研究目的
开发一种面向高速列车的毫米波回程技术,采用分布式天线系统(DAS)与光载无线(RoF)技术结合光学倍频方案,实现大容量通信并解决光纤色散问题。
研究成果
所提出的采用光频倍频的RoF系统能有效传输矢量调制信号(例如速率为1.2 Gbps的64 QAM信号),并支持低误包率的包通信,证明了其在列车系统中作为毫米波回程链路的可行性。未来改进方向是提升容量。
研究不足
该论文提到了一些局限性,例如需要预失真来补偿传输后的幅度和相位变化,且由于处理限制,实验吞吐量在分组测试中限制为1 Mbaud。未来的工作包括多载波聚合以提高吞吐量。
1:实验设计与方法选择:
该实验设计了一个采用马赫-曾德尔调制器(MZM)进行光频倍频的RoF系统,用于生成倍频射频信号(例如从46 GHz输入产生92 GHz信号)以实现矢量信号传输。该方法包含载波抑制的光双音生成技术以减轻光纤色散效应。
2:样本选择与数据来源:
系统使用模拟或生成的IQ基带信号进行调制,通过光纤传输(如摘要中提到的40公里距离)。
3:实验设备与材料清单:
包括任意波形发生器(AWG)、矢量信号发生器(VSG)、本振(LO)、混频器、光源、MZM、光放大器、光电二极管、信号分析仪及天线。具体型号与品牌列于产品章节。
4:实验流程与操作步骤:
步骤包括用AWG生成基带信号,上变频至中频和射频频率,用MZM调制光信号,经光纤传输,由光电二极管检测获得倍频信号,并通过信号分析仪分析。分组通信测试使用USRP和GNU Radio验证。
5:数据分析方法:
分析包括通过信号分析仪和软件工具测量星座图、幅度误差、相位误差、误差矢量幅度(EVM)和分组错误率(PER)。
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Harmonic Mixer
FS-Z110
R&S
Used with signal analyzer for high-frequency measurements
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Arbitrary Waveform Generator
M8190A
Agilent
Generates IQ baseband signals for modulation
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Vector Signal Generator
SMJ100A
R&S
Generates intermediate frequency (IF) signals modulated by IQ baseband
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Signal Generator
E8257D
Agilent
Acts as a local oscillator (LO) to generate signals for mixing
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Amplifier
UA0L65VM
Microsemi
Amplifies RF signals before modulation
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Optical Spectrum Analyzer
AQ6370
Yokogawa
Analyzes optical spectra of transmitted signals
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Signal Analyzer
FSW43
R&S
Measures RF signal parameters like magnitude, phase error, and EVM
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Mixer
MM1-2567LS
Marki
Mixes IF and LO signals to generate RF signals
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RF High Pass Filter
FH4000
Marki
Filters RF signals to remove unwanted frequencies
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Mach-Zehnder Modulator
AZ-DV5-40-SLB65
EOSPACE
Modulates optical carrier with RF signals to generate sidebands for frequency doubling
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Optical Interleaver
T100-1550
Yenista
Separates odd and even optical sidebands for processing
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Optical Amplifier
FA-30
Pritel
Amplifies optical signals in the transmission path
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Optical Amplifier
FA-20
Pritel
Amplifies optical signals in the transmission path
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Photo Diode
XPDV4121
u2t
Detects optical signals and converts them back to electrical RF signals
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Universal Software Radio Peripheral
USRP
Used for packet communication tests with GNU radio software
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