CN110401491A - 一种基于光处理的同址干扰抑制方法 - Google Patents

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朱宏韬
宋文忠
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Abstract

本发明提供了一种基于光处理的同址干扰抑制方法。该方法将射频同址干扰的问题放在光子链路上处理，利用基于MZM光子链路特殊的传输特性实现对同址干扰的抑制。基于MZM的光子链路信号输出功率随着射频信号输入功率的增加呈现先增大后减小，最后出现零点与峰值周期性交替的现象。本发明通过对干扰信号输入功率的控制，使其输出功率处于零点，实现了同址干扰抑制，抑制比达到78dB。同时，本发明可根据不同频率射频信号的输入，计算得到相应的抑制条件，从而可以实现宽带范围的同址干扰抑制。

Description

一种基于光处理的同址干扰抑制方法
技术领域
本发明涉及微波光子领域，具体涉及一种基于光处理的同址干扰抑制方法。
背景技术
在无线通信领域中，同址干扰问题一直是研究者们关注的热点。同址干扰即当发射天线靠近接收机时，发射信号通过接收天线进入接收机干扰有用信号，这对接收机的动态范围和灵敏度提出了较大的挑战。人们为解决同址干扰的问题投入大量的资源，在理论和应用上都取得了一些成果。最初，同址干扰的消除是从模拟电路或者数字电路的角度出发的，但这种传统的电信号处理的方法存在带宽受限等问题。近年来，微波光子的发展为同址干扰抑制提供了新的思路，即将射频信号放在光域处理，射频干扰的光处理主要分为两类：滤波和抑制。
滤波是要在光载波信号频率将近200THz处实现射频频率的滤波，这是非常困难的，而抑制是通过将发射信号/干扰信号经过延迟，相位反转后与接收机的信号耦合，进而与接收信号里的干扰信号发生破坏性的干涉行为，最终实现干扰抑制。这种方法具有光处理特有的宽带特性，为同址干扰抑制的光处理提供了参考。
发明内容
本发明所要解决的问题是现有无线通信链路中广泛存在的同址干扰问题。为解决这一问题，本发明提供了一种基于光处理的同址干扰抑制方法，即将射频信号的同址干扰放在光链路处理，具有光域固有的宽带特性。该方法基于强度调制直接检测链路实现的。链路主要由激光器、Mach-Zehnde(MZM)调制器和光电探测器组成。光载波由激光器输出到MZM调制器的输入端，在MZM调制器上实现射频信号加载和偏置电压控制，调制后的信号由MZM调制器输出到探测器进行解调输出射频信号。
一种基于光处理的同址干扰抑制方法，所述同址干扰抑制方法如下：
步骤一，定义链路射频输入信号为V(t)＝VD+VS sin(ωst)+VN sin(ωNt)，其中，VD为直流信号，VS sin(ωSt)为有用信号，VN sin(ωNt)为干扰信号；
步骤二，定义干扰信号的输出功率为：其中，Hpd是光电探测器电路的频率响应，J是第一类贝塞尔函数，Idc为MZM的光电流；
步骤三，计算出的根由此计算出输出干扰信号被抑制时所需要的调制器输入射频干扰信号功率大小或
其中，Vπ为Mach-Zehnder调制器的半波电压；
步骤四，控制进入Mach-Zehnder调制器的输入射频干扰信号功率大小，使其等于或者此时输出干扰信号PN＝0，完成同址干扰抑制。
本发明的工作原理：基于MZM调制器的强度调制直接检测光子链路在射频输入功率超过一定值后，输出功率曲线会展现出零值和峰值周期性交替的现象。如图2所示，在单音信号输入的情况下，不同于射频放大器输出功率随输入功率增加出现饱和的特性，光子链路输出功率随输入功率增加呈现的是零值和峰值的周期性变化。本发明利用基于MZM调制器强度调制直接检测光子链路输出信号功率随输入信号功率增加出现零值的特性，增加输入信号功率达到一定值，使得信号中的干扰信号出现零输出，从而实现了对干扰信号的抑制。
上述方案中，所述步骤四中的控制进入MZM调制器的射频输入信号功率是通过在调制器射频输入端加设功率控制模块实现的。
进一步地，所述功率控制模块采用自动增益控制。
干扰信号和有用信号的输出功率PN和PS由贝塞尔函数决定。在小信号模型下，两个信号之间的相互作用忽略不计。在大信号模型下，干扰信号和有用信号的输出功率取决于贝塞尔函数的值。本发明设计通过控制输入干扰信号功率大小实现即PN＝0，实现对干扰信号的抑制。
在此条件下，计算得出的根并由此得到输入干扰信号功率大小：Vπ为MZM调制器的半波电压，Pnull则为实现干扰信号抑制所需要的输入干扰信号功率，即抑制条件。本发明设计通过控制输入信号的功率，使其满足上述抑制条件下的输入信号功率值，实现对干扰信号的抑制。
本发明的有益效果：本发明在输入信号功率满足抑制条件下，输出干扰信号功率的抑制可达到78dB，而有用信号的输出功率只减少8dB。本发明设计以牺牲8dB的灵敏度，实现78dB的同址干扰抑制。同时，本发明设计，在不同频率射频信号输入情况下，通过计算得到相应的抑制条件，从而可以实现宽带范围的同址干扰抑制。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1，基于MZM的强度调制直接检测链路示意图。
图2，射频放大器和光子链路各自输出功率随输入信号功率变化的的功率响应示意图。
图3，干扰信号输入功率变化下射频信号输出功率仿真与测试结果，空心圆为测试结果，曲线为仿真结果。
图4，基于光处理的同址干扰抑制方法流程示意图。
附图中：1为激光器，2为MZM调制器，3为光电探测器。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
本实施例提供一种基于光处理的同址干扰抑制方法，方法说明如图4所示，所述同址干扰抑制方法如下：
步骤一，定义链路射频输入信号为V(t)＝VD+VS sin(ωst)+VN sin(ωNt)，其中，VD为直流信号，VS sin(ωst)为有用信号，VN sin(ωNt)为干扰信号；
步骤二，定义干扰信号的输出功
率为：其中，Hpd是光电探测器电路的频率响应，J是第一类贝塞尔函数，Idc为MZM的光电流；
步骤三，计算出的根由此计算出输出干扰信号被抑制时所需的输入干扰信号功率大小
其中，Vπ为Mach-Zehnder调制器的半波电压；
步骤四，控制进入Mach-Zehnder调制器的输入信号功率大小，使得PN＝0，完成同址干扰抑制。
如图1，本发明的链路主要由激光器1、Mach-Zehnder调制器即MZM调制器2和光电探测器3组成。如图2，为1GHz的输出功率随输入信号功率变化的功率响应示意图。基于MZM调制器2的光子链路在射频输入功率超过一定值后，输出功率曲线会展现出零值和峰值周期性交替的现象。在单音信号输入的情况下，不同于射频放大器输出功率随输入功率增加出现饱和的特性，光子链路输出功率随输入功率增加呈现的是零值和峰值的周期性变化。本发明利用光子链路输出信号功率随输入信号功率增加出现零值的特性，增加输入信号功率达到一定值，使得干扰信号出现零输出，从而实现了对干扰信号的抑制。
本实施例由激光器1输入光信号到MZM调制器2中，射频信号在MZM调制器2中调制后输出，调制后的信号进入光电探测器3解调输出射频信号。为了实现对射频信号输入功率的调控，可在调制器射频输入端加功率控制模块。
详细地，所述功率控制模块采用自动增益控制。
假设链路中的MZM调制器2具有较低半波电压，光电探测器3的光电探测二极管具有宽带特性。射频有用信号输入功率为-19dBm，频率为1GHz，射频干扰信号输入功率自适应变化，频率为1.001GHz。
本实例中，MZM调制器2的半波电压Vπ＝1.2V，光电流Idc＝12.7mA。根据抑制条件当干扰信号输入功率达到13.3dBm时，其输出功率将会被抑制。通过链路前段对射频信号的增益控制，增加射频干扰信号的功率，得到射频输出信号功率曲线的仿真及测试结果。
如图3所示，随着射频干扰信号输入功率增加，输出的干扰信号功率先增加后减小直到第一个零点出现。其中，有用信号频率为1GHz，干扰信号频率为1.001GHz。在干扰信号输入功率为13.3dBm处出现第一个零点，此时干扰信号输出功率为-65dBm，干扰抑制比为78dB，且仿真和测试结果有较好的吻合。
本实施例利用MZM光子链路固有的传输特性，通过自适应干扰信号输入功率的大小，使其满足抑制条件所对应的输入功率，从而使干扰信号输出功率达到零点，实现对同址干扰信号的抑制。基于MZM的传输链路具有特殊的传输特性，即随着射频信号输入功率增加，输出功率曲线经历先增加再减小最后出现零点和峰值周期性性交替出现的变化过程。根据这一特性，增加干扰信号的输入功率，使干扰信号输出功率达到零点，即实现了干扰信号的抑制，对应的干扰信号输入功率即为抑制条件。为了实现对干扰信号输入功率的控制，在链路前端加设功率控制模块或电路，如可采用自动增益控制。本实施例的内容主要用于强干扰信号下的抑制，即干扰信号在整个输入信号中占主导。
本实施例在不同频率的射频信输入的情况下，可计算得到相应的抑制条件，从而在较宽频率范围内实现同址干扰抑制。
尽管上面对本发明说明性的具体实施方式进行了描述，以便于本技术领域的技术人员能够理解本发明，但是本发明不仅限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员而言，只要各种变化只要在所附的权利要求限定和确定的本发明精神和范围内，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。

Claims (3)

1.一种基于光处理的同址干扰抑制方法，其特征在于：所述同址干扰抑制方法
步骤一，定义链路射频输入信号为V(t)＝VD+VSsin(ωSt)+VNsin(ωNt)，其中，VD为直流信号，VSsin(ωSt)为有用信号，VNsin(ωNt)为干扰信号；
步骤二，定义干扰信号的输出功率为：其中，Hpd是光电探测器电路的频率响应，J是第一类贝塞尔函数；
步骤三，计算出的根计算出输出干扰信号被抑制时所需调制器的射频输入信号功率大小
其中，Vπ为Mach-Zehnder调制器的半波电压；
步骤四，控制Mach-Zehnder调制器的射频输入信号功率等于当输出干扰信号的功率PN＝0时，完成同址干扰抑制。
2.根据权利要求1所述的基于光处理的同址干扰抑制方法，其特征在于：所述步骤四中的控制进入Mach-Zehnder调制器的射频输入信号功率是通过在链路前端加设功率控制模块实现的。
3.根据权利要求1所述的基于光处理的同址干扰抑制方法，其特征在于：所述功率控制模块采用自动增益控制。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113589019A (zh) * 2021-08-04 2021-11-02 中国电子科技集团公司第三十四研究所 光相位调制器半波电压简化测定装置和方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105227209A (zh) * 2015-09-16 2016-01-06 上海交通大学 带内全双工无线通信系统的同频自干扰消除系统及方法
CN105634540A (zh) * 2016-01-12 2016-06-01 上海交通大学 应用于同时同频全双工系统的射频自干扰消除系统
US20160248503A1 (en) * 2015-02-25 2016-08-25 The Government Of The United States Of America, As Represented By The Secretary Of The Navy Interference suppression based on power-dependent transfer function of angle-modulated optical links
CN108551430A (zh) * 2018-03-13 2018-09-18 上海交通大学 一种基于多径自干扰信道的自适应频域均衡系统
CN108631870A (zh) * 2018-04-27 2018-10-09 华东师范大学 一种微波同频信号干扰抑制及下变频接收装置和方法
CN109257066A (zh) * 2018-10-15 2019-01-22 中国航天科工集团八五研究所 基于dpmzm的相位可调射频对消装置及其对消方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20160248503A1 (en) * 2015-02-25 2016-08-25 The Government Of The United States Of America, As Represented By The Secretary Of The Navy Interference suppression based on power-dependent transfer function of angle-modulated optical links
US9654217B2 (en) * 2015-02-25 2017-05-16 The United States Of America, As Represented By The Secretary Of The Navy Interference suppression based on power-dependent transfer function of angle-modulated optical links
CN105227209A (zh) * 2015-09-16 2016-01-06 上海交通大学 带内全双工无线通信系统的同频自干扰消除系统及方法
CN105634540A (zh) * 2016-01-12 2016-06-01 上海交通大学 应用于同时同频全双工系统的射频自干扰消除系统
CN108551430A (zh) * 2018-03-13 2018-09-18 上海交通大学 一种基于多径自干扰信道的自适应频域均衡系统
CN108631870A (zh) * 2018-04-27 2018-10-09 华东师范大学 一种微波同频信号干扰抑制及下变频接收装置和方法
CN109257066A (zh) * 2018-10-15 2019-01-22 中国航天科工集团八五研究所 基于dpmzm的相位可调射频对消装置及其对消方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113589019A (zh) * 2021-08-04 2021-11-02 中国电子科技集团公司第三十四研究所 光相位调制器半波电压简化测定装置和方法
CN113589019B (zh) * 2021-08-04 2023-09-15 中国电子科技集团公司第三十四研究所 光相位调制器半波电压简化测定装置和方法

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