基于单个光调制器辅助产生矢量W波段毫米波信号的理论和技术研究

基本信息
批准号:61905074
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:23.00
负责人:陈龙
学科分类:
依托单位:湖南科技大学
批准年份:2019
结题年份:2022
起止时间:2020-01-01 - 2022-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:
关键词:
光生毫米波单个光调制器光纤无线光纤系统矢量毫米波数字信号处理
结项摘要

Broadband and Wireless is becoming the main development trends of communication industry. Photonics-assisted vector W-band millimeter-wave technology can realize high-frequency large-capacity millimeter-wave signal generation and overcome the electrical bottleneck due to the limited bandwidth of commercially available electrical components. It is becoming an effective mean to solve the problem of the wireless high-speed transmission. The ministry of industry and information technology has announced to increase broadband speed and lower rates in the communications industry. In this project, we will study the generation, transmission and reception of photonics-assisted vector W-band millimeter-wave signal in single modulator structure system employing single-carrier quadrature amplitude modulation and multi-carriers orthogonal frequency division multiplexing modulation. Precoding rules for different modulations and frequency multiplication will be studied, and the signal distortion will be analyzed. The basic structure and basic theory of system will be completed. We will deeply study the employment of high-order modulation formats, multi-dimensional multiplexing, coherent detection, and advanced digital signal processing algorithms, to improve the system spectral efficiency and transmission capacity. We also try to explore the simple and stable system architectures according to different scenarios and requirements. The expected accomplishments will promote the theoretical study and application of the combination between the optical fiber communication and wireless communication, and lay the foundation for its commercialization.

现今通信行业的发展趋势是宽带化和无线化。光子辅助矢量W波段毫米波信号技术因为能提供高速的无线通信和克服电子器件产生高频信号的带宽瓶颈,成为解决无线超高速传输问题的有效手段。在我国政府对通信行业“提速降费”的要求下,本项目拟研究低成本的光子辅助单个光调制器结构下矢量W波段毫米波信号的生成、传输和接收。采用单载波正交幅度调制格式和多载波正交频分复用格式两种调制方式调制矢量信号,研究不同调制方式和倍频情况下的矢量信号预编码规则,探索系统中矢量信号的损伤机理,完善系统基本结构和基础理论;深入研究利用高阶调制格式、多维复用技术、相干探测和先进数字信号处理算法等手段提高频谱效率和提高系统传输容量;针对不同场景和需求探索简单而稳定的特定结构传输系统。预期研究成果将推动光纤和无线融合传输的理论研究与应用,为其商用化奠定基础。

项目摘要

在自然科学基金委的资助下,青年科学基金项目《基于单个光调制器辅助产生矢量W波段毫米波信号的理论和技术研究》(批准号 61905074)按计划开展了一系列光子辅助产生W波段毫米波通信的相关技术研究,并取得了一定成果。此外,本项目组还结合当下热点进行了神经网络等方面的延伸研究工作,有望应用于通信电路设计中。本项目具体进行了如下研究:一、高速宽带光纤和无线毫米波融合通信的基础理论和结构模型:(1)研究了基于单个外部调制器载波抑制方式产生矢量W波段毫米波的理论模型和结构模型,实现了降低复杂度和成本的无光滤波器倍频系统。(2)考虑天线复用和多波段频率复用等技术融合实现,设计了超宽带多输入多输出天线和宽带频率选择表面。(3)研究了非正交多址模式下的携能通信机制以致力于高频谱效率的通信。二、满足不同应用场景的多通信方式融合系统:(1)研究了光纤通信、无线W波段毫米波通信和自由空间光通信的融合系统,可应用于不同的空间通信场景。(2)研究了系统中受限因素,采用数字信号处理算法以补偿信号损伤。三、设计了预定义时间收敛归零神经网络,有望应用于通信电路设计中。本项目共发表SCI论文7篇,发表在Advances in Condensed Matter Physics,Science China Information Sciences,Journal of Electromagnetic Waves and Applications,Discrete Dynamics in Nature and Society,IEEE Transactions on Cybernetics,IEEE Transactions on Industrial Informatics等国内外期刊上。项目获得软件著作权4项,培养硕士4名,达到了项目预期目标。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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