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基于相干光的数字线性化射频光链路技术研究

基于相干光的数字线性化射频光链路技术研究

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作者：董笑言北京邮电大学

学位级别：硕士

随着科技的进步,社会的发展,人们在通信容量上的需求日趋增高,无论是雷达、电子战还是民用通信系统,对宽带信号远距离传输与高性能并行处理的追求不断推动着相关技术研究的开展。微波光子技术,作为融合了光子技术和微波技术的新兴技术,... 详细信息

随着科技的进步,社会的发展,人们在通信容量上的需求日趋增高,无论是雷达、电子战还是民用通信系统,对宽带信号远距离传输与高性能并行处理的追求不断推动着相关技术研究的开展。微波光子技术,作为融合了光子技术和微波技术的新兴技术,可以实现超高频段信号的低损耗、信道并行无串扰、抗电磁干扰等多种优势的传输和处理,其前沿研究就是如何实现宽带、大动态范围的射频光链路,以应对现今高速、大容量和一体化综合信息处理的需求。本文针对当前的需求,研究并设计了基于相干光的数字线性化射频光链路系统方案,使得无杂散动态范围得到了大幅度的提升。本方案采用相干光链路,相比于传统的强度调制直接探测(IMDD)链路,其固有的无杂散动态范围(SFDR)更高,通过载波抑制单边带调制结合相干光平衡探测降低了链路的共模噪声,并且提升了系统增益。在数字非线性补偿算法方面,通过在数字域内获知链路的输出三阶截断点信息,并作为失真补偿信号,构建了具有普适性的非线性补偿模型。相比传统模拟线性化方案很大程度上降低了失真补偿的复杂度,无需额外的构建非线性补偿光路,也不需要考虑对链路参数的精确估计和失真光路与补偿光路之间延时匹配的问题。相比传统数字线性化方案,也不需要在数字域内对失真链路各项参数,如调制器工作点、射频半波电压和链路增益等进行精准估计,很大程度上降低了算法对光链路参量的依赖性以及算法实现的复杂度。针对提出的方案,文中对所提方案进行了相关的理论推导和仿真分析,并搭建了实验平台进行可行性验证。实验结果表明,在12-36GHz宽频带范围内链路的SFDR相比传统的IMDD链路,最高提升了15dB。所提出的方案克服了传统额外构建失真光路非线性相干相消方案中所存在的技术弊端,不仅简化了线性化射频光链路的实现难度,并且还具有普适性。

关键词：微波光子学射频光链路相位调制相干探测非线性补偿无杂散动态范围

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