM)的16倍频光生毫米波系统。首先通过控制第1个DPMZM的直流偏压、驱动信号相位差和调制指数,完全抑制光载波和±2阶边带,获得±4阶光边带;然后将该光波输入到另一个完全一样的DPMZM,获得±8阶光边带和光载波输出;最后利用光滤波器(OF)滤除光载波,用光电探测器(PD)拍频得到16倍频的毫米波输出。详细分析了系统的工作原理,并通过仿真验证了方案的可行性。当输入射频(RF)驱动信号频率为2.5GHz时,可得到40GHz毫米波输出,并且调制器的调制带宽仅需要2.5GHz。本文方案具有倍频次数高、频谱纯度好等优点。

关键词：光生毫米波 1 6倍频双平行马赫-曾德尔调制器(DPMZM) 微波光子学

基于双平行MZM和HNLF四波混频效应的24倍频光生毫米波技术

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光电子．激光 2016年第8期27卷 814-818页

作者：应祥岳徐铁峰刘太君文化锋张秀普宁波大学信息科学与工程学院浙江宁波315211 康考迪亚大学电气与计算机工程系

提出了一种基于双平行马赫-曾德尔调制器(DPMZM)和高非线性光纤(HNLF)四波混频(FWM)效应的24倍频光生毫米波方案。首先通过控制DPMZM的直流偏压、驱动信号相位差和调制指数,完全抑制光载波和±2阶边带,获得±4阶光边带;再将其放大后输入... 详细信息

提出了一种基于双平行马赫-曾德尔调制器(DPMZM)和高非线性光纤(HNLF)四波混频(FWM)效应的24倍频光生毫米波方案。首先通过控制DPMZM的直流偏压、驱动信号相位差和调制指数,完全抑制光载波和±2阶边带,获得±4阶光边带;再将其放大后输入到HNLF,通过FWM效应生成±12阶光边带,最后由光电控制器(PD)拍频得到24倍频的毫米波输出。通过仿真,验证了方案的可行性。本文方案具有倍频次数高、频谱纯度好等优点。

关键词：光生毫米波 24倍频双平行马赫一曾德尔调制器(DPMZM) 四波混频(FWM) 高非线性光纤(HNLF)

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光生毫米波和光子射频移相技术的研究

光生毫米波和光子射频移相技术的研究

作者：张聪辉内蒙古大学

学位级别：硕士

光生毫米波技术能够产生高频、大带宽的毫米波信号。然而,在相控阵雷达、电子对抗等军事领域,不仅需要产生高质量的毫米波信号,还需要对毫米波信号的相位进行精确控制。微波光子移相技术能够对特定的光边带进行相位控制,经光电探测后产... 详细信息

光生毫米波技术能够产生高频、大带宽的毫米波信号。然而,在相控阵雷达、电子对抗等军事领域,不仅需要产生高质量的毫米波信号,还需要对毫米波信号的相位进行精确控制。微波光子移相技术能够对特定的光边带进行相位控制,经光电探测后产生相位可控的微波信号。因此,本论文重点研究光生毫米波技术和光子射频移相技术并将二者结合,深入探讨产生高质量、相位可调的高频毫米波的新方法。本文基于外调制技术,提出了两种相位可控的四倍频光生毫米波方案:(1)提出了一种不使用光滤波器产生相位可控的四倍频毫米波方案。大部分光生毫米波移相技术需要使用光滤波器进行分边带。然而,光滤波器的使用不仅会造成较大的功率损耗,还会受环境因素的影响从而引入较大的噪声。为了解决这个问题,本文提出了一种不使用光滤波器的四倍频移相方案。通过公式推导和仿真验证,结果表明不仅产生了相位可控的高频毫米波信号,并且产生信号的相位具有误差小、调谐简单以及调谐速度快等优点。(2)提出了一种毫米波相位可控的四倍频光子混频器方案。将微波光子混频技术和倍频移相技术结合起来,利用多个不同频率的本地振荡器,能够产生多个不同频率的毫米波信号。经过理论推导和仿真验证,35-45GHz频率间隔为1GHz的多个频率的毫米波信号产生了,并且所有毫米波信号的相位可控。

关键词：光生毫米波四倍频光子射频移相倍频移相微波光子混频器

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光生毫米波与矢量信号光调制技术研究

光生毫米波与矢量信号光调制技术研究

作者：赵强西安电子科技大学

学位级别：硕士

视频和多媒体业务的需求巨大，无线通信正在向毫米波段延伸，电域毫米波的产生、处理比较困难，大气中的传输损耗较大。光载射频通信融合了光纤通信与无线通信的优点，具有低损耗、高带宽、无电磁干扰等优点，是一种很有前景的解决方案... 详细信息

视频和多媒体业务的需求巨大，无线通信正在向毫米波段延伸，电域毫米波的产生、处理比较困难，大气中的传输损耗较大。光载射频通信融合了光纤通信与无线通信的优点，具有低损耗、高带宽、无电磁干扰等优点，是一种很有前景的解决方案。光载射频通信中，如何高效率、高质量的产生光毫米波是一个需要解决的关键问题。在现有的产生方案中，基于激光器和马赫-增德尔调制器的外调制方案是最为有效的方案。本文首先介绍了几种传统的外调制方案，包括双边带调制、单边带调制、抑制载波双边带调制和最大传输点调制，对其进行了理论与仿真分析，并介绍了现有的几种倍频毫米波产生方案;提出了一种新型的十倍频光毫米波产生方案，该方案光边带抑制比（OSSR）可以达到23dB，射频杂散抑制比(RFSSR)达到47dB，对仿真结果进行了理论和仿真分析，表明射频电压偏离、直流偏压漂移以及消光比等可能会影响系统性能;对几种传统的外调制方案进行了实验研究，并与仿真结果进行对比分析;最后提出一种全双工八倍频矢量信号传输系统，降低了对光器件的频率响应需求，克服无线信号光调制的相位失真问题，同时为上行链路提供光载波，节约成本，理论和仿真分析表明，该系统有较好的传输性能。

关键词：光载射频通信电光调制器光生毫米波矢量信号调制

光生毫米波系统的调制格式和数字信号处理算法研究

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光生毫米波系统的调制格式和数字信号处理算法研究

作者：郑瑾电子科技大学

学位级别：硕士

近年来,随着第五代移动通信的部署,用户数据需求爆发式增长。光纤无线融合的传输方式得到了广泛的关注,其结合了光纤的超大带宽、低传输损耗和无线网络的移动性、灵活性,具有大容量、长距离、高移动性等优点,是一种很有前景的解决方案... 详细信息

近年来,随着第五代移动通信的部署,用户数据需求爆发式增长。光纤无线融合的传输方式得到了广泛的关注,其结合了光纤的超大带宽、低传输损耗和无线网络的移动性、灵活性,具有大容量、长距离、高移动性等优点,是一种很有前景的解决方案。最近,高速无线毫米波传输系统得到了深入研究,从而实现更高的数据速率。并且提出了光子辅助毫米波生成技术来解决电子设备带宽不足的问题,这也促进了光纤网络和无线链路之间的无缝接入。本文针对光生毫米波系统中影响传输性能的因素,重点对信号调制格式和接收端数字信号处理算法进行了研究。主要研究工作如下:1.本文使用VPI软件联合MATLAB进行了对光生毫米波传输系统进行了仿真,使用光外差拍频方法实现了毫米波的产生。在MATLAB中进行了无线信道建模,其中小尺度衰落为莱斯模型。2.本文分析了概率整形技术的原理,通过概率幅度整形方案实现了结合前向纠错码的概率整形信号传输,并对其优化性能和参数选取进行了仿真分析。使用成对优化算法实现AWGN信道上的几何整形,针对光纤-无线信道提出了概率和几何联合整形的方案,使用直接设计方案和简单的迭代算法,进一步优化了传输性能。3.本文使用基于导频的信道估计方法,对不同导频分布方案进行了分析,在导频处使用LS信道估计,在数据处比较了简单插值和基于DFT的信道估计算法,并对传统DFT算法通过时域降噪和联合估计进行了改进,实现了更优的估计性能。针对使用的几何整形星座图,提出了改进的相位恢复和判决检测算法。使用k-means聚类算法对星座点进行幅度判决,可以对不等概发送信号实现优于最大似然检测的判决性能,并且不需要精确的先验信息。在幅度判决后通过带权重的分圈VV算法以较低的计算复杂度实现与BPS算法性能相近的相位估计。

关键词：光生毫米波星座整形数字信号处理

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四波混频光生毫米波技术研究进展

激光与光电子学进展 2016年第5期53卷 1-11页

作者：刘丽徐铁峰戴振祥刘太君戴世勋王训四张秀普宁波大学信息科学与工程学院浙江宁波315211 宁波教育学院网络与教育技术中心浙江宁波315016

基于四波混频(FWM)效应的光生毫米波(MMW)技术因对信号频率、幅度和相位无限制且光转换效率高,已成为光生毫米波技术研究的一个重点方向。回顾了基于四波混频的光生毫米波技术的研究历程,讨论了目前基于半导体光放大器(SOA)、高非线性光... 详细信息

基于四波混频(FWM)效应的光生毫米波(MMW)技术因对信号频率、幅度和相位无限制且光转换效率高,已成为光生毫米波技术研究的一个重点方向。回顾了基于四波混频的光生毫米波技术的研究历程,讨论了目前基于半导体光放大器(SOA)、高非线性光纤(HNLF)和硅基波导等光学器件的四波混频效应生成毫米波的三种技术路线,综述了硫系玻璃光纤和硫系波导在光生毫米波领域的研究进展,并对光生毫米波技术的发展前景进行了展望。

关键词：非线性光学光生毫米波四波混频半导体光放大器高非线性光纤硫系波导硫系玻璃光纤

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光载射频系统中光生毫米波技术研究

光载射频系统中光生毫米波技术研究

作者：郑平西安电子科技大学

学位级别：硕士

光载射频通信(ROF)是一种光纤和微波相结合的技术,利用光纤低损耗、超宽带以及抗电磁干扰等特性来传输无线信号,解决下一代超宽带无线接入中带宽和传输距离的需求,光生毫米波是实现光载射频通信的关键技术之一。本文首先分析了铌酸铝马... 详细信息

光载射频通信(ROF)是一种光纤和微波相结合的技术,利用光纤低损耗、超宽带以及抗电磁干扰等特性来传输无线信号,解决下一代超宽带无线接入中带宽和传输距离的需求,光生毫米波是实现光载射频通信的关键技术之一。本文首先分析了铌酸铝马赫-曾德尔(LN-MZ)光调制器的工作原理,并推导了基于LN-MZ调制器的光生毫米波理论模型;然后详细介绍了几种主流的毫米波产生方法,重点分析了基于外部调制器的光生毫米波系统的传输性能以及光纤色散对系统的影响;最后提出了提出一种基于双边带调制改进的光生毫米波技术,实现两路不同信号的同时长距离传输,理论分析和仿真验证了该技术不仅可以有效的抑制光纤色散对ROF系统传输性能带来的影响,提高了信号传输距离,而且增加了传输系统的频谱效率。

关键词：光载射频光生毫米波光纤色散双边带调制

基于DPMZM和PolM的光生毫米波方案研究

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基于DPMZM和PolM的光生毫米波方案研究

作者：潘泽威西安电子科技大学

学位级别：硕士

与传统无线通信相比,光载射频无线通信(RoF)技术兼具了光通信大带宽、低损耗和无线通信随时随地提供接入服务的优势,代表了未来光通信网络和无线通信网络的发展趋势,使其成为未来通信研究的一大热点。RoF系统中关键技术之一就是如何避... 详细信息

与传统无线通信相比,光载射频无线通信(RoF)技术兼具了光通信大带宽、低损耗和无线通信随时随地提供接入服务的优势,代表了未来光通信网络和无线通信网络的发展趋势,使其成为未来通信研究的一大热点。RoF系统中关键技术之一就是如何避开传统的电域产生高频毫米波困难或成本高的困境,改用日益成熟的光学技术来产生高频、低噪的毫米波。目前,60 GHz毫米波通信由于频率免费,传输速率高等优势受到极大关注。本论文着重从光外调制法选用集成外调制器来研究60 GHz毫米波的光学产生以及传输性能。所做工作重点和创新如下:1、论文首先介绍了RoF技术的原理与特点、光学产生毫米波技术、光外调制器、基于MZM的三种传统调制技术和新型调制边带法、RoF系统存在的两种典型色散效应等基础理论知识,并分别就毫米波信号的光学产生和传输展开了理论、仿真研究。2、针对RoF系统三种传统的调制技术中存在的RF信号功率周期性衰落效应和码元缩窄效应对传输距离和容量的不利影响,研究了利用双平行MZM(DPMZM)加双射频源的四倍频光生毫米波方案。此光生毫米波方案的新颖之处在于通过控制DPMZM的两个子MZM调制系数,使其输出负一阶光边带和正三阶光边带,再进行光电转换得到4?毫米波信号。由于RoF链路中基带信号只加载在负一阶光边带上,可避免基带信号码元缩窄效应,并且由于不需要光滤波器,使得RoF系统更稳定,结构更简单。文章通过上述所提出方案,将2.5 Gbit/s基带信号调制到负一阶光边带,正三阶光边带保持纯净对RoF系统的传输性能进行了仿真。仿真结果表明,系统经过75 km的传输距离后,眼图质量仍然较清晰,没有出现传统四倍频方案传输20 km后误码率急剧恶化的现象。3、提出了使用两个偏振调制器(Pol M)级联产生高光谱纯度和倍频因子可变的微波信号产生方法。通过适当调整检偏器Pol的方向以及射频RF驱动信号的功率和相位,无需光滤波器就可以获得倍频因子为四倍频、六倍频、八倍频的毫米波信号。通过公式推导和仿真验证上述毫米波产生方案的可行性。最后,分析了加载2.5 Gbit/s基带信号的级联偏振调制器八倍频光生毫米波系统的传输性能。

关键词：光载射频无线通信光生毫米波 DPMZM 偏振调制器传输性能