CN111769876A - 基于光载波抑制无需预编码的矢量毫米波信号发生系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了基于光载波抑制无需预编码的矢量毫米波信号发生系统，使用外腔激光器生成激光产生连续波；使用MATLAB软件编程在数字域产生(3,1)矢量信号，使用伪随机二级制序列映射到(3,1)矢量信号，由I和Q两路发送给波形产生器；产生的(3,1)信号上变频为中频信号，与相位差90度的两个正弦信号混频，形成驱动光强调调制器所需的信号；使用交织器和光电探测器对产生的载波信号进行滤波和转换，产生四倍频(3,1)矢量毫米波信号。本发明与现有技术相比的优点在于：不需要相位预编码。

Description

基于光载波抑制无需预编码的矢量毫米波信号发生系统

技术领域

本发明涉及光纤-无线(Radio-over-Fiber,ROF)通信系统技术领域，具体是指基于光载波抑制无需预编码的矢量毫米波信号发生系统。

背景技术

随着通信技术的不断进步，用户和企业对于高速率、低损耗的无线通信设备的需求也越来越大，因此融合光纤传输低损耗、高宽带和抗电磁干扰以及移动性强等优点，光纤无线电(ROF)通信系统的应用也越来越广泛。许多研究表明了外调制是一种有效的降低光纤色散、延长传输距离的调制方法。因此，利用外部调制器可以提供稳定的射频载波。此外，ROF系统与光载波抑制(OCS)相结合，不仅可以提高带宽利用率，而且可以有效地提高系统中接收机的频谱效率(SE)和灵敏度。而在ROF通信系统中矢量毫米波信号相较于光信号而言，矢量毫米波信号的产生至关重要。但在有限带宽的系统条件下，高宽带毫米波的产生会受到不利影响。因此，我们可以将调制技术与光倍频技术相结合，产生倍频信号，不仅可以节省频带资源，同时也提高接收端的灵敏度。

同时，预编码虽然可以解决接收信号的相位失序或幅度失配问题，但是预编码技术的应用使得系统中的星座图分布不均匀，该技术降低了星群点间的最小欧氏距离，不仅增加了系统的复杂性和不稳定性，而且降低了系统的信号传输性能。在这里，我们根据光电探测器(PD)平方律的特点，使得(3,1)向量信号星座点之间的欧氏距离相同且均衡，可以有效避免了相位预编码操作。考虑到相位变化导致发射信号和接收信号的序列不一致，我们只需要改变去映射方法来恢复原始序列。传输过程简单有效，避免了预编码压缩造成的相位不平衡。。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服上述缺陷，提出不需要相位预编码的基于光载波抑制无需预编码的矢量毫米波信号发生系统。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：基于光载波抑制无需预编码的矢量毫米波信号发生系统，

使用外腔激光器生成激光产生连续波；

使用MATLAB软件编程在数字域产生(3,1)矢量信号，使用伪随机二级制序列映射到(3,1)矢量信号，由I和Q两路发送给波形产生器；

产生的(3,1)信号上变频为中频信号，与相位差90度的两个正弦信号混频，形成驱动光强调调制器所需的信号；

使用交织器和光电探测器对产生的载波信号进行滤波和转换，产生四倍频(3,1)矢量毫米波信号。

本发明与现有技术相比的优点在于：相较于现有技术，本发明提出基于光载波抑制无需预编码的矢量毫米波信号发生系统，该系统提出了一种基于OCS调制的矢量信号生成方法，该方法不需要相位预编码，只需一个马赫-曾德尔调制器即可实现。

作为改进，所述外腔激光器外部可以产生高频信号。

作为改进，所述光强度调制器产生的激光将输入光分成两路相等的信号分别进入调制器的两个光支路。

作为改进，所述光强度调制器当直流偏置电压为0时，设置在最大传输点，可以抑制奇边带，保留光载波和偶边带。

作为改进，所述矢量毫米波信号，经交织器滤波和光电探测器转换后，相位和频率是原本(3,1)矢量信号的四倍。

附图说明

图1是本发明基于光载波抑制无需预编码的矢量毫米波信号发生系统的光强度调制器实现光学载波和光学倍频流程图。

图2是本发明基于光载波抑制无需预编码的矢量毫米波信号发生系统的激光器产生连续波的光谱。

图3是本发明基于光载波抑制无需预编码的矢量毫米波信号发生系统的光强度调制器实现载波和四倍频后的光谱。

图4是本发明基于光载波抑制无需预编码的矢量毫米波信号发生系统的波形发生器产生驱动光强度调制器所需的信号流程图。

图5是本发明基于光载波抑制无需预编码的矢量毫米波信号发生系统的交织器滤波和光电探测器转换生成四倍频W波段(3,1)矢量毫米波信号流程图。

图6是本发明基于光载波抑制无需预编码的矢量毫米波信号发生系统的光强度调制器输出进入信号光谱。

图7是本发明基于光载波抑制无需预编码的矢量毫米波信号发生系统的光强度调制器输出进入信号滤波后的光谱。

图8是本发明基于光载波抑制无需预编码的矢量毫米波信号发生系统的四倍频(3，1)矢量毫米波发生系统具体连接方式。

如图所示：1、外腔激光器，2、光强度调制器，3、交织器，4、光电探测器。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明。

结合附图1，基于光载波抑制无需预编码的矢量毫米波信号发生系统，

使用外腔激光器1生成激光产生连续波；

使用MATLAB软件编程在数字域产生(3,1)矢量信号，使用伪随机二级制序列映射到(3,1)矢量信

号，由I和Q两路发送给波形产生器；

产生的(3,1)信号上变频为中频信号，与相位差90度的两个正弦信号混频，形成驱动光强调调制器

所需的信号；

使用交织器3和光电探测器4对产生的载波信号进行滤波和转换，产生四倍频(3,1)矢量毫米波信号。

所述外腔激光器1外部可以产生高频信号。

所述光强度调制器2产生的激光将输入光分成两路相等的信号分别进入调制器的两个光支路。

所述光强度调制器2当直流偏置电压为0时，设置在最大传输点，可以抑制奇边带，保留光载波和偶边带。

所述矢量毫米波信号，经交织器3滤波和光电探测器4转换后，相位和频率是原本(3,1)矢量信号的四倍。

本发明具体使用时，外腔激光器1，产生中心频率为fc，波长为λ1连续波激光。电放大器，将任意波形发生器传送来的信号进行放大，以驱动光强度调制器。光强度调制器2，通过电放大器放大后的射频信号驱动，来调制激光器1产生的连续波激光，实现光学载波抑制并产生倍频的激光波长。光强度调制器2的偏置电压设置为0，实现载波抑制。数据源，通过MATLAB软件编程产生产生所需的射频信号。任意波形发生器，将由数字源产生的信号进行波形分析。交织器3，将经过光强度调制器调制后的信号进行滤波，保留偶边带。光电二极管4，将滤除后的信号进行光电转换，得到最终的四倍频(3,1)矢量信号。外腔激光器1的输出端与光强度调制器2的光输入端用光纤连接，射频信号源的输出端与任意波形生成器的输入端用电缆相连，任意波形生成器的输出端与电放大器的输入端用电缆相连。电放大器的输出端与光强度调制器的输入端用电缆连接。光强度调制器2的输出端与交织器3用光纤连接。交织器3的输出端与光电二极管用光纤连接。

本发明的工作原理：本发明利用光学载波抑制无预编码技术产生(3,1)矢量毫米波信号，采用一个光强度调制器即可实现光学载波抑制和光学倍频，同时无需预编码，利用DSP相关算法可以恢复无预编码的序列，结构简单，复杂度低，调制效率高，。通用性强。使用一个光强度调制器产生四倍频(3,1)矢量毫米波信号，在光纤中传输的距离较长。本发明可以降低发射端电子器件的带宽要求，有效降低系统成本。

以上对本发明及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.基于光载波抑制无需预编码的矢量毫米波信号发生系统，其特征在于：

使用外腔激光器(1)生成激光产生连续波；

使用MATLAB软件编程在数字域产生(3,1)矢量信号，使用伪随机二级制序列映射到(3,1)矢量信号，由I和Q两路发送给波形产生器；

产生的(3,1)信号上变频为中频信号，与相位差90度的两个正弦信号混频，形成驱动光强调调制器所需的信号；

使用交织器(3)和光电探测器(4)对产生的载波信号进行滤波和转换，产生四倍频(3,1)矢量毫米波信号。

2.根据权利要求1所述的基于光载波抑制无需预编码的矢量毫米波信号发生系统，其特征在于：所述外腔激光器(1)外部可以产生高频信号。

3.根据权利要求1所述的基于光载波抑制无需预编码的矢量毫米波信号发生系统，其特征在于：所述光强度调制器(2)产生的激光将输入光分成两路相等的信号分别进入调制器的两个光支路。

4.根据权利要求1所述的基于光载波抑制无需预编码的矢量毫米波信号发生系统，其特征在于：所述光强度调制器(2)当直流偏置电压为0时，设置在最大传输点，可以抑制奇边带，保留光载波和偶边带。

5.根据权利要求1所述的基于光载波抑制无需预编码的矢量毫米波信号发生系统，其特征在于：所述矢量毫米波信号，经交织器(3)滤波和光电探测器(4)转换后，相位和频率是原本(3,1)矢量信号的四倍。

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