《基于MZM调制器实现溷合网络的研究_中期报告》.doc

河北工业大学2013届本科毕业设计（论文）中期报告 毕业设计（论文）题目：基于MZM调制器实现混合网络的研究 专业（方向）：通信工程 学生信息：092304 刘雪姣 通信092 指导教师信息：11015 卢嘉 讲师 报告提交日期：2013.5.2 内容要求：（①毕业设计中期报告要求提交阶段设计成果或实验结果；②毕业论文中期报告要求提交实地（现场）调研研究报告。） 课题简介 本课题研究的是基于MZM调制实现混合网络。即用Mach-Zehnder调制器(MZM)采用双边带调制，奇数边带抑制调制等方法产生毫米波；利用载波传递有线信号，边带信号产生无线信号，并且采用波长重利用技术传输接收天线接收到的上行信号，实现有线、无线、上行信号的混合网络传输；课题中还用到光电检测技术将光信号转换成电信号，然后用低通滤波进行解码。这种通信方式将光纤通信与毫米波技术相结合，能够获得低传输损耗和巨大的带宽资源，是一种最佳的通信方式。 二、课题进展 针对本课题，我需要完成的有：（1）对ROF系统进行国内外现状的研究、分析、总结；（2）研究本课题需要的关键技术；（3）混合网络传输需要的公式推导；（4）具体设计课题实现方案；（5）运用optisystem实现具体的方案仿真，参数设置，结果分析。 1.ＭＺＭ调制实现混合网络的原理 为了充分利用光纤的巨大带宽以降低成本，并且结合无线通信技术的灵活性，混合网络应运而生。通过有线信号、无线信号、和波长重利用技术传输的信号的混合，来实现全双工、大容量的信息传递。 ＭＺＭ强度调制可以通过改变双驱动调制特性实现双边带调制、单边带调制、载波抑制调制和边带抑制调制等。输入端的光场为: 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（２－１） 是输入光信号 ,是RF调制电压 ,是分别加到两臂的直流偏置电压 表示第二个臂与输入功率比值(或第二个臂的输出与输出功率的比值).,其中, 由于(偏置开启电压)有可能与RF开启电压不同, 因此,将直流偏置电压分别作为参数。 如果偏置开启电压与RF开启电压相等,并且电信号规一化参数为false,偏置电压就可以包括在电信号里。 现在将模型理想化,假设消光比足够大,插入损耗足够小,则上式化简为: 　　　（２－２） 假设:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（２－３ａ） 　　　　　　　　　　　　　　　　　（２－３ｂ） 其中 化简得:　　　（２－４） 对上式取实部可得: 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（２－５） 一般情况下, LiNbO3 Mach---Zehnder Modulator的RF调制电压幅度相等,频率相同,即.为了简化分析,使即:,这与optisystem中的参数设置一致. 方程再次化简为: 　　（２－６） 令, 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（２－７） 将上式中含有的项分别合并： （２－８） 的项分别为载波项、偶边带项、奇边带项。 可以通过改变和，来控制载波和各阶边带。 双边带调制（DSB）：方程（２－８）的每一项都将保留，则，即 。公式即（２－８）所示 奇数边带抑制：方程（２－８）的奇数载波为0，则，可以使奇数边带系数为零。 公式为 （２－９） 2.基于MZM调制实现混合网络研究 2.1基于双边带调制实现混合网络的方案 图１中心站直接采用双边带调制和滤波分别产生两个双边带信号和中心载波信号。将无线数据信号只调制到其中一个边模上，有线数据信号调制到中心载波上，然后三个信号耦合产生光毫米波信号通过光纤传输到基站。基站进行信号分离，天线发射接收及解码。 这种方法可以减轻基站工作量，同时抑制码间串扰。 2.1.1方案设计 　图１　　基于双边带调制实现混合网络 CW产生能量为A，频率为193.1THz的连续光波。经过MZM调制，调制信号为初始相位为0，频率为20GHz的射频信号。产生毫米波公式为 而后进行滤波器滤波，分别产生承载有线、无线、上行信号的光波的表示为： 有线信号：5Gbit/s的数据信号调制到，用于传输有线信号到基站，再经天线发射。 无线信号：2.5Gbit/s的数据信号调制到，用于毫米波传输无线信号到基站，再经天线发射。 上行信号：上行数据信号调制在，实现波长重利用。 2.1.2参数设置 图2 MZM调制器设置参数 2.1.3仿真结果及分析