60GHz RoF傳輸系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)的研究.pdf

1、隨著信息化時代的到來，人們對多媒體寬帶業(yè)務的需求日益增長，而目前擁塞的微波頻已難以適應這一變化，開發(fā)毫米波頻段是未來無線通信向更大容量和更高速率發(fā)展的必然方向。將毫米波和光纖傳輸技術(shù)相結(jié)合的毫米波RoF(radio-over-fiber)技術(shù)具有帶寬寬、容量大、成本低和適合組成微微蜂窩網(wǎng)(pico-cell)等特點，正越來越受關(guān)注，成為下一代無線通信的候選方案之一。毫米波信號在中心站(CS)產(chǎn)生然后通過光纖傳送到多個分布的基站(BS)，

2、復雜的信號處理和設(shè)備都集中在中心站，而基站被盡量簡化以節(jié)約成本。本文著重研究毫米波的光學產(chǎn)生方法，并以此為基礎(chǔ)開發(fā)其他相關(guān)重要技術(shù)以構(gòu)建切實可行的60GHz毫米波RoF雙向傳輸系統(tǒng)。 首先介紹如何用光學方法產(chǎn)生毫米波信號，深入分析了光學倍頻法，指出其難以達到最佳設(shè)置的問題，并提出兩種更為高效穩(wěn)定的毫米波光學產(chǎn)生方法，使系統(tǒng)設(shè)置更方便，去掉了光濾波器，也使系統(tǒng)更為精簡。同時實現(xiàn)了從中心站到基站的下行鏈路的信息傳輸，得到已調(diào)制了基帶

3、信息的毫米波信號。接著，在兩種改進的毫米波產(chǎn)生方法基礎(chǔ)上，研究了如何將高效的光QPSK調(diào)制方法應用到毫米波RoF系統(tǒng)中，通過合理的掃頻方式和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)得到含有兩相互正交載波的高次諧波，從而獲得含I、Q兩路信息的QPSK毫米波信號。 在上行鏈路傳輸中，基站從無線終端(WT)接收到的60GHz毫米波信號需下變頻到2GHz，再調(diào)制到光載波傳回中心站，本文充分利用了已有的下行鏈路系統(tǒng)為下變頻提供58GHz的遠程參考本振。先介紹了線性疊加導

4、頻插入法提供遠程本振的方法，對驅(qū)動信號幅度進行了優(yōu)化設(shè)計，并指出該方法產(chǎn)生的本振信號不純，且60GHz信號的調(diào)制方式為AM調(diào)制。同時提出子載波調(diào)制法提供遠程本振，用PSK信號驅(qū)動光強度調(diào)制器，在基站產(chǎn)生60GHz參考本振和58GHz PSK信號，從而實現(xiàn)真正的數(shù)字調(diào)制和純凈的參考本振提供。 另外，本文還研究了光纖鏈路的色散對毫米波幅度造成的衰落現(xiàn)象，采用統(tǒng)一的數(shù)學模型推導出毫米波幅度隨光纖傳輸距離的變化關(guān)系的精確解析式，比較了雙

5、邊帶光強度調(diào)制法、光學倍頻法和兩種改進的的毫米波產(chǎn)生方法的抗色散性能，證明光學倍頻法和兩種改進的毫米波產(chǎn)生方法對光纖色散有很高的容忍度。最后用實際硬件構(gòu)建了一個1550nm 40GHz/100Mbps光纖傳輸系統(tǒng)實驗平臺，對光學倍頻法和改進的毫米波產(chǎn)生方法進行了實驗驗證，用線性疊加導頻插入法和子載波調(diào)制法實現(xiàn)了遠程參考本振的提供，成功實現(xiàn)了上下行鏈路的數(shù)據(jù)傳輸，實驗結(jié)果和理論分析得到了很好的吻合，為毫米波RoF系統(tǒng)的實用化提供了參考依據(jù)