基于光子矢量调制的毫米波信号生成和传输性能研究

来源 :西安邮电大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:blueseaxw
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近年来,在各种高新技术快速发展的大趋势下,网络流量呈爆炸性增长,为了满足更高传输速率和传输容量的需求,光载无线系统在通信网络中被广泛应用。另外,高阶QAM调制和毫米波信号生成技术被认为是未来通信系统的关键技术。由于这两种技术常使用电域方法对信号处理,因此存在带宽小、频率调谐性差等电子瓶颈问题,但光子矢量调制和光子辅助毫米波技术都无需使用电器件,可有效避免其带来的带宽限制等影响,故基于光子矢量调制的毫米波信号系统要比传统电子系统更有优势。本文围绕光子矢量调制的高阶QAM信号生成方案,光子辅助毫米波信号生成方案和数字信号处理技术等展开了研究,论文探讨的主要内容如下:(1)开展了光子矢量调制产生高阶QAM信号的理论研究,分别分析了基于串联、并联以及串并混合调制三类方案生成不同高阶矢量信号的原理,并对其各自的优缺点进行了讨论;同时还开展了光子辅助毫米波技术的理论研究,简单介绍了直接激光器调制法、光子外差拍频法以及外调制器法的应用原理、特点及其适用场所,着重对基于单个MZM的单边带、双边带及光载波抑制三种调制方式的实现过程进行了分析,并在VPI软件中完成了相应的仿真。(2)提出了一种基于DP-MZM和MZM级联的灵活光发射机方案,理论分析了圆形16QAM、4幅4相16QAM、圆形32QAM以及4幅8相32QAM光信号产生与自适应切换的原理与方法。在VPI仿真环境下,分别验证了上述四种信号在5Gbaud和10Gbaud调制速率下的产生和传输性能。结果表明:通过灵活配置发射机的驱动信号(二进制或四进制)与直流偏置电压,可实现8/16/32QAM信号间的自由切换,同时,生成的上述信号经一定长度单模光纤(SMF)传输后具有良好的信噪比。(3)提出了一种基于光子矢量调制的毫米波信号生成方案,理论分析了60GHz QPSK信号,80GHz圆形8QAM和圆形16QAM信号的产生原理。通过在VPI仿真环境下搭建相应光路系统,分别验证了上述三种信号的成功生成,并对产生信号分别在BTB和不同长度SMF中的传输性能进行了分析比较。当调制速率为8Gbaud,误码率达到3.8×10-3时:QPSK信号经过110km SMF比BTB传输多了2.8d B的消耗,圆形8QAM信号在50km SMF条件下传输相较于BTB大约损失了0.7d B,圆形16QAM信号在BTB环境中传输相比50km SMF约有1.5d B的提升,有效证明了所提方案的可行性。
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