光纖無線通信系統(tǒng)中的毫米波調(diào)制和基站簡化技術(shù)研究

1、湖南大學碩士學位論文光纖無線通信系統(tǒng)中的毫米波調(diào)制和基站簡化技術(shù)研究姓名：胡黎亮申請學位級別：碩士專業(yè)：通信與信息系統(tǒng)指導教師：文雙春20071217碩士學位論文摘要光纖無線通信（：卜）融合了兩種常規(guī)技術(shù)無線傳輸和光纖有線傳輸。作為一種既能增加容量又能降低成本的技術(shù)，它可以滿足人們對移動性和帶寬的需求，已成為當前通信領(lǐng)域的一個研究熱點。毫米波調(diào)制和基站簡化是實現(xiàn)通信的兩個重要的關(guān)鍵技術(shù)，本文利用模擬仿真和實驗的方法對這兩個技術(shù)進行了研究，取得的主要成果如下：首先，提出了一種應(yīng)用于系統(tǒng)中的雙邊帶調(diào)制產(chǎn)生光毫米波的方法，模擬仿真和實驗證明該方法產(chǎn)生的光毫米波能有效克服光纖色散引起的信號時延所導致的

2、基帶信號退化，適合于長距離傳輸。該方法直接采用雙邊帶調(diào)制和濾波產(chǎn)生兩個邊帶信號，用光交叉復用器分離上、下邊帶，將基帶信號只調(diào)制到其中的一個邊帶模上，然后再與未經(jīng)調(diào)制的另一邊帶信號進行耦合產(chǎn)生光毫米波信號，這樣可以抑制碼間串擾。從理論上對該毫米波的色散特性進行了分析，發(fā)現(xiàn)毫米波的接收功率不會周期性的衰減。通過系統(tǒng)仿真和實驗研究，驗證了理論分析結(jié)果并比較了毫米波信號的功率代價和眼圖。結(jié)果表明，下行鏈路信號通過光纖能傳輸更長距離而不需要色散補償，誤碼率低。其次，提出并驗證了基于光載波重用實現(xiàn)基站簡化的全雙工通信系統(tǒng)，該系統(tǒng)配置簡單，代價低，功率利用率高。利用光相位調(diào)制器和光交復用器相結(jié)合產(chǎn)生調(diào)制下行

3、鏈路數(shù)據(jù)的密集波分復用的光毫米波信號，同時實現(xiàn)了上行鏈路的光載波重用。利用數(shù)值仿真比較了信號傳輸不同距離后的功率代價和眼圖。結(jié)果表明，采用最佳射頻信號驅(qū)動相位調(diào)制器，避免了高階邊帶的產(chǎn)生，并極大地降低了色度色散的限制。通過分析其上下行鏈路的誤碼率性能，發(fā)現(xiàn)傳輸后的功率代價都小于。關(guān)鍵詞：光纖無線通信，光毫米波產(chǎn)生，基站，光纖色散，光載波重用 碩學位論文衄，【：一（）；光纖無線通信系統(tǒng)中的毫米波調(diào)制和基站簡化技術(shù)研究插圖索引圖光傳輸系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)圖圖利用調(diào)制技術(shù)構(gòu)成的系統(tǒng)圖利用遠端外差技術(shù)構(gòu)成的系統(tǒng)圖（）利用電域上下變頻原理構(gòu)成的系統(tǒng)圖（）利用光域上下變頻原理構(gòu)成的系統(tǒng)圖利用的系統(tǒng)方案設(shè)計圖一種結(jié)

4、構(gòu)簡單的基站設(shè)計方案圖系統(tǒng)的構(gòu)成圖的功能框圖一圖傳統(tǒng)的雙邊帶調(diào)制產(chǎn)生毫米波的原理圖圖基于雙邊帶調(diào)制產(chǎn)生光毫米波的通信系統(tǒng)模型圖圖光毫米波的產(chǎn)生裝置圖圖基帶信號的接收和解調(diào)圖交叉復用器的響應(yīng)曲線圖交叉復用器的響應(yīng)曲線圖不同位置下測得的信號光譜圖圖系統(tǒng)仿真得到不同傳輸距離的電毫米波信號眼圖（）圖解調(diào)后不同傳輸距離下的基帶信號眼圖（）圖色散引起毫米波功率變化圖圖下行鏈路信號的誤碼率曲線圖圖無光源和本地時鐘源的基站設(shè)計圖全雙工通信系統(tǒng)原理圖圖系統(tǒng)裝置圖圖仿真得到的處于不同位置下的光譜圖圖經(jīng)過不同距離光纖傳輸后的上下行信號眼圖圖下行和上行信號經(jīng)傳輸前后的誤碼率圖經(jīng)傳輸后信道的接收機靈敏度曲線碩學何論文附

5、表索引表光傳輸系統(tǒng)高頻載波產(chǎn)生與傳輸技術(shù)的比較表基于外部調(diào)制器的三種方案比較湖南大學學位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導師的指導下獨立進行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔。作者簽名：搠黎犯日期：哆年口月夠日學位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學位論文作者完全了解學校有關(guān)保留、使用學位論文的規(guī)定，同意學校保留并向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交論文的復印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)湖南大學可以將本學位論文

6、的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復制手段保存和匯編本學位論文。本學位論文屬于、保密口，在年解密后適用本授權(quán)書。、不保密團。（請在以上相應(yīng)方框內(nèi)打“”）作者簽名：導師簽名：別稚勃爻們磚日期：矽暑年月才日日期：厶艿年月乙日碩十學位論文引言第章緒論無線通信的快速發(fā)展及其在各行各業(yè)中的廣泛應(yīng)用，正在許多方面改變著人們通信的聯(lián)絡(luò)方式。更為重要的是，利用無線傳播將承載信息的信號從發(fā)送機傳送到接收機的物理機制，已經(jīng)賦予通信一種與眾不同的特征，即移動性。移動通信是通信領(lǐng)域中最具活力、最有發(fā)展前途的一種通信方式。它是當今信息社會中最具個性化特征的通信手段。它的發(fā)展和普及改變了社

7、會，讓人們領(lǐng)悟到了現(xiàn)代化和信息化的氣息（】。隨著現(xiàn)代通信技術(shù)的快速發(fā)展以及新業(yè)務(wù)的不斷涌現(xiàn)，特別是業(yè)務(wù)的迅猛崛起，導致了全球信息量呈級數(shù)增長。網(wǎng)絡(luò)從世紀年代開始進入快速發(fā)展的時期，因特網(wǎng)迅猛發(fā)展，其用戶量以的年增長率在全球擴展，通信業(yè)務(wù)也由傳統(tǒng)單一的電話業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)向高速數(shù)據(jù)和多媒體為代表的寬帶業(yè)務(wù)，因此對通信網(wǎng)絡(luò)的傳輸帶寬和容量提出了越來越高的要求【】。當前的傳輸系統(tǒng)主要有兩大核心技術(shù)，即光纖通信和無線通信。前者能夠帶來極大的帶寬，后者帶來的是無處不在。無線通信由于受到大氣環(huán)境的影響，信號在大氣中的衰減會隨著副載波頻率的增高而加劇，不能實現(xiàn)長距離的信號傳輸。將光纖通信技術(shù)引入無線通信的目的就是利用

8、光纖對無線通信網(wǎng)絡(luò)進行優(yōu)化【】。最近幾年，由于大量的已鋪設(shè)光纖未得到充分的利用，電信業(yè)務(wù)在長距離骨干網(wǎng)和城域網(wǎng)方面的發(fā)展速度緩慢。但隨著對超高速、實惠并能提供交互式多媒體服務(wù)的通信方式需求的增長，遍及全球的用戶、政府部門、電纜經(jīng)營商和電信服務(wù)提供商對寬帶接入網(wǎng)的關(guān)注日益增加。據(jù)報道，我國手機用戶數(shù)年底已達億。人們對包括聲音、數(shù)據(jù)、圖像和影視等多媒體通信的需求越來越高，越來越迫切【。通信寬帶的擴大不斷地推動著科學技術(shù)的進步。目前，移動通信已經(jīng)歷了第一代和第二代，完成了從模擬技術(shù)向數(shù)字技術(shù)的過渡。第三代（）移動通信技術(shù)已經(jīng)成熟，只等牌照的發(fā)放。人們已經(jīng)將研究的目標定在無論何時、何地、何人充分利用信

9、息的“個人通信”上，技術(shù)發(fā)展的重點是進一步提高傳輸速率和容量。要增加移動通信的帶寬，就要利用比微波更高頻率的毫米波射頻信號，同時還需要解決基站之間、基站與中心站之間更高速率、更大容量的寬帶通信。而光纖是一種具有低傳輸損耗和巨大帶寬的資源，成為了保證通信容量擴展的最光纖無線通信系統(tǒng)中的毫米波調(diào)制和基站簡化技術(shù)研究佳媒介【】。眾所周知，低載波頻率只能提供小的帶寬。窄帶無線接入系統(tǒng)之所以只能提供有限的傳輸能力，在于他們的載波頻率比較低。拿來說，工作在，帶寬只有；工作頻率在附近，帶寬有。盡管如此，各種無線通信系統(tǒng)還是在低于的載波頻率上對頻譜的競爭出現(xiàn)白熱化。低載波意味著移動終端的低成本。此外有源無線收

10、發(fā)設(shè)備的效率要低。因此，工作在低頻段的系統(tǒng)在低功耗方面還是具有優(yōu)勢的，并且可以提供更大的覆蓋范圍。大的覆蓋范圍意味著良好的可移動性，卻也引入了較差的帶寬效率，這是由于同一個蜂窩內(nèi)所有的移動終端共享頻譜資源的緣故。采用小蜂窩系統(tǒng)是提高無線通信系統(tǒng)傳輸能力的一種有效方式【。另外一種方法就是提搞載波頻率，避免十分擁擠的帶寬頻率。高載波支持更大的調(diào)制帶寬，卻也帶來了終端產(chǎn)品的高成本。較小的蜂窩系統(tǒng)因為頻率的重復利用率高而改善了頻譜效率，但是，要達到更大范圍的覆蓋率，就需要更多的遠端天線基站，進而需要更廣泛的反饋網(wǎng)絡(luò)來為如此多的基站提供鏈路支持。因此，我們需要降低基站的反饋網(wǎng)絡(luò)成本，不然系統(tǒng)的總體安裝和

11、維護成本是相當昂貴的。綜上所述，寬帶無線通信系統(tǒng)如果想提供足夠高的傳輸能力，不可避免的要采用高頻載波或者降低蜂窩的大小。按照傳統(tǒng)的無線通信技術(shù)，只能采用大量建立天線基站，加上每個基站都需要各種調(diào)制解調(diào)器、高性能數(shù)據(jù)處理設(shè)備，成本相當巨大。光纖無線通信技術(shù)就是在這個需求下應(yīng)運而生的。它通過合并無線電系統(tǒng)的各項功能于一個集中的數(shù)據(jù)收發(fā)器，讓所有的基站連接到這個功能集中的中心站，來實現(xiàn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的簡化。如果整個反饋網(wǎng)絡(luò)都用低成本的光纖來搭建，利用光纖傳輸特有的低損耗和高帶寬，那么整個系統(tǒng)的成本將大大降低。為了充分利用巨大的、閑置的、廉價的光纖帶寬資源，從根本上解決無線通信頻率資源越來越緊張，設(shè)備復雜，

12、成本居高不下的問題，光纖無線通信（，）已經(jīng)成為了解決寬帶無線接入網(wǎng)最有前景的技術(shù)【卜】。它利用光纖的巨大帶寬來降低了成本并且保證無線通信的靈活性。所以，無線通信和光網(wǎng)絡(luò)的融合成為了一種既能增加接入網(wǎng)容量和移動性，又能降低運營成本的新型接入方式【。該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)微蜂窩的覆蓋，縮小目前蜂窩小區(qū)的范圍，相鄰小區(qū)可重復使用同一頻率，使得頻率的利用率大大提高。因此，這種基于技術(shù)的微蜂窩系統(tǒng)將是滿足人們對寬帶業(yè)務(wù)需求的極具競爭力的解決方案【】。未來通信的目標是要實現(xiàn)全球范圍內(nèi)的個人通信。移動通信由于其本身固有碩十學位論文的靈活性、可移動性等優(yōu)點，滿足了人們實時通信的要求，得到了較大的發(fā)展。但是，隨著電視（

13、）、視頻點播（）等多媒體技術(shù)的迅速發(fā)展，以及專用網(wǎng)絡(luò)和無線電通信的話務(wù)量的急劇增長，都對傳輸速率、傳輸帶寬和傳輸質(zhì)量等的提高提出了迫切的要求。而目前無線電頻譜資源已非常緊張，適合無線移動網(wǎng)絡(luò)的頻率其實己分割完畢，這就要求通信系統(tǒng)的頻率不斷提高，即從目前常用的頻段提高到毫米波頻段（），從而提供更為廣闊的傳輸帶寬。但是與此同時，由于毫米波信號的空間傳輸距離有限，毫米波器件價格非常昂貴等因素的制約，采用現(xiàn)有的無線接入技術(shù)己不能從根本上解決寬帶傳輸?shù)膸拞栴}。因此，對毫米波段的通信技術(shù)和系統(tǒng)的研究具有重要的科學意義，已成為當前國際通信的研究熱點【。毫米波通信是指以光纖為傳輸媒介，以光波為載波，以高頻毫

14、米波為調(diào)制波來傳輸信息的一種技術(shù)。它的產(chǎn)生與發(fā)展都來源于用戶對無線接入網(wǎng)的帶寬的需求。毫米波通信具有大容量、低成本的優(yōu)勢，能夠集成在無線接入網(wǎng)、超寬帶蜂窩移動通信系統(tǒng)、智能交通系統(tǒng)等多種環(huán)境中。在毫米波通信系統(tǒng)中，系統(tǒng)的控制功能（頻率分配、調(diào)制與解調(diào)等）主要集中在中心站，從而簡化了基站的配置，基站的主要功能是：實現(xiàn)轉(zhuǎn)換、濾波、放大，以及無線信號的發(fā)送和接收。集中化的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)允許動態(tài)射頻資源配置和容量管理，而且集中使得系統(tǒng)升級更加可能。這種新型的通信系統(tǒng)能夠滿足將來的移動通信，無線局域網(wǎng)絡(luò)和固定無線局域網(wǎng)（如）的寬帶服務(wù)。目前的有線網(wǎng)絡(luò)雖然具有超寬帶但不利于移動，無線技術(shù)雖利于移動但帶寬有限。因

15、此，未來的通信網(wǎng)將是無線網(wǎng)與有線網(wǎng)的無縫融合。系統(tǒng)可以將寬帶無線接入網(wǎng)的可移動性和光纖接入網(wǎng)的超帶寬、高可靠性等優(yōu)點有機結(jié)合起來，因此它必將成為一種應(yīng)用在諸如郊區(qū)和農(nóng)村、繁華區(qū)域、公司辦公樓區(qū)以及住宅區(qū)等環(huán)境中的廉價通信解決方案【。就應(yīng)用前景而言，與無線技術(shù)結(jié)合，尤其是與將來的移動通信系統(tǒng)結(jié)合，更能充分發(fā)揮其優(yōu)勢。技術(shù)以其固有的特點將光通信網(wǎng)絡(luò)所具有的巨大傳輸容量與無線網(wǎng)絡(luò)的靈活性和移動性能結(jié)合得天衣無縫。此外，也因為其他潛在的應(yīng)用而引起人們的廣泛關(guān)注，例如衛(wèi)星通信，下一代網(wǎng)絡(luò)（）。也同樣用在服務(wù)于智能傳輸系統(tǒng)（）、頻率范圍在和之間的視頻通信與控制。因此，本課題的研究具有很強的理論意義和實用價

16、值。本章首先概述了課題的研究背景和科學意義，簡單介紹了通信的基本概光纖無線通信系統(tǒng)中的毫米波調(diào)制和基站簡化技術(shù)研究念、特點及其應(yīng)用，其后單獨給出了本文所研究的毫米波通信技術(shù)的國內(nèi)外研究進展，最后簡單闡述了本文工作并給出了文章的結(jié)構(gòu)安排。光纖無線通信系統(tǒng)概述光纖無線通信系統(tǒng)就是以光纖作為傳輸介質(zhì)，光波作為載波傳輸信息的通信系統(tǒng)。光纖無線傳輸系統(tǒng)與無線傳輸系統(tǒng)相比，有其顯著的優(yōu)點：傳輸容量大、抗電磁干擾強、保密性好等。通常根據(jù)光纖傳輸系統(tǒng)傳輸信號的特性，可以分為模擬光纖傳輸系統(tǒng)和數(shù)字光纖傳輸系統(tǒng)。模擬光纖傳輸系統(tǒng)目前主要傳輸模擬電視視頻與音頻信號。考察一個模擬光纖傳輸系統(tǒng)，主要考慮的參數(shù)是載噪比、

17、帶寬和傳輸系統(tǒng)中非線性所引起的信號失真。數(shù)字光纖傳輸系統(tǒng)與模擬光纖傳輸系統(tǒng)相比具有很多的優(yōu)點，如靈敏度高、傳輸質(zhì)量好等。所以大容量長距離光纖通信系統(tǒng)大多采用數(shù)字傳輸方式。數(shù)字光纖傳輸系統(tǒng)的性能指標主要是誤碼率（）和定時抖動。誤碼的基本概念是：在數(shù)字通信系統(tǒng)中，當發(fā)送端發(fā)送“”碼時，接收端收到的卻是“”碼；而當發(fā)送端發(fā)送“”碼時，接收端卻接收到“”碼，這種接收碼與發(fā)送碼不一致的情況就叫做誤碼。誤碼率定義為接收到的錯誤比特數(shù)與接收到的總比特數(shù)的比值。在滿足一定誤碼率的前提下，一個數(shù)字光纖傳輸系統(tǒng)的碼速與距離的乘積是描述其傳輸能力的標志。抖動又稱為相位抖動，是指數(shù)字脈沖信號的相位擺動，或時間上的前后

18、擺動。在系統(tǒng)測量中，描述抖動程度的單位是“單位間隔”，其意義是指個碼元的時問長度。在光纖數(shù)字通信系統(tǒng)中，必須把抖動限制在一定的范圍之內(nèi)，否則，會導致定時脈沖的相位偏離最佳判決位置，結(jié)果造成誤判概率的增加和引起再生脈沖流的時間間隔不規(guī)則，使得碼距不一致。強度調(diào)制直接檢測系統(tǒng)（，）是一種最簡單的傳輸方式。目前大多數(shù)的光纖通信系統(tǒng)都采用這種傳輸技術(shù)。“強度調(diào)制”是指在光纖傳輸系統(tǒng)發(fā)送端采用電脈沖信號來控制光源，使其按照調(diào)制信號的強弱發(fā)光或者不發(fā)光；“直接檢測”是指在系統(tǒng)接收端用光電檢測器直接檢測光信號的有無，再轉(zhuǎn)化為電信號。數(shù)字光纖傳輸系統(tǒng)主要用于遠距離、大容量數(shù)據(jù)通信。在長距離傳輸中光信號強度會因

19、為光纖介質(zhì)的損耗而發(fā)生衰減，所以需要使用中繼器來放大衰弱的光信號。同時還需要對信號進行定時、整形與再生，這就是我們常說的功能。光電光的中繼技術(shù)已經(jīng)比較成熟，然而一方面設(shè)備復雜、造價昂貴，另一方面在光電轉(zhuǎn)換中會丟失光信號的某些特征，不能完全提供一個透明的傳輸通道。 光纖無線通信系統(tǒng)中的毫米波調(diào)制和基站簡化技術(shù)研究通信技術(shù)的特點將光纖通信技術(shù)引入無線通信的目的就是要利用光纖的一些特性對無線通信網(wǎng)絡(luò)進行優(yōu)化。毫米波通信系統(tǒng)具有以下特點：第一，通信所采用的載波頻率高，傳輸距離長。毫米波頻率約在范圍內(nèi)，可以傳送大量的視頻和語音信號。第二，光纖的衰減損耗低，抗電磁干擾性強。光纖的極低損耗，使得小區(qū)的范圍僅

20、僅取決于毫米波信號的傳輸距離和傳輸環(huán)境。第三，該系統(tǒng)具有動態(tài)的資源管理。光纖傳輸鏈路對于所有射頻信號是“透明”的，也就是說系統(tǒng)具有很大的靈活性，可在不對傳輸鏈路進行改造的基礎(chǔ)上，方便地對每個小區(qū)的調(diào)制方式或載波頻率進行改變。第四，易于安裝和維護。在系統(tǒng)中，復雜而昂貴的設(shè)備都在中心站，簡化了遠端天線單元（，）的結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)可以使更加輕便小巧，有效的降低了系統(tǒng)的安裝和維護成本。所有這些優(yōu)點，使得基站和中心站之間利用光纖連接成為移動通信發(fā)展的主流。由于日益增長的寬帶移動通信的需要和在較低頻段的擁擠，系統(tǒng)中的無線頻率由微波向毫米波發(fā)展是不可避免的。全球移動通信系統(tǒng)（）要求速率達到，下一代無線局域網(wǎng)（

21、）要求速率達到，其他第三代無線通信系統(tǒng)如移動寬帶業(yè)務(wù)（）的數(shù)據(jù)速率高達，速率的增加必然要求其微波載波頻率的增加。如無線局域網(wǎng)的速率為時，其微波載波頻率要求為頻帶內(nèi)，而對的其速率為，微波載波頻率為頻帶內(nèi)。移動寬帶業(yè)務(wù)（）則要求是毫米波作為載波。因此，無線通信頻率的提高也成為了一個發(fā)展的重要趨勢。技術(shù)在通信系統(tǒng)中的應(yīng)用年代末，美國首次將技術(shù)用于軍事用途【。自年以來，等人提出了系統(tǒng)可以用于無線通信，獲得了快速發(fā)展，已得到了很多的實際應(yīng)用，如應(yīng)用于年悉尼奧運會。盡管目前其市場還不是很大，但是隨著通信技術(shù)的快速發(fā)展，系統(tǒng)將會在未來的移動通信領(lǐng)域占有很大的市場份額。系統(tǒng)具有傳輸距離長、易于安裝、低功耗、成

22、本低等優(yōu)點，可應(yīng)用碩士學位論文于室內(nèi)覆蓋、基站客棧、寬帶無線接入、車載無線通信系統(tǒng)以及軍事系統(tǒng)中【】。通常不適合那些需要較高的隨機自由動態(tài)范圍（：三次交調(diào)產(chǎn)物功率等于背景噪聲時的最大輸出信號功率）的系統(tǒng)應(yīng)用。由于大部分的室內(nèi)應(yīng)用不需要大的，拿的上行鏈路來說，所需的大于的對于室內(nèi)應(yīng)用可以降低到左右。因此，分布系統(tǒng)可以容易地被應(yīng)用到室內(nèi)寬帶移動和數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的無線信號的分布傳輸方面。在這種情況下，系統(tǒng)就可以看成為一種分布式天線系統(tǒng)（，）。對于的高頻應(yīng)用，由于墻體等引入較高的微波損耗，蜂窩單元做覆蓋的范圍較小，這更加顯示了系統(tǒng)的技術(shù)優(yōu)勢。室內(nèi)光纖無線系統(tǒng)結(jié)構(gòu)可以同時用于無線和有線應(yīng)用，利用多模石英光

23、纖或者塑料光纖代替單模光纖來連接遠端天線單元，可以進一步降低系統(tǒng)的安裝和維護成本，尤其對室內(nèi)應(yīng)用，因為室內(nèi)的數(shù)據(jù)傳輸?shù)綗o線局域網(wǎng)都是基于多模光纖來傳輸?shù)?。系統(tǒng)對目前和將來要求不高的的應(yīng)用系統(tǒng)也是極具吸引力的，如全球移動通信系統(tǒng)（）。另外一個應(yīng)用點就是固定無線接入（，）系統(tǒng)，如。技術(shù)可以進行遠距離傳輸信號，最大限度的簡化遠端天線單元并接近終端用戶，真正地降低系統(tǒng)成本，有效地滿足了“最后一公里”的接入需要。在移動通信網(wǎng)絡(luò)中引入技術(shù)，其特點在于：其一，能簡化基站的復雜性，并使其結(jié)構(gòu)小型化、微型化，實現(xiàn)長距離的傳輸；其次，能實現(xiàn)基站群的集中控制，并對每個基站能單獨且靈活地分配基于不同編碼方式、調(diào)制方式

24、、傳輸速率、載波頻率等參量的傳輸策略，而且實現(xiàn)透明傳輸，系統(tǒng)具有充分擴展性。這對系統(tǒng)要求的低成本高性能的基站建設(shè)提供了一種有效的解決方案。因此，技術(shù)解決了對日益增長的通信容量和移動性的潛在需求，同時降低了接入網(wǎng)的成本。技術(shù)除了在蜂窩移動通信中的應(yīng)用之外，在微波技術(shù)、衛(wèi)星通信、交互性多媒體、智能交通系統(tǒng)等其他領(lǐng)域也有很多重要的應(yīng)用【。利用成熟的光纖和光通信有源和無源器件，將微波信號轉(zhuǎn)換到光波進行處理，信號處理的速率快、精度高，更重要的是器件的體積重量與微波器件相比可以大大縮小，這些優(yōu)點在光纖無線通信系統(tǒng)中將發(fā)揮出重要作用。通信的國內(nèi)外研究進展在國外，通信技術(shù)已經(jīng)引起廣泛關(guān)注并做出了一些方面的研究

25、，取得了 碩士學位論文攜帶基帶數(shù)據(jù)的兩個一階邊帶產(chǎn)生毫米波，由于色散引起的邊帶延時不同將導致毫米波功率損耗和碼間干擾，而且下行數(shù)據(jù)的功率代價也會較大【引。等人提出了利用頻率為的毫米波，混合鎖模激光器作光源來實現(xiàn)寬帶信號的傳輸】，它能夠抑制色散，使光信號的傳輸距離超過。由文獻【】知道，采用邊帶注入鎖定，使用三個激光器，并利用兩個激光器的差拍后得到的毫米波無線通信系統(tǒng)，這些方案系統(tǒng)造價比較高?？梢钥闯?，現(xiàn)在的研究集中在較低頻段的毫米波信號產(chǎn)生和傳輸。高頻段毫米波光載波的產(chǎn)生以及與數(shù)據(jù)信號的混合復用仍存在很多需要解決的問題，如頻率轉(zhuǎn)換效率低、造價高等。從本質(zhì)上來講，現(xiàn)有的可用于強度調(diào)制的毫米波信號在

26、光纖中傳輸?shù)姆椒ㄓ腥N：直接強度調(diào)制，外部強度調(diào)制和遠程外差。雖然直接調(diào)制是最簡單的調(diào)制，但是由于激光器的受限調(diào)制帶寬，因此它不太適合于毫米波段的傳輸。在更高的頻率，例如以上，外部調(diào)制往往比直接調(diào)制更實用。外部調(diào)制有易于配置的優(yōu)點，但同時它的一些缺點也限制了其應(yīng)用，如造價昂貴，很難實現(xiàn)的毫米波和克服光纖的色散效應(yīng)。利用光學外差技術(shù)，即將兩路或多路光信號同時發(fā)送到接收機，接收機采用外差法接收引。然而，不管采用何種方法，都必須使用一個偏置精確的電一光調(diào)制器或復雜激光器來降低嚴重的相位噪聲，這樣就大大地增加了系統(tǒng)的造價和復雜性。因此，人們認為光信號混頻或無線信號的上傳技術(shù)是降低造價和提高系統(tǒng)性能的最

27、有效方法。迄今為止已經(jīng)提出的一些光信號混頻或無線信號的光學上變頻方案【，基于波導器件非線性效應(yīng)的方案轉(zhuǎn)換效率低，并且需要非常高的光輸入功率：其他的有基于半導體光放大器的交叉增益調(diào)制方案和基于半導體光放大器型干涉儀的交叉相位調(diào)制方案。但這兩種方案的主要問題在于半導體光放大器的調(diào)制帶寬很窄，很難將高頻本振信號與數(shù)據(jù)信號進行有效地混合。另一個主要障礙是半導體光放大器的載波吸收效應(yīng)，這將導致信道數(shù)量的減少從而大大限制了無線終端用戶數(shù)量。因此，我們有必要去研究更加理想、效果更好的產(chǎn)生光毫米波的方案，文獻【】中采用的方法產(chǎn)生的毫米波性能較好。另外，基站在通信系統(tǒng)中起到“承上啟下”的作用，一方面把下路的信號

28、經(jīng)過處理發(fā)射給移動終端，另一方面把移動終端的信號上載到光載波上路到中心站處理。由于射頻波的自由空間衰減每個基站可以覆蓋的區(qū)域比較小，因此基站需要大量布置，人們對基站的關(guān)注點在于實現(xiàn)必要性能的同時盡量簡化基站模塊，降低其功耗和成本。因此，基站成本成為接入網(wǎng)性能提升的一個關(guān)鍵的研究課題【引。技術(shù)作為無線接入網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)，其研究目標也就是在保證帶寬的基礎(chǔ) 光纖無線通信系統(tǒng)中的毫米波調(diào)制和基站簡化技術(shù)研究本文內(nèi)容及框架本文研究工作為國家計劃項目和高等學校博士學科點專項科研基金資助課題。在本章中，我們首先分析了本研究課題的學術(shù)背景及其理論與實際意義，然后概述了光纖無線通信（）系統(tǒng)，包括系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、特點以

29、及技術(shù)在通信中的各種應(yīng)用。本章主要介紹了光纖無線通信的發(fā)展歷史及國內(nèi)外研究進展，分析了通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本思想。后面章節(jié)的內(nèi)容安排如下：第二章我們主要介紹了毫米波通信的幾種關(guān)鍵技術(shù)，包括高頻毫米波的產(chǎn)生和傳輸，無源基站的構(gòu)建以及與的融合技術(shù)。首先介紹了幾種高頻毫米波信號的調(diào)制技術(shù)，主要是四種方法：外部調(diào)制器法，遠端外差法，上下變頻法，光收發(fā)器法等。然后研究了無源基站的構(gòu)建，包括簡化基站的必要性和簡化基站的一些方法。最后介紹了一種新型的通信方式，即系統(tǒng)與的無縫融合技術(shù)，可以大大提高通信系統(tǒng)的容量。第三章詳細介紹了通信系統(tǒng)中光毫米波信號的產(chǎn)生及其傳輸特性研究。首先分析了色散對毫米波通信的影響。通

30、過介紹雙邊帶調(diào)制產(chǎn)生毫米波的原理及其色散影響，對比幾種基于外部調(diào)制器的毫米波產(chǎn)生方案，提出了一種改進的雙邊帶調(diào)制產(chǎn)生光毫米波的方案。根據(jù)提出的系統(tǒng)模型和下行鏈路的傳輸性能分析，我們采用數(shù)值仿真和實驗研究相結(jié)合的方法對該方案的可行性進行了驗證。第四章我們重點研究了實現(xiàn)無源基站的全雙工光纖無線通信系統(tǒng)。首先介紹了全雙工通信系統(tǒng)的研究進展，概述了實現(xiàn)全雙工通信的基本過程。通過對基于波長重用技術(shù)實現(xiàn)無源基站的全雙工通信系統(tǒng)的研究，突出了簡化基站的重要性。然后分析了利用技術(shù)產(chǎn)生的光毫米波性能，同時對提出的系統(tǒng)模型進行了仿真研究，驗證了該方案的可行性。最后，給出了本論文的工作總結(jié)及今后的工作展望。碩士學位

31、論文引言第章實現(xiàn)毫米波通信的若干關(guān)鍵技術(shù)以計算機和通信網(wǎng)絡(luò)為標志的信息技術(shù)成果將人類社會推進到了信息時代，通信的目標是實現(xiàn)全球范圍內(nèi)的個人通信，這要求移動通信能夠提供大容量，高速率和高質(zhì)量的傳輸，移動技術(shù)發(fā)展的重點是進一步提高速率。但目前微波以下的頻段均被占用，無線通信只能向更高頻段擴展，即從目前的頻段提高至幾到數(shù)十的毫末波段，以提供更為廣闊的傳輸帶寬。為了克服無線通信在傳輸距離方面的限制，滿足無線通信中寬帶要求，必須利用現(xiàn)有的光纖通信技術(shù)。因此，技術(shù)將會成為解決下一代超寬帶無線接入最有前景的技術(shù)【。為了提高系統(tǒng)的信道容量以及防止鄰近基站在重疊區(qū)的同頻率信號的干擾，高品質(zhì)光毫米波的產(chǎn)生是整個系

32、統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)之一。特別重要的是，技術(shù)將無線接入的靈活性與光纖提供的大容量與低成本優(yōu)勢有機結(jié)合在一起，無疑將在未來寬帶無線接入技術(shù)中扮演重要的角色。一般來說，簡單的系統(tǒng)主要包括中心站，光纖鏈路和基站三個部分。中心站產(chǎn)生光毫米波并將高速數(shù)據(jù)信號上傳到光毫米波上，帶有數(shù)據(jù)的光毫米波通過光纖發(fā)送至基站，在基站中進行光電轉(zhuǎn)換，將光毫米波轉(zhuǎn)變成電毫米波，并通過天線發(fā)射出去，同時也將天線收到的無線信號通過電光轉(zhuǎn)換變成光信號通過光纖發(fā)送至中心站進行信號的處理。由于各基站共享中心站的信號處理單元，這樣減少了昂貴的信號處理單元數(shù)量，從而簡化了基站的復雜性和結(jié)構(gòu)。采用波長重用，將中心站發(fā)送過來的載波可以在基站重新

33、利用，還可以實現(xiàn)基站無光源操作，也降低了系統(tǒng)成本。因此，系統(tǒng)具備大容量、低成本、低功耗、易于安裝與維護等多種優(yōu)勢，可以滿足未來移動通信的寬帶業(yè)務(wù)要求。這種技術(shù)可以使用在無線信號遭到屏蔽的地方，如地下隧道、商業(yè)大廈、機場候車室等場所。另外，下一代蜂窩通信將大量采用微蜂窩以允許更多用戶以更寬的帶寬、更高的速率接入，這種互連同樣可以利用大容量的技術(shù)的低成本方式來實現(xiàn)。高品質(zhì)光毫米波的產(chǎn)生和進一步簡化基站配置是降低系統(tǒng)造價和提高光纖無線通信系統(tǒng)中的毫米波調(diào)制和基站簡化技術(shù)研究系統(tǒng)性能的關(guān)鍵技術(shù)。隨著寬帶無線通信業(yè)的不斷發(fā)展，基站成本也成為了接入網(wǎng)性能提升的一個關(guān)鍵的研究課題。如何在保證帶寬的基礎(chǔ)上盡可

34、能的降低基站的成本也是一個關(guān)鍵。如果能夠避免在基站外加光源，利用中心站發(fā)送過來的載波作為上行鏈路的光載波，重新加以利用，那么也可大大降低系統(tǒng)的成本。另外，技術(shù)與波分復用網(wǎng)絡(luò)的無縫融合也受到了越來越多的關(guān)注。光毫米波的產(chǎn)生高品質(zhì)光毫米波信號的產(chǎn)生是實現(xiàn)毫米波通信的關(guān)鍵所在。大量的研究集中在毫米波的產(chǎn)生和傳輸技術(shù)上，包括毫米波段低噪聲無線信號的光學生成和克服光纖色散效應(yīng)限制的毫米波信號傳輸。從本質(zhì)上來講，現(xiàn)有的可用于強度調(diào)制毫米波信號的方法有三種：直接強度調(diào)制，外部強度調(diào)制和遠程外差。雖然直接調(diào)制是最簡單的調(diào)制，但是由于激光器的受限調(diào)制帶寬，因此它并不適合于毫米波段。在更高的頻率，例如以上，外部調(diào)

35、制往往比直接調(diào)制更實用。外部調(diào)制有易于配置的優(yōu)點，但同時它的一些缺點也限制了其應(yīng)用，如造價昂貴，很難實現(xiàn)的毫米波和克服光纖的色散效應(yīng)。利用光學外差技術(shù)，即將兩路或多路光信號同時發(fā)送到接收機，接收機采用外差法接收。然而，不管采用何種方法，都必須使用一個偏置精確的電一光調(diào)制器或復雜激光器來降低嚴重的相位噪聲，這樣就大大地增加了系統(tǒng)的造價和復雜性。目前，通信系統(tǒng)中光毫米波信號的產(chǎn)生和傳輸研究得較多的有以下幾種方法：外調(diào)制器法基于外部調(diào)制器的光毫米波產(chǎn)生方案具有較高的可靠性，可降低代價，因而最有可能成為系統(tǒng)中產(chǎn)生光毫米波的首選技術(shù)【。此方法要求系統(tǒng)具備所需高頻毫米波的外部調(diào)制器。系統(tǒng)利用高頻信號源產(chǎn)生

36、無線載波信號，將有用信息調(diào)制到無線載波信號上，被調(diào)制的毫米波電信號再作為調(diào)制信號，經(jīng)光強度調(diào)制器調(diào)制到光載波上。與直接調(diào)制相比，外調(diào)制器法有較寬的帶寬特性，更適合通信系統(tǒng)的應(yīng)用。典型的外調(diào)制器主要有馬赫曾德爾（，）光學調(diào)制器和電吸收光調(diào)制器（，）。輸入端為激光器輸出的光波，并將攜帶信息的毫米波射頻信號加載在上，的輸出端為雙邊帶調(diào)制的光學信號。調(diào)制后的光學信號經(jīng)過光纖傳輸?shù)浇邮斩耍T士學位論文每個邊帶與中心載波進行拍頻，恢復了攜帶信息的毫米波射頻信號。電吸收光調(diào)制器具有體積小、電壓驅(qū)動低、偏振相關(guān)性小和無需嚴格溫度控制的優(yōu)點。因此，它是系統(tǒng)中相當理想的電光轉(zhuǎn)換器件。的不足之處是光插入損耗較大，致

37、使系統(tǒng)的鏈路增益受到影響。這個問題通過將與半導體光放大器（，）的集成得以解決。集成產(chǎn)品有效地提高了的增益。利用的系統(tǒng)如圖所示。圖利用調(diào)制技術(shù)構(gòu)成的系統(tǒng)：行：遠端外差法遠端外差法【】是傳輸兩個頻率差等于所需要的毫米波頻率的窄線寬光波，其中一個光波攜帶了需要傳輸?shù)男畔?。在基站通過遠端外差產(chǎn)生毫米載波信號。圖利用遠端外差技術(shù)構(gòu)成的系統(tǒng)：光纖無線通信系統(tǒng)中的毫米波調(diào)制和基站簡化技術(shù)研究這種方法是利用兩束光波相干混頻產(chǎn)生的頻差等于所需無線載波頻率的原理。光波可以通過兩個分別稱為參照光和數(shù)據(jù)光的激光器產(chǎn)生，或利用同一個激光光源的兩個邊帶。相干混頻后所產(chǎn)生的兩束光波的頻差，即無線信號，能夠利用基站端的其有平

38、方率特性的光電轉(zhuǎn)換器件得到。產(chǎn)生低相位噪聲高頻微波的關(guān)鍵是兩束光的相位必須相關(guān)。圖所示的是使用鎖模激光二極管（，）激光器的系統(tǒng)。由于激光器存在隨機相位噪聲，由此產(chǎn)生的拍頻毫米波信號也存在相位噪聲，這對系統(tǒng)的性能造成很大的影響，因此必須想辦法消除。上下變頻法上下變頻法【可以分為電域上下變頻法與光域上下變頻法，構(gòu)成的光傳輸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分別如圖（）與圖（）所示。圖（）利用電域上下變頻原理構(gòu)成的系統(tǒng)：訂圖（）利用光域上下變頻原理構(gòu)成的系統(tǒng)：訂：碩學位論文：可以看出，兩種方式的共同特點是光纖鏈路上傳輸?shù)臒o線信號是一個中頻（，）信號，所以在基站處還必須實現(xiàn)中頻信號與射頻信號之間的頻率變換。對于電域上下變頻法，

39、基站必須有一個高頻的本振信號源。對于光域上下變頻法，高頻源則通過兩束光波相干頻差產(chǎn)生。無論是在電域上下變頻法還是光域上下變頻法，兩者的結(jié)構(gòu)都造成基站端的結(jié)構(gòu)過于復雜，這樣就會導致系統(tǒng)體積過大，設(shè)備成本高，不利于市場化。光收發(fā)器法圖利用的系統(tǒng)方案設(shè)計：訂：行在系統(tǒng)中，電吸收調(diào)制（）收發(fā)器可以代替遠端基站天線外的激光器和探測器，就可以降低天線的復雜性和成本。利用收發(fā)器進行復用的概念是年由等人提出來的。光收發(fā)器法【】是比較有優(yōu)勢的一種方法，它同時兼有對下行光纖鏈路與上行光纖鏈路分別實現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換與電光轉(zhuǎn)換的功能。它是一個實現(xiàn)低成本基站的關(guān)鍵器件。在圖的系統(tǒng)中，上行光纖鏈路與下行光纖鏈路的光載波都是由中

40、心站產(chǎn)生。這樣設(shè)計的目的是出于簡化基站結(jié)構(gòu)，省去了激光光源以及相應(yīng)的驅(qū)動電路。因此在下行光纖鏈路上同時傳輸兩個波長的光信號與如，五為下行光纖鏈路光載波，厶為上行光纖鏈路光載波。一方面，從光載波丑上接收、探測并濾波后得到下行無線信號通過天線發(fā)射出去。與此同時，通過天線所接收到的上行無線信號將調(diào)制到光載波厶上。上行光纖無線通信系統(tǒng)中的毫米波調(diào)制和基站簡化技術(shù)研究光纖鏈路只傳輸光載波名。上行光纖鏈路光載波信號經(jīng)過中心站的光電轉(zhuǎn)換，并通過帶通濾波后恢復出上行無線信號。從面介紹的四種光傳輸系統(tǒng)高頻載波產(chǎn)生和傳輸技術(shù)，我們對它們的優(yōu)劣加以比較，如表所示。從調(diào)制技術(shù)而言，外調(diào)制技術(shù)無論在目前還是在可以預(yù)見的

41、未來都是一種十分有前途的技術(shù)。而收發(fā)器法可以簡化基站的結(jié)構(gòu)，降低系統(tǒng)成本。表光傳輸系統(tǒng)高頻載波產(chǎn)生與傳輸技術(shù)的比較方法名稱優(yōu)點缺點易受光纖色散影響外調(diào)制器法光源結(jié)構(gòu)簡單調(diào)制深度有限需要高頻具有足夠的調(diào)制深度遠端外差法不受光纖色散影響光源結(jié)構(gòu)復雜不需要高頻振蕩源需要高頻振蕩源和直接中頻調(diào)制上下變頻法高頻無光纖色散影響基站結(jié)構(gòu)復雜光收發(fā)器法基站結(jié)構(gòu)簡單需要高頻的與無源基站的設(shè)計基站在通信系統(tǒng)中起到一個“承上啟下”的作用，一方面把下路的信號經(jīng)過處理發(fā)射給移動終端，一方面把移動終端的信號調(diào)制到光載波上傳到中心站處理。由于射頻波的自由空間衰減每個基站可以覆蓋的區(qū)域比較小，因此基站需大量設(shè)置，人們對基站的

42、關(guān)注點在于實現(xiàn)必要性能的同時，盡量簡化基站的模塊，降低其功耗和成本。因此，無源基站的設(shè)計就顯得尤其重要。碩十學位論文簡化基站的必要性圖一種結(jié)構(gòu)簡單的基站設(shè)計方案：中，厶站，：基站，：光電檢測器，：激光二極管眾所周知，由于較低微波頻率需要經(jīng)過許可，且低頻帶寬不足，下一代無線接入系統(tǒng)將運行在微波毫米波波段的上界頻率，這是由于高頻載波能提供的帶寬更富裕。毫米波射頻信號在空間中的傳輸距離比厘米波段短得多，而且具有接近光波的直線傳輸特性，消除了多徑傳輸所帶來的干擾問題。但是隨著載波頻率的提高，射頻信號所受到的色散影響越嚴重，能夠傳輸?shù)木嚯x也比現(xiàn)有無線蜂窩網(wǎng)絡(luò)小得多，通常在左右，因此需要劃分更多的小區(qū)，這

43、就是所說的基站。它一方面把下路的信號經(jīng)過信號放大，上變頻等發(fā)送給移動終端。一方面把移動終端的信號上載到光載波，然后上行傳輸?shù)街行恼咎幚?。由于每個基站的覆蓋范圍較小，這就使基站密度大大增加。簡化基站功能，降低基站成本，成為努力的目標。傳統(tǒng)的無線通信是將所有功能：頻率上變換、載波調(diào)制及復用，資源分配、路由等都是在基站完成，因此基站需要更多高性能器件。加上基站的覆蓋范圍較小，需要建設(shè)更多的基站，這就對傳統(tǒng)的無線通信系統(tǒng)提出了挑戰(zhàn)。為了克服色散效應(yīng)引起的信號衰減，一種可行的方法是在光纖中傳輸頻率較低的副載波，然后在基站實現(xiàn)頻率的上轉(zhuǎn)換，得到毫米波波段的高頻載波。在發(fā)射端用電光調(diào)制將較低頻率的射頻副載波

44、信號調(diào)制到光波上，通過光纖傳送到接收端，經(jīng)光電轉(zhuǎn)換還原為低頻射頻信號，然后上變頻到毫米波波段，再通過天線發(fā)給用戶。簡化基站的基本方法基站在光纖無線通信系統(tǒng)中起到一個非常重要的作用。通過簡化基站，可以達到降低系統(tǒng)成本的目的。無光源和本征射頻源的基站構(gòu)建是我們有效實現(xiàn)通信的關(guān)鍵所在。最基本的簡化基站設(shè)計方案是用一個光電檢測器（）實現(xiàn)下光纖無線通信系統(tǒng)中的毫米波調(diào)制和基站簡化技術(shù)研究行鏈路，用一個激光器和調(diào)制器來實現(xiàn)上行鏈路。為了進一步簡化基站的結(jié)構(gòu)，節(jié)約系統(tǒng)成本，有人提出了一種由中心站提供上行鏈路所需要的光載波的設(shè)計方案。通過把中心站的高頻載波信號傳送到基站后，在基站再利用相同波長的光載波信號，作

45、為上行鏈路的傳輸。在這種方案中，基站不再需要高質(zhì)量的光源，降低了部分成本。另外，還可以利用電吸收收發(fā)機（，）來實現(xiàn)基站配置，通過選擇合適的偏壓條件，可以在無偏置情況下使用，并且可同時實現(xiàn)副載波信號的接收和傳送。我們知道，將中心站的光載波在基站加以重新利用，這樣可以大大降低系統(tǒng)的造價。因此，基站的設(shè)計會受中心站信號源的影響，不同的信號產(chǎn)生對應(yīng)于不同的接收方式。有的方案在基站接收端前加入放大，濾波器和色散，非線性失真補償?shù)饶K來提高系統(tǒng)性能，同時要考慮到給移動終端發(fā)射信號的功率、發(fā)射天線的大小、方向等問題。那么就極大的增加了系統(tǒng)的成本。因此，我們在實際應(yīng)用中要綜合考慮來設(shè)計基站。年，英國電信公司（

46、）提出了無源微蜂窩概念，通過選擇合適的偏壓條件把作為調(diào)制器和接收器，實現(xiàn)了不需要光源器件的基站配置，可以達到降低系統(tǒng)成本的目，但是實現(xiàn)起來需要增加幾種波長的信號源。年，有文獻【】提出了基站不需要光源的全雙工通信系統(tǒng)，它是利用在基站來反射部分下行鏈路的光載波，再作為上行鏈路的傳輸，不足是很難進行光下傳，因為只有光載波被利用。另外就是對溫度敏感，會導致系統(tǒng)不太穩(wěn)定。文獻【】提出了基于的波長再利用技術(shù)來簡化基站，采用“調(diào)制技術(shù)，通過反射作為下行鏈路的光載波信號，然后把它復用到相同波長的信道中作為上行鏈路再利用。但是對溫度敏感，導致系統(tǒng)不穩(wěn)定。為節(jié)約頻率資源，通過采用有效的頻率技術(shù)和采用扇區(qū)來覆蓋天線

47、基站，但這樣會導致天線基站的數(shù)量增加，給基站與中心站的寬帶通信帶來一些困難。在文獻【】中等人提出了只需要一個光源的全雙工的寬帶無線通信系統(tǒng)，采用外部調(diào)制器方法，把作為上行鏈路的光載波信號與下行信號一起傳到基站，經(jīng)上行鏈路信號調(diào)制后，再通過光纖送回中心站，該方案不需要本征射頻源，簡化了基站配置。但需要三個調(diào)制器。也有文獻提出了遠端下轉(zhuǎn)換法，采用副載波復用（，）調(diào)制技術(shù)，將未加調(diào)制的射頻載波信號傳到基站，在基站將信號下轉(zhuǎn)換為中頻信號，把它與光載波經(jīng)調(diào)制后作為上行信號傳輸?shù)街行恼?，基站不需要相關(guān)光源，從而降低了基站成本。碩士學位論文技術(shù)與的無縫融合近幾年來，對通信帶寬不斷增長的迫切需求，推動了通信技

48、術(shù)的飛速發(fā)展，光波分復用（）通信技術(shù)獲得了人們的極大關(guān)注【。它可以提供很寬的頻帶資源，以及更多的服務(wù)類型，包括語音、數(shù)據(jù)、圖像、視頻等。在過去幾年中，它的研究和應(yīng)用已逐步發(fā)展成熟起來。從早期“和“的雙波長復用一直發(fā)展到今天的信道間隔小于的密集波分復用（）通信技術(shù)。如年居于主導地位的是波長信道的傳輸系統(tǒng)，到年，波長信道的傳輸系統(tǒng)即已開始取代其地位，而與此同時更多波長信道的傳輸系統(tǒng)也已開始進入實用階段，年已成為波分復用通信市場上的主導產(chǎn)品。它與時分復用通信技術(shù)相結(jié)合將可以充分地利用光纖巨大的潛在帶寬資源。目前，光波分復用通信系統(tǒng)正日益成為骨干網(wǎng)中的關(guān)鍵設(shè)備，并帶來了巨大的經(jīng)濟效益。此外，由于光波分復用技術(shù)具有從光纖巨大的潛在帶寬中獲取豐富的信道資源的能力，以及它與其它通信技術(shù)的兼容性，使得它在本地網(wǎng)領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景，因而成為未來全光網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)之一，同時也為其提供了更為廣闊的市場。另一方面，目前光波分復用設(shè)備的高昂價格，特別是其關(guān)鍵器件的高成本，又在一定程度上限制了其本身的進一步發(fā)展。因而，光波分復用通信技術(shù)應(yīng)用的進一步拓展對高性能、低成本的光波分復用器件和設(shè)備的研發(fā)提出了迫切的要求，以降低其自身的建設(shè)成本，并獲取更大的經(jīng)濟效益。原理概述波分復用技術(shù)利用單模光纖低損耗區(qū)的巨