一种多波段矢量毫米波信号概率整形性能分析

光子辅助方法易于产生和调制宽带矢量毫米波或太赫兹信号.基于强度调制器与同相/正交(I/Q)调制器级联的相干光路结构,结合概率整形技术,在VPI和MATLAB环境下对其多波段矢量毫米波信号的产生和传输性能进行了联合仿真分析.在载波频率分别为70 GHz和130 GHz的两个波段上,针对净比特速率为32 Gbit/s的均匀16阶正交幅度调制(16QAM)格式与概率整形16QAM格式的单边带矢量毫米波信号,分析对比了两者的产生与传输性能.研究结果表明:概率整形16QAM毫米波信号的光纤传输性能均优于均匀16QAM毫米波信号,且发现在考虑光纤非线性效应时其概率整形的矢量信号具有更大的传输优势.     

基于双平行MZM调制器的矢量毫米波信号传输性能分析北大核心CSCD

提出了一种基于双平行马赫-曾德尔调制器(dual parallel Mach-Zehnder modulators,DP-MZM)的单边带矢量毫米波信号产生和传输方案,在MATLAB和VPI联合仿真环境下分析了90 GHz波段不同调制格式信号的产生和传输性能。仿真中,DP-MZM工作在光载波抑制(optical carrier suppression,OCS)模式时,小信号驱动的两个子调制器输出的单边带信号相互叠加后,无需使用滤波器,可以实现完全抑制中心载波的效果。结果表明:经过该系统传输后,各调制信号的误码率(bit error rate,BER)均可达到硬判决前向纠错(hard judgment forward error currection,HD-FEC)阈值。概率整形后正交幅度调制信号的误码性能明显优于均匀正交幅度调制信号,其中,7 bit/symbol概率整形256阶正交幅度调制(probability shaping 256 quadrature amlitude modulation,PS-256QAM)信号经过系统传输后功率增益最为明显,经过50 km光纤传输后,提升了2.94 dB的功率增益。与目前存在的载波抑制毫米波产生方案相比,该系统结构相对简单,可调节度高,信号传输增益明显,因此具有一定的应用价值。     

非对称单边带矢量毫米波信号非均匀调制分析

非对称单边带矢量毫米波可以有效节省频谱带宽,非均匀调制通过优化星座间的欧氏距离、能够有效克服信道的非线性效应,从而提高传输系统的信噪比.提出了一种采用非均匀调制产生非对称单边带矢量毫米波信号的方案,在VPI和MATLAB环境下,使用广义成对优化算法对基于I/Q调制器产生W波段矢量毫米波信号开展了几何整形理论分析和仿真验证.在高斯信道条件下,首先仿真分析了非均匀几何整形星座相比于传统均匀星座带来的互信息增益,然后比较研究了背靠背(back-to-back,BTB)传输和光纤远距离传输情况下系统采用8PSK非均匀调制格式带来的整形增益.结果 表明:在BTB传输和光纤远距离传输系统中,几何整形后的信号的误码率性能总是优于未整形的信号,光功率至少提升了0.5 dBm.     

基于低密度奇偶校验码的概率整形正交频分复用-光载无线通信系统的传输特性

提出了一种基于低密度奇偶校验码（LDPC）的概率整形（PS）方案，以优化正交频分复用（OFDM）信号在光载无线（RoF）通信系统中的传输性能。首先，理论分析了PS技术和PS-OFDM信号的生成原理，该方案的冗余度为6.7%，相比传统的OFDM信号平均功率降低了约20%。接着，在理论研究的基础上建立了仿真验证系统，与传统OFDM-RoF系统相比，该系统可明显降低OFDM信号的平均发射功率，在相同平均发射功率下改善系统的峰值平均功率比（PAPR）。最后，对该系统在不同光纤传输距离下的误码率分析结果表明，在基带数据速率为2.5 Gbps，射频载波频率为25 GHz的情况下，基于LDPC的PS-OFDM-RoF系统可以有效改善接收机的灵敏度，并增加系统的可靠传输距离。     

新型光控砷化镓/侧边抛磨太赫兹光纤调制器

太赫兹调制器作为太赫兹技术应用的重要器件之一，在太赫兹通信、成像和传感等领域具有广泛应用前景。但是目前太赫兹调制器调制深度、工作带宽、稳定性等有待提升，这制约了太赫兹技术的进一步推广与发展。基于此，设计并制备了一种新型光控砷化镓/侧边抛磨太赫兹光纤（SPTF）调制器，将砷化镓转移到太赫兹光纤抛磨区，增强太赫兹波倏逝场与砷化镓相互作用。在外置808 nm激光器照射下实现对太赫兹波幅度调制，调制深度达到97.4%。实验结果表明，这种新型的光纤调制器具有较好的光控调制效果。同时，该器件体积小、集成度高，具有广泛应用的潜力。     

基于级联马赫-曾德尔调制器的太赫兹通信系统

为了有效解决太赫兹通信系统中信号难以调制,影响通信系统性能的问题,提出了一种基于级联马赫-曾德尔调制器的太赫兹通信系统。将要传递的伪随机不归零码与频率为10GHz的射频本振信号混频后调制到级联马赫-曾德尔调制器上,通过调节两个调制器的偏置电压,使其分别偏置在最大传输点和最小传输点上,得到的光载波信号经过光放大器放大,结合高非线性光纤的四波混频效应,利用相移布喇格光栅进行模式选择,经过光电转换后的太赫兹信号通过基带数据恢复,可以得出该太赫兹通信系统传输的误比特率。结果表明,基于级联马赫-曾德尔调制器结构可以将太赫兹信号的产生与调制结合到一起。该研究对太赫兹通信系统的实用化有一定借鉴意义。     

光载无线信号的OCS-DPSK调制格式

文章提出一种新型的光载波抑制一差分相移键控（OCS-DPSK）调制格式,可以实现光载无线（RoF）系统的3个关键功能：分发下行RoF信号、产生远端本振信号和上行数据的重调制,从而实现成本最优的RoF接入网络。文章作者实验演示了基于单个单臂马赫-曾德调制器产生OCS-DPSK控调制格式的全双工RoF传输系统。     

光子辅助的宽带太赫兹通信技术

首先,介绍了光子辅助的宽带太赫兹通信系统中的关键技术.然后,介绍了大容量和长距离太赫兹无线和有线通信技术方面的研究进展.采用这些关键技术,先后实现了太赫兹信号超过1 Tbit/s的无线传输,以及超过100 Gbit/s太赫兹信号在无太赫兹放大器的情况下无线传输54.6 m.最后,介绍了采用空芯光纤进行有线传输超过100...     

RoF非线性链路对OFDM信号的影响

正交频分复用OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）与光载无线电ROF（Radio OverFiber）技术结合为实现低成本、高速数据传输的无线网络提供了可能。但RoF链路的非线性降低了系统性能。丈中在分析Machzehnder调制器的静态模型基础上,提出用Volterra级数与冲击响应分析模型相结合模型化RoF非线性系统。在此模型基础上分析Mach-Zehnder调制器以及射频放大器非线性对OFDM信号的影响。仿真分析显示非线性会使OFDM信号频谱展宽,降低信号幅度,并且随着光调制指数的增加误差矢量,带外干扰增加。为OFDM-RoF系统的线性化处理以及系统光调制器调制指教的选择提供了理论依据。     

基于DPMZM和UTC-PD的宽带太赫兹信号产生及传输研究

为了能够充分利用微波光子倍频优势并简化系统复杂度,提出一种基于双平行马赫-曾德尔调制器(DPMZM)和单行载流子光电二极管(UTC-PD)的宽带太赫兹矢量信号产生及光纤传输方案,通过适当地调整DPMZM直流偏压和调制指数,矢量信号被调制在光波的+3阶边带,本振信号被调制在光波的-3阶边带,并采用VPI软件对方案进行了仿...     

基于相位调制器产生光毫米波的全双工光纤无线通信系统

提出并实验研究了一种基于相位调制器产生光毫米波信号的全双工光纤无线通信(RoF)系统。在中心站采用相位调制器结合滤波的方法产生重复频率为40GHz的载波抑制双边带毫米波信号,利用交叉复用器分离开毫米波信号的上下边带,其中的一个边带强度调制数据速率为2.5Gbit/s的下行基带信号,另一个边带被发送到基站调制上行传输的基带数据。该系统抗色散效果好,在经过40km标准单模光纤上/下行传输数据速率2.5Gbit/s的基带信号后,双向的传输功率代价都小于0.5dBm。在光纤无线通信系统中采用相位调制器结合滤波的方法产生光毫米波,同时基于波长重用技术再生上行光载波信号,可以简化中心站和基站配置,节约系统成本。     

灵活高阶正交幅度调制矢量光信号的产生与传输分析

灵活光发射机可根据不同应用场景需求软定义信号的调制格式，从而进一步优化光信号的传输性能。本文提出了一种基于双平行马赫-曾德尔调制器（MZM）和单MZM级联的灵活高阶正交幅度调制（QAM）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。在虚路径标识符（VPI）仿真环境下，分别验证了上述4种信号在5 Gbaud和10 Gbaud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4种信号经一定长度单模光纤传输后具有良好的信噪比。     

超宽带光载无线系统及其关键技术

基于微波光子技术的超宽带光载无线（RoF）系统是未来低成本、高性能超宽带无线接入网络的重要解决方案,前人已有许多研究成果。基于已有研究成果,文章设计了基于全光矢量调制技术的光载无线（RoF）系统,使信号的频谱效率进一步提高;基于毫米波相移键控调制的全双工光载无线系统,可以大大简化基站的结构和光纤的铺设;多业务混合传送的光载无线系统,可以同时承载有线和多个无线信号的业务。文章还展示了一种基于RoF的高清视频传输平台。     

基于偏振复用的单边带光生毫米波传输系统的研究北大核心CSCD

光子辅助的毫米波通信因其超带宽优势在下一代宽带无线接入网中有着广泛的应用前景,本文基于单个激光源和一个双极化马赫-曾德尔调制器(dual-polarization Mach-Zehnder modulator,DP-MZM)的光路结构产生了频率稳定的偏振复用毫米波信号,联合VPI与MATLAB仿真环境对单边带(single sideband,SSB)偏振复用四相相移键控(polarization-division-multiplexing,PDM)quadrature phase shift keying,QPSK、16阶正交幅度调制(16-ary quadrature amplitude modulation,16QAM)和32阶正交幅度调制(32-ary quadrature amplitude modulation,32QAM)信号分别实现了70 km、65 km与50 km的有效传输,并结合概率整形(probability shaping,PS)技术在28 GHz波段上,以相同净比特传输速率对比分析了均匀16QAM与PS-16QAM,均匀32QAM与PS-32QAM的SSB矢量毫米波(millimeter wave,MMW)信号在光纤传输条件下的误码率(bit error rate,BER)性能。仿真结果表明:在相同净比特速率,以硬判决阈值3.8×10^(-3)为判断条件,在普通单模光纤(single-mode fiber,SMF)传输系统中,PS-16QAM/32QAM信号光功率约有0.3 dBm的提升,非线性光纤(nonlinear fiber NLF)传输系统中,PS-16QAM信号光功率约有0.8 dBm的提升,PS-32QAM信号光功率约有0.5 dBm的提升,结果表明:经过PS后的MMW信号光纤传输性能有明显改善。     

基于银/碳纳米颗粒近红外驱动的大调制深度太赫兹调制器

近红外光驱动的太赫兹调制器是太赫兹/红外光纤混合通信系统中的重要组成部分。这里提出了一种基于银纳米颗粒/碳量子点（Ag NPs/CDs）近红外驱动的太赫兹调制器。实验结果表明，银纳米颗粒（Ag NPs）与碳量子点（CDs）的结合会引起纳米颗粒的量子尺寸效应和介电限域效应，利用Ag NPs/CDs可以增强硅基底对近红外光的吸收，从而实现近红外驱动的太赫兹波调制。通过808 nm的近红外调制激励源，对样品进行了0.22～0.33 THz范围内的太赫兹透射特性的表征，与参考硅基片相比，Ag NPs/CDs近红外太赫兹调制器的调制深度可以达到83%左右，显著高于参考硅基片的调制深度（～54%），实现了大调制深度的太赫兹波调制。本研究工作在太赫兹/红外光纤混合通信系统中拥有重要的应用价值。     

基于光载波抑制产生6倍频毫米波的RoF系统

搭建了一种基于光载波抑制产生6倍频毫米波的 RoF系统。系统采用马赫-曾德尔强度调制器（MZM）和滤波器抑制了偶次和一阶光边带,2个三阶光边带在基站端的光电检测器中进行拍频,得到了6倍频毫米波信号。仿真结果表明,采用10 GHz的微波信号,可以产生60 GHz的毫米波,2.5 GB/s的信号可以在单模光纤中传输15 km以上。     

环烯烃聚合物太赫兹光子晶体光纤设计与制造

为降低传输损耗,在太赫兹波段采用具有低吸收损耗的环烯烃共聚物作为基质材料,设计了一种太赫兹光子晶体光纤。通过全矢量有限元法模拟仿真,对光子晶体光纤的损耗和频率的关系进行了分析计算。结果表明,这种光纤在太赫兹频段具有良好的传输特性,大大优于传统的金属波导,且该类型光纤还具备良好的弯曲性能,在太赫兹频段具有重要应用价值。     

光载无线通信系统的传输限制与抑制方法

针对光载无线通信（RoF）系统的传输限制因素,文章提出并实验证明两种传输距离长性能高的RoF系统。一种是采用抑制奇数边带的基于外部调制的40GHz的RoF系统;另一种是采用载波抑制（OCS）的外部调制的40GHz光正交频分复用（OFDM）RoF系统。理论与实验证明这两个系统不仅抗色散能力强,而且可以实现远距离传输。     

高速光通信系统调制格式的仿真研究

使用光通信系统仿真软件,对非归零（NRZ）、归零（RZ）、载波抑制归零（CS-RZ）和归零差分移相键控（RZ-DPSK）四种调制格式信号在40Gb/s单信道传输系统中的非线性效应和色散容忍度进行比较,并对四种格式信号在G.652光纤中的长距离传输进行了仿真,结果表明：CS-RZ具有更优的抗噪声能力,RZ-DPSK格式具有更优的非线性容忍度。在噪声受限系统中,G.652光纤作为传输介质,CS-RZ格式的传输性能最优。     

基于四倍频矢量信号和波长重用的双向光载无线系统

为提高光载无线(RoF)系统传输容量,提出了一种基于四倍频矢量信号生成及波长重用技术的双向RoF传输系统。该系统中,下行链路由基于受激布里渊散射效应的窄带光带阻滤波器和Sagnac环在光域实现四倍频矢量信号调制;在基站端,未调制的边带由检偏器滤出作为上行链路光载波实现波长重用。传输实验验证了24 GHz的四倍频正交相移键控(QPSK)信号的拍频产生,并测试了码率为400 Mbit/s的8 GHz下行频带QPSK和400 Mbit/s的上行基带开关键控(OOK)信号的6.15 km光纤传输。实验结果验证了该系统的可行性。