所提分布式系統具有認知、協同與低能耗3個特點。其中認知指的是中心站通過遠程天線單元了解天線所在小區的無線信道使用狀況，并以此計算分配資源方案；協同則是指在計算出最優化資源分配方式后，中心處理器將調度命令發送至系統設備，通過對微波和光波資源的控制實現資源的調度和網絡的動態可重構屬性；低能耗則是指由于中心站的資源由多個小區共同分享，因而減小了每個小區的設施，同時可在整個系統業務需求小時，關閉部分冗余設備和資源的功能，以節約能源。

　　3.2有線無線資源聯合調度的智能RoF系統

　　中有線無線資源的聯合調度是指同時考慮有線網絡和無線網絡的資源調度，從而最大化RoF網絡的資源利用率，主要內容包括兩部分：算法部分和協議部分。

　　算法部分主要針對智能RoF網絡的路由算法進行資源調度。我們提出了聯合路由算法來實現RoF網絡中有線無線資源的聯合調度，從而實現端到端的全局最優路徑。聯合路由算法的主要思想為：把光網絡和無線網絡分為兩個域，在中心站（CO）中構建出3個路徑計算單元（PCE），其中兩個子PCE分別負責光網絡域和無線網絡域的算路，父PCE負責協調兩個域的路徑計算，當業務到來時，通過子PCE和父PCE之間的信息交互，可以實現分布式環境下RoF網絡中的全局最優路徑。

　　協議部分主要針對智能RoF網絡的MAC協議進行資源調度。當無線網絡接入一個新的連接請求時，除了考慮無線側的資源分配外，還需要考慮排隊時間和注冊時間的影響，從而實現為業務分配合適的光波資源，達到微波光波資源的聯合調度。該方法僅僅從時延造成的影響方面研究了微波光波資源的聯合調度，實際上，當多個用戶競爭資源時，吞吐量和公平性問題也需要加以考慮以達到更高的網絡資源利用率，從而實現微波光波資源的聯合調度。

　　4智能RoF關鍵單元器件技術

　　在傳統的無線通信系統中，大部分微波信號處理功能是在基站中通過電信號處理器來完成，從而受到諸多成本和帶寬的限制。光載無線系統中功能集中化的配置和光電域的轉換使得在中心局可以完成一些全光微波信號的處理功能。這就需要為RoF系統配備相應的組成器件，從而適應RoF系統信號處理頻域提升和業務集中的特點。

　　4.1光載寬帶無線信號的頻譜感知

　　探測泛在環境下微波信號的載頻大小，進行信息的獲取、處理和分析，是實現寬帶接入與泛在感知的關鍵。微波光子頻譜分析與感知正是基于此發展起來的一項關鍵技術，它利用微波光子技術瞬時寬帶處理能力強、質量輕、損耗小、抗電磁干擾能力強等一系列優點，實現了寬帶微波的瞬時處理與測量，給微波信號的頻譜分析與感知開辟了一條新的研究思路。通過基于相干信道化及基于光子壓縮采樣的瞬時頻率測量，實現了多頻點、寬帶的頻譜感知與分析。

　　基于相干信道化瞬時多頻點頻譜分析與感知方法：我們提出了通過在光域實現一級濾波，在微波域實現二級濾波，最后通過數字信號處理的方式對大帶寬、多頻點和高精度的信號進行感知處理的技術?；诠庾訅嚎s采樣的瞬時多頻點頻譜分析與感知方法：我們采用壓縮采樣理論這一新穎的信號處理手段，利用微波信號在頻譜上高度稀疏的特性，通過低速ADC采樣實現了對寬帶微波信號頻率測量。

　　4.2全光模數轉換器模數轉換器（ADC）是一種將模擬信號轉換為數字信號的重要器件，是實現信號在高速通信網路中傳輸，以及實現信號儲存、處理的前端器件。

　　如圖7所示為應用ADC的數字系統。和傳統的ROF系統相比，數字系統在CO不需要混頻以及本振源，并且對光鏈路的線性度以及鏈路增益要求不高，從而可以利用現有光接入網來實現傳遞射頻（RF）信號。

　　為了克服傳統電域ADC的內在的局限性，Henry F.Taylor于1979年提出了全光模數轉換器（AOADC）的概念。全光ADC,其抽樣、量化和編碼都在光域進行，近年來備受各國科學家的重視。目前全球相關研究大都基于光纖實現數模轉換，然而為了獲得更高分辨率的模數轉換，要求光脈沖有很大的光功率，從而能耗較高，不符合光器件向“綠色節能”的方向發展；另一方面，由于是基于光纖的，以上的量化編碼方案不利于集成，不符合光器件向集成化的方向發展。

　　為了使全光量化編碼器向低能耗、光子集成、高速率以及高分辨率的方向發展，我們提出了一種利用半導體光放大器（SOA）中的非線性偏振旋轉（NPR）效應來實現全光ADC的方法[7],其原理結構如圖8所示。模擬信號被抽樣信號抽樣之后變成抽樣光脈沖，隨后被分成N份，輸入到由個基于NPR效應的量化編碼單元組成的量化編碼矩陣。每一個基于效應的量化編碼單元由兩個級聯的偏振開關（PSW）組成，如圖8（d）所示。其中PSW1實現預量化編碼，由于隨著抽樣光脈沖強度的增強，PSW1的中更多載流子被消耗，因而造成其輸出光功率下降，為了保持強度不同的抽樣光脈沖在量化編碼單元中所獲得的增益一致，PSW1之后級聯另外一個偏振開關PSW2,其作用是實現增益的動態補償。圖8（b）所示為量化編碼單元的傳輸函數，圖所示為相應的編碼輸出，預量化編碼和增益動態補償相結合的方式可以很好地實現量化編碼。由于SOA的增益恢復時間在皮秒級別，因而基于NPR效應的全光，其轉換速率可以達到幾百Gs/s（Giga-Samples Per Second）。

　　4.3微波光子濾波技術

　　微波光子濾波器（MPF）是在光域內實現對微波/射頻信號進行濾波的器件。由于微波光子濾波器在射頻系統中具有帶寬大、快速可調諧、可重構、無電磁干擾（EMI）、低損耗和重量輕等優點，因而這一類器件已經引起了人們的興趣。如果在中心站光電變換之前加入微波光子濾波器，就可以大大減小對基帶信號處理模塊的性能和復雜度要求，避免了電子器件在處理高頻信號上帶來的“瓶頸”問題，并降低了器件成本。

　　相對于有限沖激響應（FIR）濾波器來說，把耦合器的一個輸出端和輸入端相連即構成了光纖環延遲線。

　　光信號每經過一次環形器就產生延遲，理論上，光信號會無限次經過光纖環形器，所以采樣數接近無限。

　　如圖9所示，可以利用光子晶體取代光纖環制作微波光子濾波器，利用光子晶體波導分束器作為耦合單元，利用慢光波導作為延遲單元。相對于光纖環，光子晶體具有更好的慢光特性，可以顯著減小器件尺寸。

　　4.4智能天線技術智能天線的基本原理是通過改變各天線單元的權重在空間形成方向性波束，主波束對期望用戶的信號進行跟蹤，在干擾用戶的方向形成零陷[8].因此，波束賦形是智能天線中的關鍵技術。而電磁帶隙結構（EBG）是周期排列的結構，具有兩個重要特性，表面波帶隙和反射相位帶隙[9],利用兩個特性有利于提高波束的定向性，從而實現波束賦形。

　　共面緊湊型電磁帶隙結構由于不需要過孔，相對其他類型結構更易于加工制造。印刷的結構表面很高的表面阻抗，截斷了電流的傳播，同時對于入射的平面電磁波具有同相反射特性，將此種性能的結構應用于系統相當于引入一個人工磁壁。通過合理設計，EBG結構還可以多頻工作，如利用分形結構的自相似特性，在共面型EBG結構中引入分形，可得到多個帶隙[10],該結構可對天線的多個工作頻段性能同時進行改善。圖10（a）為UC-EBG結構，該結構引入了一級分形，通過對該結構進行交叉排列，得到圖10（b）所示的禁帶。由圖10（b）可知，電磁波在介質基板中不能有效傳播，這一方面使能量更加集中地從天線輻射出去，提高了天線的定向性；另一方面，由于表面波被抑制，天線方向圖的波紋減小了，這兩者都有助于波束賦形。

　　5結束語

　　由于同時具備無線化和寬帶化，光載無線技術深受業內重視并已經在國際上得到了應用。其中作為一種改善光載無線系統傳輸容量和資源調配能力的解決方案，動態可重構的智能光載無線接入網絡應運而生。其產品能夠改善多波長纖鏈路中微波光波協同問題，具有高速傳輸和資源動態調配能力，為實現寬帶化、泛在化、低功耗動態可重構微波光波融合網絡提供堅實的理論基礎與技術支撐。