（计算机应用技术专业论文）先进调制格式及其在光纤无线通信中的应用研究.pdf

丸j l = 调：叫f ，】l = 及j e n ：光纤见线通f 。一c p 的膨用研究 摘要 光纤无线通信( r a d i o o v e r - f i b e r ，r o f ) 技术基于光纤传输毫米波信号，充分利 用光纤通信的超宽带、抗电磁干扰以及无线通信的高度灵活等优势，是未来宽带 无线接入的关键技术之一。为降低r o f 系统的实现成本，促进其商用化，迫切需 要解决毫米波信号在光纤中传输时受色散影响而限制传输距离以及进一步简化 r o f 系统的基站结构等问题，因此，研究能够克服光纤传输的色散效应并提高频 谱效率的高速先进调制格式、结构简单的基站和高性价比的光载毫米波将对r o f 系统的发展和应用具有重要的理论意义和实用价值。本文研究了先进调制格式及 其在r o f 系统中的应用所涉及的一些关键技术，取得如下创新性研究结果： l 、先进调制格式是4 0 g b s 以上高速长距离光传输领域的研究热点，由于差 分相移键控和差分正交相移键控调制格式具有较高的频带利用率，能够更好地抵 御高速光传输中光纤非线性效应和偏振模色散带来的影响，因此引起人们的高度 关注。针对高速先进调制格式的产生受到光电器件速度的限制的问题，本文提出 了一种基于差分马赫曾德尔调制器产生8 0 g b s 速率的归零差分相移键控、载波抑 制归零差分相移键控、归零差分正交相移键控、载波抑制归零差分正交相移键控 等多种调制格式的方法。仿真结果表明，该方法采用已商用的光电器件，能方便 有效地产生归零差分相移键控和载波抑制归零差分相移键控，具有一定的扩展性， 与已有的高速归零差分正交相移键控和载波抑制归零差分正交相移键控调制格式 的产生方法相比，简化了系统的结构。此外，建立了差分相移键控和差分正交相 移键控调制格式抗偏振模色散的系统模型，计算了不同调制格式对偏振模色散效 应的容忍度，仿真研究发现载波抑制归零差分相移键控比归零差分相移键控调制 格式具有较好的眼开度，说明其具有更强抑制偏振模色散效应的能力；载波抑制 归零差分正交相移键控比归零差分正交相移键控调制格式的频谱结构紧凑，增强 了对光纤非线性和偏振模色散效应的容忍度，更适合于高速长距离的光传输系统。 2 、毫米波段r o f 技术和系统的研究是满足人们对宽带业务需求的极具竞争 力的解决方案。实现具有简单基站结构、较低系统成本的全双工r o f 系统是目前 r o f 系统商用化的关键问题。本文提出了一种基于相位调制器和光纤布拉格光栅 产生光载毫米波以及波长重用的全双工r o f 系统，实验结果表明，当误码率为1 0 - 9 时，2 5 g b s 数据双向传输2 0 k m 后的上行链路数据的功率代价为1 1 d b 。该系 统采用的相位调制器无偏置电压，不需要使用复杂的电路，降低了系统复杂性， 而采用的光纤布拉格光栅是无源器件，价格相对便宜，该系统在基站采用波长重 用，不需要任何光源，降低了系统成本。随着光载毫米波信号频率的提高，高性 博i j 学位沦支 价比光载毫米波信号的产生对光电器件的带宽提出了更高的要求，因此高性价比 光载毫米波信号的产生及其缓解长距离光纤传输中的色散效应成为全双工r o f 系 统研究中的另一个关键问题。针对此问题，本文提出了一种使用低频率微波信号 产生高性价比光载毫米波信号的全双工r o f 系统。通过实验研究了采用1 0 g h z 的射频信号产生4 0 g h z 的毫米波信号，发现双向全双工2 5 g b s 数据在2 0 k m 单 模光纤中成功传输，当误码率为1 0 叫时，传输2 0 k m 后的上行链路数据的功率代 价为l d b 。该系统降低了微波电子器件( 如放大器、混频器等) 、电光调制器的带 宽及微波源的频率，降低了系统成本。 3 、目前所有的方式产生的光载毫米波信号只支持开关键控的数据调制格 式，而象支持矢量信号如相移键控、正交幅度调制等调制格式的传输实验研究甚 少，这些调制格式在无线通信中是非常重要的。由于开关键控格式受到光纤色散 的影响，限制了光载毫米波信号在光纤中的传输距离，本文提出了一种基于高性 价比光载毫米波上承载光差分相移键控调制格式的全双工r o f 系统，实验实现了 支持光差分相移键控调制格式的高性价比光载毫米波信号的传输，通过实验表明 全双工2 5 g b s 数据在单模光纤中传输了4 0 k m ，该系统提高了光载毫米波信号在 全双工r o f 系统中的传输性能。同时考虑正交频分复用具有高频谱效率以及较强 的抵抗色散和偏振模色散效应的能力，本文提出了一种基于高性价比光载毫米波 上承载正交频分复用信号的全双工r o f 系统，实验结果表明，当误码率为1 0 1 时，正交频分复用下行信号经过5 0 k m 单模光纤传输后的功率代价约为l d b 。当 误码率为1 0 _ 9 时，开关键控格式上行信号经过相同距离传输后的功率代价小于 o 0 5 d b 。该系统具有高频谱效率，在基站不需要相干光源，有效地实现了波长重 利用，降低了系统成本，而且可以忽略电正交频分复用信号在光纤中的色散影响， 在长距离光纤中传输无需光纤色散补偿。 关键词：光纤无线通信：调制格式：色散；全双工通信 a b s t r a c t r a d i o ，o v e r f i b e r ( r o f ) i so n eo fk e yt e c h n 0 1 0 9 i e si nf u t u r eb r o a d b a n dw i r e l e s s a c c e s s i tc a nu s eh u g eb a n d w i d t ho ff i b e r t or e d u c et h ec o s ta n dg u a r a n t e et n e w i r e l e s sc o m m u n i c a t i o nf l e x i b i l i t y ： i no r d e rt or e d u c ec o s to fr o fs y s t e m a n d p r o m o t ei t sc o m m e r c i a l i z i n g ，i ti sn e c e s s a r yt or e s o l v es o m ek e yp r o b i e m s s u c na s t r a n s m i s s i o nd i s t a n c eo fm i l l i m e t e r w a v es i g n a lw h i c hw i l lb el i m i t e db yc h r o m a t l c d i s p e r s i o no f 舶e ra n d 如劬e rs i m p l i f y i n g s t m c t u r eo fb a s es t a t l o na n ds o o n t h e r e f o r e ，t h ei n v e s t i g a t i o no nt h eh i g hs p e e da d v a n c e dm o d u l a t i o nf 0 册a t ，w h l c h c a no v e r c o m ec h r o m a t i cd i s p e r s i o no f 袖e ra n di m p f o v es p e c t r u me t - t l c l e n c y a n d f u l l d u p l e x r o fs y s t e mw i t hs i m p l eb a s es t a t i o n a sw e l la sg e n e r a t l o no th l g n p e r f o n n a n c e t o p r i c eo p t i c a lm i l l i m e t e r w a v ea r e o fg r e a ts i g n i f i c a n c ei nb o t ht h e o r y a n dp r a c t i c e ，w h i c hc a np r o m o t er e s e a r c hw o r ko nt r a n s m i s s i o na n da p p l l c a t l o nm r o fs v s t e m i nt h ed i s s e r t a t i o n ，w ei n v e s t i g a t es o m ek e yt e c h n o l 0 9 1 e s l na d v a n c e d m o d u l a t i o nf b 脚a ta n dt h e i ra p p l i c a t i o n s o u ri n n o v a t i o n w o r ka n dr e s u l t sa r em a l n i y f o c u s e do nt h ef o l l o w i n ga s p e c t s ： f i r s t lv a d v a n c e dm o d u l a t i o nf o m a tb e c o m e sah o t - s p o tr e s e a r c hi n4 0 g b sa n d a b o v el o n g h a u lo p t i c a lt r a n s m i s s i o n t h eu s eo f d i f f e r e n t i a lp h a s e 。s h i f tk e y i n ga n d d i f - f e r e n t i a lq u a d r a t u r ep h a s e s h i f tk e y i n gm o d u l a t i o nf o n n a th a sb e e nd e m o n s t r a t e d a sa ne f f e c t i v es c h e m et om a n a g es i g n a li m p a i m e n t sa r i s i n gf r o mf i b e rn o n l l n e a f e f f e c t sa n dp o l a r i z a t i o n m o d ed i s p e r s i o n c o n s i d e r e dt h a tt h ep h o t o e l e c t n c c o m p o n e n t ss p e e dw i ul i m i tt h eg e n e r a t i o n o fh i 曲s p e e da d v a n c e dm o d u l a t l o n f o m a t ，w eh a v ep r o p o s e d an o v e ls c h e m et og e n e r a t e 8 0 g b sr e t u m 。t o z e r o d i f f e r e n t i a lp h a s e s h i f tk e y i n g ， c a r r i e r - s u p p r e s s e d r e t u r n t o 。z e r o d i t r t e r e n t l a l p h a s e s h i f tk e y i n g ， r e t u m t o z e r od i f f e r e n t i a lq u a d r a t u r ep h a s e - s h l f tk e y l n g a n d c a h i e r - s u p p r e s s e dr e t u m t o z e r od i f f e r e n t i a lq u a d r a t u r ep h a s e 。s h i f tk e y i n gb a s e d o n d i f f e r e n t i a lm a c h z e h n d e rm o d u l a t o r t h es i m u l a t i o nr e s u l t ss h o wt h a tt h ep r o p o s e d m e t h o di so fe x p a n s i b i l i t y a n d s i m p l i c i t y o nt h eb a s i so ft h ec o m m e f c l a i p h o t o e l e c t r i cd e v i c e ，i t c a nn o to n l yg e n e r a t eh i g hs p e e dd i f f c r e n t i a lp h a s e - s h l f t k e v i n gm o d u l a t i o nf o m a te f - f e c t i v e ly b u ta l s os i m p l i f y t h et r a d i t i o n a lh i g hs p e e d d i f f e r e n t i a lq u a d r a t u r ep h a s e s h i f tk e y i n gm o d u l a t i o nf o 唧a t a tt h es a m et l m e ，w e h a v ei n v e s t i 套a t e dt h ei n f l u e n c e so fp o l a r i z a t i o n m o d ed i s p e r s i o n o ns y s t e m su s l n g d i f f e r e n t i a lp h a s e s h i f tk e y i n ga n dd i f f e r e n t i a lq u a d r a t u r ep h a s e s h i f tk e y i n gb a s e d o n l v ap r o p o s e d s y s t e mm o d e i a r e ra n a l y z i n gt h e t o l e r a n c eo fp o l a r i z a t i o n m o d e d l s p e r s l o n o nd l f f e r e n tm o d u l a t i o n f i o 瑚a t ， t h es i m u l a t i o n r e s u i t ss h o wt h a t c a m e r s u p p r e s s e dr e t u m - t o z e r od i f f e r e n t i a lp h a s e s h i f tk e y i n gh a sm o r et o l e r a n c eo f p o l a n z a t l o nm o d ed i s p e r s i o nt h a nt h a to fr e t u r n - t o - z e r o d i f f e r e n t i a lp h a s e s h i r k e y l n g b yc o m p a r l n gt h e i r e y eo p e n m e a n w h i l et h e s p e c t r u ms t r u c t u r eo f c a m e r s u p p r e s s e dr e t u r n - t o z e r od i f f c r e n t i a lq u a d r a t u r ep h a s e s h i f tk e y i n g h a sm o r e c o m p a c tt h a nt h a to fr e t u r n - t o z e r od i f f e r e n t i a lq u a d r a t u r ep h a s e s h i f tk e y i n 岛w h i c h m e 锄st o s t r e n g t h e nt h et o l e r a n c ea g a i n s tf i b e rn o n l i n e a ra n d p o l a r i z a t i o nm o d e d i s p e r s i o n s e c o n d l y t h er e s e a r c ho fm i l l i m e t e r w a v eb a n dr o f t e c h n o l o g yc a nb em e e t i n g t n ed e m 柚do f p e o p l et oh a v eb r o a d b a n db u s i n e s s t or e a l i z er o fs v s t e m s c o m m e r c l a l i z l n g ，i ti so n eo fk e yt e c h n o l o g i e st os i m p l i f yb a s es t a t i o na n dr e d u c e s y s t e m c o s ti nt h em l l d u p l e xr o fs y s t e m w eh a v ep r o p o s e da n de x p e r i m e n t a l l y d e m o n s t r a t e dan o v e l 如l l - d u p l e xr o fs y s t e mb a s e do n p h a s em o d u i a t o r 柚d 舶e r b r a g gg r a m g a tc e n t r a ls t a t i o n ，ap h a s em o d u l a t o ra n daf i b e rb r a g g 伊a t i n gw e r e u s e dt o g e n e r a t eo p t i c a lm i l l i m e t e r - w a v e t h e e x p e r i m e n tr e s u l t ss h o wt h a tt h e p e n a l t yo f2 5g b su p s t r e a md a t aa f t e rt r a n s m i s s i o no v e r2 0 k ms i n g l e m o d ef i b e ri s 1 ld ba tt h eb e ro f10 一i nt h i ss y s t e m ，t h e p h a s em o d u l a t o rw i t h o u tb i a sv o l t a g ec a n d eu s e dt or e d u c es y s t e mc o m p l e x i t y b e c a u s e i td o e sn o tn e e dc o m p l e xe l e c t r i cc i r c u i t ： t h et m e rb r a g gg r a t i n gi st h ep a s s i v ec o m p o n e n t ，w h i c hh a sl o w e r p r i c et or e d u c e s y s t e mc o s t w i t hf r e q u e n c ye n h a n c e m e n to f o p t i c a lm i l l i m e t e r - w a v es i g n a l ，t h e g e n e r a t l o no f h l g hp e r f o m a n c e - t o - p r i c eo p t i c a lm i l l i m e t e r - w a v eh a sh i g h e rr e q u e s tt o p n o t o e l e c t r l cc o m p o n e n t sb a n d w i d t h t h e r e f o r ei t i so n eo fk e yt e c h n o i o 西e st o g e n e r a t eh l g hp e r f o m a n c e t o 。p r i c e0 p t i c a lm i l l i m e t e r - w a y es i g n a la n da l l e v i a t et h e c n r o m a t l cd l s p e r s i o ne f f e c tb yl o n gt r a n s m i s s i o n o f 硒e r w eh a v ep r o p o s e da n d e x p e n m e n t a yd e m o n s t r a t e dan o v e l f u l l - d u p l e xr o fs y s t e mt h a tl o w 行e q u e n c y m l c r o w a v e s l g n a lc a nb eu s e dt o g e n e r a t eh i 曲 p e r f o m a n c e t o p r i c eo p t j c a l m 1 儿1 m e t e r - w a v e ，t h a ti st os a yo p t i c a lm i l l i m e t e r w a v es i g n a lw i t h4 0 g h zc a nb e g e n e r a t e db yr a d l of r e q u e n c ys ig n a lw i t hlo g h z t h ee x p e r i m e n tr e s u l t ss h o wt h a t t h ep e n a l t yo f2 5g b su p s t r e a md a t aa f t e r t r a n s m i s s i o no v e r2 0 k m s i n g l e 。m o d e 肋e r i sld ba tt h eb e ro f1o 一i nt h i s s y s t e m ，i tc a ng r e a t l yr e d u c et h eb a n d w i d t ho f m i c r o w a v ec o m p o n e n ta n d m o d u l a t o r ，a n dt h ec o s to fs y s t e m f1 n a 儿y ，a l lo ft h ep r o p o s e ds c h e m e st og e n e r a t eo p t i c a l m i l l i m e t e r w a v es ig n a l c a n o n l ys u p p o r to n 。o f fk e y i n g f o r m a t ( o o k ) ， a n dn o n ec a nt r a n s m i t v e c t o r m o d u j a t l o nf o r m a t s ，s u c ha s p h a s e s h i f tk e y i n g ，q u a d r a t u r ea m p l i t u d em o d u l a t i o n v 尤上堕i 1 1 ；j 制格，及j e 和：光纤尢线通信中的心用 i j 究 s i g n a l s ，w h i c ha r eo fu t m o s ti m p o r t a n c ef o rw i r e l e s sc o m m u n i c a t i o na p p l i c a t i o n s c o n s i d e r e dt h a tt r a n s m i s s i o nd i s t a n c ew i nb el i m i t e du s i n go n o f fk e y i n gf o r m a t b e c a u s eo ft h ee f f e c to fc h r o m a t i cd i s p e r s i o n ，w eh a v ep r o p o s e da n de x p e r i m e n t a l l y d e m o n s t r a t e dan o v e lf u l l d u p l e xr o fs y s t e mb a s e do nd i f f e r e n t i a lp h a s e - s h i f tk e y i n g m o d u l a t i o nf o r m a t t h ee x p e r i m e n tr e s u l t ss h o wt h a t2 5g b su p s t r e 锄d a t aa n d d o w n s t r e a md a t ac a nt r a n s m i s s i o no v e r4 0 k ms i n g l e m o d ef i b e rs u c c e s s f u l ly i nt h i s s y s t e m ，i tc a np r o m o t et r a n s m i s s i o np e r f o m a n c eo fh i g hp e r f o 咖a n c e - t o p r i c eo p t i c a l m i l l i m e t e r - w a v es i g n a li nf u l l d u p l e xr o fs y s t e m s i m u l t a n e o u s l yc o n s i d e r e dt h a t o r t h o g o n a lf r e q u e n c yd i v i s i o nm u l t i p l e x i n g ( o f d m ) h a dt h eh i g l ls p e c t n l me m c i e n c y a sw e l la st h es t r o n gt o l e r a n c ea g a i n s tc h r o m a t i cd i s p e r s i o na n dp o l a r i z a t i o nm o d e d i s p e r s i o n ，w eh a v ep r o p o s e da n de x p e r i m e n t a l l yd e m o n s t r a t e dan o v e l 龟l l - d u p l e x r o fs y s t e mb a s e do no r t h o g o n a l f r e q u e n c yd i v i s i o nm u l t i p l e x i n gf o m a tw i t h 丘e q u e n c y - q u a d r u p l e do p t i c a lm i l l i m e t e r - w a v eg e n e r a “o na n dw a v e l e n g t hr e u s ef o r u p l i n kc o n n e c t i o n t h ee x p e r i m e n tr e s u l t ss h o wt h a tt h et h ep o w e rp e n a l t yo f2 5g b s o f d md o w n s t r e a md a t aa r e rt r a n s m i s s i o no v e r5 0 k ms i n g l e - m o d ef i b e ri sa b o u t1 d b a tab e ro f1o ，h o w e v e rt h ep o w e rp e n a l t yo ft h e2 5g b so o ku p s t r e a mi sl e s s t h a no 5 d ba tab e ro f10 9a f t e rt r a n s m i s s i o nt h es a m ed i s t a n c e i nt h i ss y s t e m ，i t d o e sn o tn e e dt h ec o h e r e n ts o u r c ei nt h eb a s es t a t i o nb e c a u s eo fw a v e l e n g t hr e u s ef b r u p l i n kc o n n e c t i o ne f 佗c t i v e l y ；w h i c hh a sh i g hs p e c t r u me f j f i c i e n c ya n dr e d u c et h ec o s t o fs y s t e m m e a n w h i l ei tc a nb es h o w nt h a tt h ee f f e c to ff i b e rc h r o m a t i cd i s p e r s i o nc a n b en e g l e c t e da se l e c t r i c a lo r t h o g o n a lf r e q u e n c yd i v i s i o nm u l t i p l e x i n gs i g n a li su s e d ，i t m e a n st h a td o w n s t r e a md a t ac a nt r a n s m i to v e rs i n g l e - m o d ef i b e ri nt h el o n gd i s t a n c e w i t h o u tc h r o m a t i cd i s p e r s i o nc o m p e n s a t i o n k e y w o r d s ： r a d i o o v e r f i b e r ； m o d u l a t i o nf o m a t ；c h r o m a t i c d i s p e r s i o n ； f u l l d u p l e x v i 丸进洲制格- 及j n ：光纤无线通f 膏中的j 1 j 研究 插图索引 图2 1 调制格式的分类。( a ) 基于强度调制；( b ) 基于相位调制1 2 图2 2 马赫曾德尔调制器的结构示意图1 5 图2 3l i n b 0 3 马赫曾德尔调制器的不同构成方式。1 6 图2 4r o f 光传输系统的基本结构图1 7 图2 5 直接强度调制产生光载毫米波的原理图1 8 图2 6 直接强度调制产生双边带信号的光谱图1 8 图2 7 外部调制产生光载毫米波的原理图1 9 图2 8 外差调制产生光载毫米波的原理图2 2 图2 9 载波重用简化基站的方案一2 2 图2 1 0 载波重用简化基站的方案二一2 3 图2 1 lo f d m 发射端原理图2 4 图2 1 2o f d m 信号在光纤中传输的系统框图。( a ) 直接检测；( b ) 相干检测2 5 图2 13o f d m 接收端原理图2 5 图3 1 强度调制格式的频谱图。( a ) 双二进制信号；( b ) 传统二进制信号一3 l 图3 2 双二进制振幅调制相位键控调制信号示意图3 2 图3 3 光双二进制调制格式的产生原理图3 3 图3 4 差分相移键控调制信号的波形图3 5 图3 5 光差分相移键控调制格式的发射端结构图3 6 图3 6 差分马赫曾德尔调制器的结构图3 6 图3 7 光r z d p s 列c s r z d p s k 信号的发射端结构图3 7 图3 8 光差分相移键控调制格式的接收端结构图3 8 图3 9 生成的光r z d s p k 信号。( a ) 光谱图；( b ) 眼图4 0 图3 1 0 解调后的光r z d p s k 信号。( a ) 相长端口的光谱图；( b ) 相消端口的光谱图； ( c ) 平衡检测后的眼图4 0 图3 1 1 生成的光c s r z d p s k 信号。( a ) 光谱图；( b ) 眼图4 l 图3 1 2 解调后的光c s r z d p s k 信号。( a ) 相长端口的光谱图；( b ) 相消端口的光谱 图；( c ) 平衡检测后的眼图4 1 图3 1 3 差分正交相移键控调制信号的波形图4 3 图3 1 4 光差分正交相移键控调制格式的并联m z m 调制方式4 3 图3 1 5 光差分正交相移键控调制格式的发射端结构图4 4 图3 1 6 光r z 。d q p s k c s r z d q p s k 信号的发射端结构图4 5 图3 1 7 常用的光差分正交相移键控调制格式的接收结构图4 5 图3 18 提出的光差分j 下交相移键控调制格式的接收结构图4 5 i x 先进调制格式及j 在光纤无线通信中的应用研究 图3 1 9 生成的光r z d q p s k 信号。( a ) 光谱图；( b ) 眼图4 7 图3 2 0 生成的光c s r z d q p s k 信号。( a ) 光谱图；( b ) 眼图4 7 图3 2 l 光d p s k 传输系统模型4 9 图3 2 2 偏振模色散模拟器模型4 9 图3 2 3r z d p s k 、c s r z d p s k 、n r z d p s k 、n r z o o k 和r z o o k 的眼开度比 较5 0 图3 2 4d g d 变化时不同d p s k 格式的眼开度。( a ) r z d p s k ；( b ) c s r z d p s k 5 1 图3 2 5d g d = 1 5 p s 时不同d p s k 格式的眼图。( a ) r z d p s k ；( b ) c s r z d p s k ； ( c ) n r z - d p s k 5 2 图3 2 6 光d q p s k 传输系统模型5 3 图3 2 7 不同d q p s k 格式的光谱图。( a ) r z - d q p s k ；( b ) c s r z d q p s k ； ( c ) n r z d q p s k 5 5 图3 2 8d g d = 5 p s 时不同d q p s k 格式的眼图。( a ) r z - d q p s k ：( b ) c s r z d q p s k ； ( c ) n r z d q p s k 5 6 图3 2 9 不同d q p s k 格式的眼开度比较。( a ) 不同输入功率；( b ) 不同d g d 5 7 图4 1 基于相位调制器和光纤布拉格光栅的全双工r o f 系统的原理图6 l 图4 2 基于相位调制器和光纤布拉格光栅的全双工r o f 系统的实验设置6 2 图4 3 实验测得不同位置的光谱图。( a ) a 点测量的相位调制器输出信号光谱图： ( b ) b 点测量的光载毫米波光谱图；( c ) c 点测量的分离的中心光载波光谱 图；( d ) e 点测量的光载毫米波与中心光载波耦合的光谱图6 3 图4 4 背靠背情况下的眼图。( a ) d 点测量的光信号眼图；( b ) g 点测量的下行信号 眼图6 5 图4 5 传输2 0 k m 后的眼图。( a ) f 点测量的光信号眼图；( b ) g 点测量的下行信号 眼图6 5 图4 6 上行链路的误码率曲线和眼图6 5 图4 7 基于四倍频光载毫米波信号的全双工r o f 系统的原理图6 7 图4 8 基于四倍频光载毫米波信号的全双工r o f 系统的实验设置6 9 图4 9 实验测得不同位置的光谱图。( a ) a 点测量的d m z m 输出的光谱图；( b ) b 点测量的四倍频光载毫米波的光谱图；( c ) c 点测量的分离的中心光载波光 谱图；( d ) e 点测量的光载毫米波与中心光载波耦合的光谱图7 0 图4 1 0 背靠背情况下的眼图。( a ) d 点测量的光信号眼图；( b ) g 点测量的下行信 号眼图7 2 图4 1 1 传输2 0 k m 后的眼图。( a ) f 点测量的光信号眼图；( b ) g 点测量的下行信号 眼图一一一7 2 图4 1 2 上行链路的误码率曲线和眼图7 2 x 博f j 学位论支 图4 1 3 基于光d p s k 调制格式的全双工r o f 系统的实验设置7 4 图4 1 4 调制d p s k 格式数据到四倍频光载毫米波信号的光谱图7 5 图4 1 5 背靠背情况下光载毫米波信号的眼图。( a ) 仿真结果；( b ) 实验结果7 6 图4 1 6 传输2 0 k m 后光载毫米波信号的眼图。( a ) 仿真结果；( b ) 实验结果7 6 图4 1 7 传输4 0 k m 后光载毫米波信号的眼图。( a ) 仿真结果：( b ) 实验结果7 6 图4 1 8 下行链路光d p s k 格式解调后的眼图。( a ) 背靠背情况；( b ) 传输4 0 k m 情况 。7 7 图4 1 9 基于o f d m 信号的全双工r o f 系统的原理图7 9 图4 2 0 基于o f d m 信号的全双工r o f 系统的实验设置8 l 图4 2 l 接收信号的星座图。( a ) 背靠背情况；( b ) 传输5 0 k m 情况8 2 图4 2 2 下行链路的误码率曲线8 2 图4 2 3 上行链路的误码率曲线8 2 x l 博i j 学位论文 1 1 引言 第1 章绪论 以计算机和通信网络为标志的信息技术成果将人类社会推进到了信息时代， 为实现全球范围内的个人通信，要求无线通信能够提供大容量、高速率和高质量 的传输。可是目前无线电频谱资源已非常紧张，适合无线移动网络的频率基本已 分割完毕。为了使现有的无线通信系统能提供足够高的传输能力，不可避免的要 提高通信系统的频率或者降低蜂窝尺寸的大小【卜”，即从目前常用的9 0 0 m h z 频段 提高到毫米波频段( 3 0 g h z 3 0 0 g h z ) ，并且按照传统的无线通信技术，大量建立天 线基站，每个基站都需要各种调制解调器、高性能数据处理设备等，这样成本将 会相