项目名称: 光子辅助压缩采样的动态范围提升机制研究

项目编号: No.61471065

项目类型: 面上项目

立项/批准年度: 2015

项目学科: 无线电电子学、电信技术

项目作者: 张君毅

作者单位: 北京邮电大学

项目金额: 83万元

中文摘要: 压缩感知和接收可以大幅度降低模数转换和数字处理的压力,在以超宽带覆盖、多载波共存为特征的微波和射频技术中广受重视。光子辅助压缩采样可将带宽扩大到几十GHz以上,在宽带多制式协同通信、战场综合态势感知和调度等军民领域具有广泛的应用前景,有望成为未来多功能一体化射频综合系统中的核心技术。当前光子压缩感知和接收的性能受限于采样过程的动态范围,其机理和提升机制尚未探索清楚。基于项目组在压缩感知、光模数转换方面的初步研究,以及在光载射频领域的长期积累,归纳以下三点是光子辅助压缩采样动态范围提升面临的关键科学问题:(1)超宽带、多载波引发的高峰均功率比和多源非线性杂波;(2)频谱折叠带来的噪声倍增和非线性杂波移位;(3)宽入窄出的工作模式导致的光-电孔径失配。项目将针对上述问题展开深入研究,在超宽带噪声抑制、数字线性化、脉型匹配等关键技术上取得创新性突破,提高光子压缩采样的动态范围。

中文关键词: 压缩采样;动态范围;微波光子学;光载射频;模数转换

英文摘要: The compressive sensing is a novel signal acquisition technique, which can reconstructing the sparse signals with very few measurements and release the demands on the analog-to-digital conversion (ADC) and digital signal processing (DSP), especially when the signals cover a very large bandwidth. The compressive sensing has been considered as a promising methodology in radio frequency (RF) or microwave applications. The photonics-assisted compressive sampling can result in the bandwidth as large as tens of GHz, which is competent for the enabling technology in the future multifunctional integration radio frequency systems. The recent researches on the photonics-assisted compressive sensing reveal its capacities in military and civilian, such as broadband multi-system cooperative communication and comprehensive situational awareness. However, the performance is now limited by the dynamic range of the photonics-assisted compressive sampling, which has however not been drawn attention. According to our primary research on the photonics-assisted compressive sensing and the optical ADC, as well as our long-term exploration on the radio-over-fiber technology, we believe the following three questions are the key for a high-quality compressive sampling in circumstances which covers an ultra-wide band and consists of multiple carriers: 1) the high peak to average power ratio and multiple nonlinearities induced by ultra-broadband and multi-carrier input; 2) the noise multiplication and nonlinear distortion crossover induced by the spectrum folding; and 3) the optics-to-electronics aperture mismatch induced by the huge bandwidth mismatch. Aiming to a high dynamic range photonics-assisted compressive sampling, our project will focus on the above three key problems and achieve innovative breakthrough in aspect of ultra-broadband noise suppression, digital linearization, and pulse-shape matching.

英文关键词: compressive sampling;dynamic range;microwave photonics;radio over fiber;analog to digital conversion

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