微波通信技术论文提纲

论文题目：基于六端口微波网络的光无线融合通信技术研究

摘要：随着新兴多媒体业务的不断发展以及物联网等技术的普及,在下一代通信系统中,更高的通信速度,更大的带宽以及更高的用户连接数量将成为发展的主要方向。为了实现这些目标,研究人员提出了采用更小的基站单元以及提高信号载波频率等方案。这些方案可以有效提高可利用的带宽、提高通信速度以及用户连接数量。但是这些解决方案对传统基站形式提出了挑战,因为更小的基站单元会显著增加基站建设成本以及整体能量消耗,更高的载波频率也会大大增加基站的复杂度。所以本文提出了结合六端口微波网络收发器以及数字基带光链路的光无线融合通信方案,该方案具有高性能、高稳定、低能耗和低成本特点,并且可以有效降低远端基站的复杂度。本文提出的方案取得如下创新性成果:1.为了提高六端口微波网络收发器的传输性能和稳定度,针对六端口微波网络结构以及六端口微波网络收发器性能损伤的问题,本文提出了基于输入延时径向基神经网络的校准算法。该算法不仅可以补偿六端口微波网络结构的性能损伤,而且可以对调制或者解调用的二极管器件或者开关器件的性能损伤进行补偿。校准算法中的输入延时可以显著补偿二极管器件或者开关器件的记忆效应。本文对提出的校准算法以及各参数进行了性能测试和分析,采用基于输入延时的径向基神经网络校准算法的六端口微波网络调制器和六端口微波网络解调器的误差向量幅度（error vector magnitude,EVM）性能均可以达到0.5%以下。2.本文创新性地提出了具有对称结构的六端口微波网络收发器,并且创新性地统一了六端口微波网络收发器中的调制器和解调器的电路结构。该对称结构的六端口微波网络收发器可以在大规模制作电路的时候降低成本。本文设计并测试了使用该六端口微波网络收发器的时分复用系统,传输800M波特率的16进制正交振幅调制（Quadrature Amplitude Modulation,QAM）信号时,EVM性能小于1.2%。3.本文创新性地提出了可实现全双工的对称结构的六端口微波网络收发器。该收发器共享同一六端口微波网络结构以及四个基于肖特基二极管的收发模块,可以实现频分复用的全双工通信。为了消除调制的基带信号对解调信号的干扰,本文除了提出了直接解调方案,还提出了外差解调方案。本文搭建并测试基于六端口微波网络的收发器搭建的频分复用系统。对于直接调制方案,EVM性能小于3%;外差调制方案,在更小的本振功率下,亦能获得EVM小于2%的性能。4.为了有效缓解更多蜂窝单元带来的远端基站整体建设成本以及能耗提升的问题,本文提出了结合六端口微波网络收发器以及数字基带光链路的光无线融合通信方案。该方案还可以缓解由于提高信号载频使远端基站复杂度提升的问题。该方案可以避免由模拟光链路的非线性和噪声等问题造成的性能受限。同时,该方案可以在远端基站单元采用六端口微波网络收发器替代高能耗、高复杂度的射频设计,而且所需本振功率较低,有效降低了电路成本以及基站单元的功耗。本文通过搭建并测试该方案系统,验证了该方案性能良好,在传输26GHz载频下的2G波特率的16QAM信号,EVM性能小于2%。

关键词：微波光子学;六端口微波网络;神经网络;频分复用系统;光载无线技术

学科专业：电子科学与技术

摘要

ABSTRACT

符号说明

第一章 绪论

1.1 研究背景

1.1.2 六端口微波网络收发器概述

1.1.3 研究现状分析

1.2 本论文的目的和选题依据

1.3 论文主要内容

第二章 六端口微波网络的基本原理和数字光链路基本结构

2.1 引言

2.2 六端口微波网络技术相关微波原理

2.3 六端口微波网络反射计的原理和分析

2.4 六端口微波网络收发器的原理

2.4.1 六端口微波网络设计

2.4.2 基于六端口微波网络的发射机设计

2.4.3 基于六端口微波网络的接收机设计

2.5 商用电磁仿真软件辅助设计微波器件

2.5.1 商用电磁仿真软件的对比

2.5.2 采用的电磁仿真软件辅助设计方案与步骤

2.6 数字光链路的基本结构

2.6.1 数字光发射机

2.6.2 数字光接收机

2.7 本章小节

第三章 基于径向基神经网络的六端口微波网络收发器校准算法研究

3.1 引言

3.2 基于径向基函数的神经网络的基本原理

3.3 应用于六端口微波网络收发器系统的基于径向基函数的神经网络校准算法

3.3.1 实验装置与方案

3.3.2 实验结果与讨论

3.4 本章小节

第四章 基于六端口微波网络的收发器的研究

4.1 引言

4.2 基于六端口微波网络的对称结构收发器的设计

4.2.1 基本原理与结构

4.2.2 基于肖特基二极管的收发单元模块设计

4.2.3 软件辅助设计

4.3 基于六端口微波网络的对称结构收发器时分系统研究

4.3.1 系统架构设计与原理分析

4.3.2 实验装置与方案

4.3.3 实验结果与讨论

4.4 基于六端口微波网络的对称结构收发器频分系统研究

4.4.1 系统架构设计与原理分析

4.4.2 实验装置与方案

4.4.3 实验结果与讨论

4.5 本章小节

第五章 光无线融合通信技术研究

5.1 引言

5.2 光控射频电路技术研究

5.3 结合基带数字光链路和六端口微波网络收发器的光无线融合通信系统

5.3.1 实验方案设计

5.3.2 实验结果与讨论

5.4 本章小节

总结与展望

参考文献

致谢