动态可重构智能微波光波融合系统*

纪越峰，徐 坤，田慧平，戴一堂，王瑞鑫，申冠生

(北京邮电大学信息光子学与光通信国家重点实验室 北京100876)

1 引言

随着各种新业务、新终端和新需求的不断涌现（如移动高速下载、移动流媒体、无压缩高清视频、数字医疗、射频标识、传感、M2M、虚拟现实等），信息交互方式日新月异,宽带信息量增长迅猛，要求网络能够在任意时刻、任意地点提供任意业务的宽带信息接入服务。因此，人与物乃至物与物之间随时随地沟通的全新网络环境——宽带泛在网正在变为现实，并逐步走进人们的生活。微波光子技术充分利用光子学低损传输、宽带处理与分布接入的优势来满足宽带微波信号的产生、传输、处理、控制和组网等需求，以此为基础的微波光波融合系统充分发挥了无线灵活接入和光纤宽带传输的各自优势，可以实现单纯无线技术和光纤技术难以完成甚至无法完成的信息处理与传输组网等功能，是未来接入网络的重要发展趋势与有效解决途径。

图1 微波光波融合系统概要

如图1所示的智能微波光波融合系统基本结构包括软件无线电中心、微波光子处理中心和远端单元。其中，信息源的管理和资源分配在软件无线电控制中心实现；海量信息的分布和感知由微波光子处理系统实现；宽带信息的采集与分发由远端天线单元实现。近年来，基于微波光子技术的微波光波融合系统的性能已有很大的提高，并且逐步在高速宽带的无线接入、卫星通信、电子防务、深空探测等系统中开展应用，展现出巨大的应用前景。但是仍然面临许多挑战，如：微波光波的高线性转换与幅相控制、光域微波信号的高精细处理以及微波光波融合网络的组织行为、资源利用与性能优化等。

通过对国内外研究现状和发展趋势的分析[1～7]，可以看出，国内外微波光子系统的研究已经有了一定的成果，但在解决动态可重构的智能微波光波融合系统的基础理论以及光波微波融合技术应用方面尚未实现系统性突破。我国的国家重点基础研究发展计划（以下简称“973”计划）适时启动了相关研究工作，本项目即按照“973”计划的定位与目标，针对动态可重构微波光波融合系统面临的挑战，重点开展了微波光子传输链路、信号处理、系统建模与构建等方面的研究，所取得的相关研究进展介绍如下。

2 微波光子的高性能传输链路

实现承载微波信号的大动态、超宽带、稳相光传输是实现微波光波融合系统的关键技术之一。

2.1 大动态微波光子链路技术

通过探索电域与光域、模拟与数字传输和处理的各自内在规律与联系，建立了微波光子链路对多频段多制式无线信号的非线性行为模型，分别提出了基于光域相位操控的线性化、基于记忆多项式的低复杂度多频带数字预失真以及基于相位调制相干检测的数字后补偿等大动态微波光子链路中的非线性抑制技术。