CN107612855A - 一种基于直接包络检测的v波段pam‑8无线传输系统 - Google Patents

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Abstract

本发明属于无线传输技术领域，具体是一种基于直接包络检测的V波段PAM‑8无线传输的系统。本发明提供无线传输的系统可以产生具有较高频率的V波段PAM‑8毫米波信号，并且无线传输9m。在系统，首先采用外差技术将两束激光在光电探测器中拍频，转变成V波段的PAM‑8毫米波信号，其中主要利用发送端的查找表技术对PAM‑8信号进行预失真处理，消除光载无线传输系统中的非线性失真，并且利用包络探测器直接检测无线传输后的PAM‑8毫米波信号，对接收信号采用CMMA技术进行均衡，进一步提高误码性能。本发明系统具有结构简单，接收端复杂度低的优势，可以应用在高速毫米波无线通信中。

Description

一种基于直接包络检测的V波段PAM-8无线传输系统
技术领域
本发明属于无线传输技术领域，具体涉及V波段PAM-8无线传输系统。
背景技术
为了满足未来无线通信高速稳定的发展需求，诸如1~10Gb/s, 需要采用更高的带宽，在V波段等高频段上产生毫米波在未来将变得十分必要，由于V波段在大气中的损耗较小，可实现短距离毫米波无线通信传输。与此同时，采用高阶调制格式传输调制信息提高频谱利用率，则可以进一步提高传输速率，诸如多阶QAM信号（例如QPSK，8QAM,16QAM）以及多阶PAM信号（例如PAM-4，PAM8）。然而，由于QAM信号存在I路和Q路两路信息，而PAM信号只有I路一路信息，因此PAM信号带宽只有QAM信号的一半，进一步提高频谱利用率。另外，相比于QAM调制格式，采用PAM调制格式具有更高的噪声容忍度。为了提高传输速率，可以采用PAM-8调制格式的毫米波信号进行无线传输。因此有必要研究如何基于一个简单的架构实现V波段PAM-8毫米波信号的无线传输。基于多阶QAM调制格式的光毫米波信号的产生以及无线传输已经得到广泛的研究，【Li X, Yu J, Xiao J, and Xu Y. “Fiber-wireless-fiberlink for 128-Gb/s PDM-16QAM signal transmission at W-band,” IEEE Photon.Technol. Lett. 2014, 26(19): 1948-1951; Li X, Yu J, Xiao J, Chi N, and Xu Y.“W-band PDM-QPSK vector signal generation by MZM-based photonic frequencyoctupling and precoding,” IEEE Photon. J., 2015, 7(4): 7101906.】。这些方案成本高，接收端数字信号处理复杂。在传统的毫米波无线传输方案中，大多采用接收端均衡算法来消除系统中非线性失真。文献【Tao L, Wang Y G, Gao Y L, Lau A P T, Chi N, andLu C. 40Gb/s CAP32 system with DD-LMS equalizer for short reach opticaltransmissions[J]. IEEE Photonics Technol. Lett. 2013, 25(23): 2346–2349.】提出的DD-LMS均衡算法解决了40-Gb/s CAP32非线性失真。文献【Liu S, Shen G, Kou Y, etal. Special cascade LMS equalization scheme suitable for 60-GHz RoFtransmission system[J]. Optics Express, 2016, 24(10):10599-10610.】提出的LMS均衡方案能够在5Gbit/s 60-GHz BPSK ROF的传输系统中消除非线性失真。该系统传输了10公里的光纤以及1.2m的无线传输。除此之外，【Fernando X N, Sesay A B. AHammerstein-type equalizer for concatenated fiber-wireless uplink[J]. IEEETransactions on Vehicular Technology, 2006, 54(6):1980-1991.】提出的Hammerstein算法以及上面提及的DD-LMS和LMS算法均是在接收端对接收信号进行的数字信号处理，极大地增大了接收端的计算量，操作复杂。
发明内容
针对上述情况，本发明的目的是提供一种基于直接包络检测的V波段PAM-8无线传输系统，以实现V波段的PAM-8光毫米波信号的生成和无线传输9m。
本发明提供的基于直接包络检测的V波段PAM-8无线传输系统，首先采用外差技术将两束激光在光电探测器中拍频，转变成V波段的PAM-8毫米波信号。其中主要利用发送端的查找表（Look-up Table）技术对PAM-8信号进行预失真处理，消除光载无线传输系统中的非线性失真，并且利用包络探测器直接检测无线传输后的PAM-8毫米波信号，对接收信号采用CMMA技术进行均衡，进一步提高误码性能。因而可以应用在未来的高速毫米波无线通信系统中。
本发明所述的基于直接包络检测的V波段PAM-8无线传输系统，包括：
（1）发送端，包括：
两个提供连续波光波的自由单模激光器，频率分别为fc1和fc2；
一个数模转换器，发送数据可以采用PAM-8调制格式，将数字调制信号转换为基带模拟信号，用于为一个单驱动马赫增德尔调制器提供射频驱动；
一个电放大器，用于基带PAM-8调制信号的功率；
一个单驱动马赫增德尔调制器，用于将一个高功率的PAM-8基带信号调制到一路连续波光波上fc1；
一个保偏掺铒光纤光放大器，用于放大被马赫增德尔调制器调制后的光信号；
一个偏振控制耦合器，用于耦合调制光信号fc1和连续光信号fc2；
一个光电二极管，用于将两束光波fc1和fc2拍频转变成V波段的PAM-8毫米波信号；
一个V波段带通放大器，用于放大产生PAM-8毫米波信号的功率；
一个V波段发送天线，用于发射PAM-8毫米波信号；
（2）接收端，包括：
一个V波段接收天线，用于接收PAM-8毫米波信号；
一个V波段带通放大器，用于放大接收后的PAM-8毫米波信号；
一个包络探测器，用于直接探测PAM-8毫米波信号；
一个示波器，以从接收信号中恢复出原始的发送数据。
本发明提供的基于直接包络检测的V波段PAM-8无线传输系统，在发送端中，来自两个自由单模激光器的频率分别为fc1和fc2的两束连续波光波，其中连续光波fc1由一个单驱动马赫增德尔调制器被一个基带PAM-8信号调制，该PAM-8信号通过发送端查找表（Look-up Table）技术进行预失真处理，并进行数模转换。将经由马赫曾德尔调制器调制后的光波与另一束连续光波fc2进入偏振控制耦合器进行耦合，经由光电二极管被进一步拍频转变成V波段的PAM-8毫米波信号，再经过带通放大器放大之后进入发送天线进行发射；由接收天线接收到的PAM-8无线毫米波信号，经由一个包络探测器进行直接检测，以从中恢复出原始的发送数据。
上述基于直接包络检测的V波段PAM-8无线传输系统，生成的V波段PAM-8毫米波信号可以无线传输9m。
上述基于直接包络检测的V波段PAM-8无线传输系统，发射的基带PAM-8信号通过发送端查找表（Look-up Table）技术进行预失真处理。
上述基于直接包络检测的V波段PAM-8无线传输系统，其中的PAM-8毫米波信号是利用外差技术将调制后的光波fc1与另一束未调制光波fc2在光电二极管中拍频产生。
上述基于直接包络检测的V波段PAM-8无线传输系统，在接收端将接收到的PAM-8无线毫米波信号经由一个包络探测器进行直接检测。
上述基于直接包络检测的V波段PAM-8无线传输系统，在接收端，对接收信号采用CMMA技术进行均衡，进一步提高误码性能。
本发明将发送端的查找表预失真技术以及接收端的CMMA均衡技术相结合，实现V波段PAM-8毫米波信号无线传输9m，其具有结构简单，接收端复杂度低的优势，可以应用在高速毫米波无线通信中。
附图说明
图1 是本发明提出的基于直接包络检测的V波段PAM-8无线传输系统架构。
图中标号： 1为单模激光器，2为单模激光器，3为单驱动马赫增德尔调制器，4为电放大器，5为保偏掺铒光纤放大器，6为偏振控制耦合器，7为光电二极管，8为V波段带通放大器，9为V波段发射天线，10为V波段接收天线，11为V波段带通放大器，12为包络探测器，13为示波器。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明作具体说明。
图1所示为基于直接包络检测的V波段PAM-8无线传输系统架构，它包括：
在发送端中，来自一个自由单模激光器2的频率为fc1的连续波光波被单驱动马赫增德尔调制器3调制。经过Look-up Table技术预失真处理的基带PAM-8信号经过电放大器4放大后用来驱动马赫增德尔调制器3，调制后的光波fc1经过保偏掺铒光纤放大器5放大后，与另一个自由单模激光器1输出的连续光波fc2一同耦合进入偏振控制耦合器6，再经由光电二极管7被进一步拍频转变成V波段的PAM-8毫米波信号。PAM-8毫米波信号经由一个V波段带通大器8放大后进入V波段发射天线9进行发送，由接受天线10接收后的PAM-8信号再进入一个V波段带通大器11进行放大后，由一个包络探测器12直接检测，最后由一个示波器13存储接收信号，以从中恢复出原始的发送数据。
总之，本发明所述的基于直接包络检测的V波段PAM-8无线传输系统架构可以实现V波段PAM-8毫米波信号的产生以及无线传输9m，适合于未来的高速毫米波无线通信中。

Claims (3)

1.一种基于直接包络检测的V波段PAM-8无线传输系统,其特征在于，包括：
（1）发送端，包括：
两个提供连续波光波的自由单模激光器，频率分别为fc1和fc2；
一个数模转换器，发送数据采用PAM-8调制格式，将数字调制信号转换为基带模拟信号，用于为一个单驱动马赫增德尔调制器提供射频驱动；
一个电放大器，用于放大基带PAM-8调制信号的功率；
一个单驱动马赫增德尔调制器，用于将一个高功率的PAM-8基带信号调制到一路连续波光波上fc1；
一个保偏掺铒光纤光放大器，用于放大被马赫增德尔调制器调制后的光信号；
一个偏振控制耦合器，用于耦合调制光信号fc1和连续光信号fc2；
一个光电二极管，用于将两束光波fc1和fc2拍频转变成V波段的PAM-8毫米波信号；
一个V波段带通放大器，用于放大产生PAM-8毫米波信号的功率；
一个V波段发送天线，用于发射PAM-8毫米波信号；
（2）接收端，包括：
一个V波段接收天线，用于接收PAM-8毫米波信号；
一个V波段带通放大器，用于放大接收后的PAM-8毫米波信号；
一个包络探测器，用于直接探测PAM-8毫米波信号；
一个示波器，以从接收信号中恢复出原始的发送数据。
2.根据权利要求1所述的基于直接包络检测的V波段PAM-8无线传输系统，其特征在于，在发送端中，来自两个自由单模激光器的频率分别为fc1和fc2的两束连续波光波，其中连续光波fc1由一个单驱动马赫增德尔调制器被一个基带PAM-8信号调制，该PAM-8信号通过发送端查找表技术进行预失真处理，并进行数模转换；将经由马赫曾德尔调制器调制后的光波与另一束连续光波fc2进入偏振控制耦合器进行耦合，经由光电二极管被进一步拍频转变成V波段的PAM-8毫米波信号，再经过带通放大器放大之后进入发送天线进行发射；由接收天线接收到的PAM-8无线毫米波信号，经由一个包络探测器进行直接检测，以从中恢复出原始的发送数据。
3.根据权利要求1所述的基于直接包络检测的V波段PAM-8无线传输系统，其特征在于，生成的V波段PAM-8毫米波信号无线传输9m。
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