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《天津大学》 2009年
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基于光注入半导体激光器技术之光纤无线电系统钻研

漆晓琼  
【摘要】: 很快大用户量光纤通信系统之腾飞以及全光网关键技术之打破,有效下一代移动通信系统逐渐发展成为一种有线通信与无线通信融为一体,定点通信与移动通信相互衔接的通信系统。光纤无线电(RoF)表现一种时髦的宽带接入方式,同时结合了光纤通信的低损耗、高带宽及无线通信的运动便携性,前不久得到了普遍关注。本文基于光注入半导体激光器的一面周期振荡(P1)非线性动态性能,副光载无线电信号的调配编码方式以及光纤传输信道的链路管理两个地方,对光纤无线电系统中由光纤色散及非线性效应引起的直径代价及信号失真进行了一连串优化设计研究。不仅解决了色散致常规双边带(DSB)信号射频(RF)功率振荡、非线性效应致单边带(SSB)及光载波抑制(OCS)射频调制方式的直径振荡问题,而且在系统传输性能优化的基础上提出了一种适于数据调频(FM)艺术的预编码方案。另外,针对高速大用户量光纤传输链路,谈起了“部分多”成比例平移对称补偿系统并应用后验维纳滤波理论,对光纤传输链路中的色散、带间、带内非线性效应及捕获量放大噪声的合并影响进行了卓有成效补偿。本文主要研究内容及结果如下: 老大运用龙格—库塔积分法对光注入半导体激光器耦合速率方程进行了数值求解,在单路光注入时系统非线性动态性能研究之基础上,察觉了双路光注入时半导体激光器表现出的局部群英谱输出特性:低频光弱注入、高频光强注入可以在单独高频光注入时P1频谱的基础上产生决定性边频分量,为波分复用(WDM)荣誉载无线电信号的产生提供了多行程光载射频信号;P1状态下低频光强注入、高频光强注入时可以增大该低频光产生之射频副载波频率,进行其P1状态动态范围。该方法不仅在固定注入光频率条件下加强了出口光的射频副载波频率,为外加数据传送提供足够的带宽,而且为下光载高频数据信号的产生提供了新的设计思路。 使用频率响应法,对从载波调制下单频数据输入,射频调制分别选取DSB、SSB及OCS、多少调制分别采用调幅(AM)和FM方式时,光纤无线电系统已调信号在光纤色散作用下的基站发射光电流表达式展开了驳斥推导,并通过分步傅立叶书法求解非线性薛定谔方程(NLSE),数值模拟了上述各调制组合信号对光纤损耗、色散及非线性效应的总体响应。研讨结果表明,与FM从各射频调制信号传输性能相比,AM各射频调制信号频谱展宽严重,抗光纤非线性能力较弱,多少调制深度可用来改变各已调信号的基站发射功率振荡振幅,各振荡周期可由光纤色散及射频副载波频率来支配。 对2.5GHz一派极性归零RZ码、非归零NRZ码及差分相移键控归零码RZ-DPSK多少输入时,AM及FM在DSB、SSB及OCS射频载波调制方式下,RoF系统之传导特性进行了数值模拟。穿越已调信号光谱变化及功率代价变化发现,RZ-DPSK信号光谱展宽最小,抗非线性能力最强,而RZ码功率振荡振幅小,抗色散能力最强,而同等条件下调频信号的光谱展宽及功率代价又小于对应的宽信号。虽然调频信号的完全抗色散非线性能力强于调幅信号,但由于副载波调频方式下不同数据码具有不同之射频副载波频率,因而具有不同之振幅振荡周期,为使她同步振荡,谈起了调频负电平编码方式,在保证较好的体系传输特性的基础上优化了接受数据的眼开度代价。 根据光纤色散传递函数及非线性薛定谔方程的一级微扰解,暌违推导出了荣誉相位共轭(OPC)的脉冲非线性效应补偿条件,并将她用于RoF光纤传输链路。数值模拟结果表明,使用中点OPC色散非线性补偿技术下,明日半段光纤传输引入的直径代价及眼开度代价振荡会在后半段光纤传输过程中得到对称性的还原,且该技术对发送信号调制方式透明。针对高速大用户量光纤传输链路,谈起了关于OPC成比例镜像对称以及平移对称补偿链路模型,镜像对称系统要求分布式放大光纤与健康光纤关于OPC的直径对称传输来促成精确的脉冲非线性效应补偿,但两段光纤色散值同号;移动对称系统利用色散值反号的两段常规光纤即可实现色散以及一级非线性效应补偿。使用一级非线性效应随传输距离的线性可加性,谈起了“部分多”跨距成比例平移对称的脉冲非线性同步补偿系统,使具有高非线性系数的光纤跨距去填补若干个具有低非线性系数光纤跨距的一级非线性效应,并应用后验维纳滤波方法,对在线光放大器在非线性效应作用下引起的捕获量放大噪声进行自适应滤波,取得了很好的滤波效果。 综上所述上述研究结果可知,本文提出的荣耀载无线电信号调制编码方式以及光纤链路优化策略均能有效改善光纤无线电系统传输性能及信号失真,对于进一步增进系统传输带宽、壮大系统容量具有举足轻重的争鸣和永利赌场价值。
【学位授予单位】:天津大学
【学位级别】:院士
【学位授予年份】:2009
【列入号】:TN929.11

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【引证文献】
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【参考文献】
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