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超宽带triplet信号的全光产生和调制技术的研究

马蔷  
【摘要】:超宽带(UWB)无线通信方式不使用载波,通过发射纳秒级脉冲来传输数据信号,具有发射功率、功耗小、抗多径效应、穿透能力强以及传输速率高等优点。但是其发射功率低导致了其有效传输距离缩短在10m以内,而全光产生UWB方法利用在光纤中传输UWB信号(UWB-over-fiber)的技术克服了这一问题,因此对UWB信号及其全光学产生方法的研究越来越受关注。并且三阶超宽带(UWB-triplet)信号脉冲相比于低阶的UWB脉冲,频谱中的低频分量更弱,更有利于抑制与低频通信服务之间的干扰。因此,本文基于半导体光放大器(SOA)的交叉增益调制(XGM)效应,提出了几种UWB-triplet信号的全光学产生和调制方案,具体的研究内容如下: (1)介绍了UWB信号的标准和优点,分类概述了脉冲产生和调制的国内外的研究现状。 (2)介绍了SOA理论模型和基本方程,并对SOA的动态增益特性进行了仿真分析。从单脉冲光注入SOA和双光束注入SOA的两种情况下,研究了增益饱和效应和交叉增益调制所产生的过冲和振荡现象。 (3)提出了基于级联的SOA产生UWB-triplet脉冲信号的方案。该方案性能稳定,易于调节。通过Optisystem7.0软件对该方案的仿真,并从脉冲宽度、光源功率、光源波长以及两个SOA注入电流这四个方面对UWB-triplet信号的影响进行了研究分析。 (4)提出了基于单个SOA产生UWB-triplet脉冲信号的方案。该方案仅需要一个SOA,更加简化了系统结构。通过Optisystem7.0软件对该方案的仿真,并从光源功率、光源波长以及脉冲宽度这三个方面对UWB-triplet信号的影响进行了研究分析。 (5)提出了基于单个SOA和两个MZM实现UWB-triplet的超宽带二相调制(BPM)。利用光通信系统软件Optisystem7.0对该方案进行仿真,研究了光源功率、SOA的注入电流、光源波长和消光比这四个方面对超宽带BPM信号性能进行分析,最后分析了BPM信号在光纤中的传输特性。


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