CN113852423A - 一种圆偏振复用正交相移键控发射系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种圆偏振复用正交相移键控发射系统，主要包括脉冲生成部分，调制部分，光载波产生部分，属于无线光通信领域，通过偏振复用提高了系统容量，通过放大和偏置提高了调制质量，通过圆偏振解决了空间传输过程中线偏振光易受影响的问题，对于空间光通信可以起到一定的帮助。

Description

一种圆偏振复用正交相移键控发射系统
技术领域
本发明属于通信领域，涉及一种偏振复用通信技术。
背景技术
正交相移键控是一种相位调制技术，通过两位二进制码表示四个相位，通信质量好，误码率低，相比于传统的调制方式，容量更大。广泛用于无线通信，自由空间光通信等领域。但是随着社会对通信速度的要求一再提高，传统的正交相移键控发射系统，尤其是线偏振正交相移键控发射系统，面临着容量小，传输过程中损耗大，调制效果一般的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提供一种调制效果好，抗干扰能力强，通信容量大的正交相移键控发射端，实现伪随机二进制序列通过脉冲发生器生成波形，通过放大和偏置增强调制效果，通过偏振复用提高通信容量，通过圆偏振传输减少长距离传输的影响。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种圆偏振复用正交相移键控发射系统，包括脉冲生成部分，调制部分，光载波产生部分，简略部分(14)；
所述脉冲生成部分包括伪随机码生成器(1)，串并变换器(2)，两个脉冲产生器(3)、(16)，四个放大偏置器(8)、(9)、(10)、(11)；伪随机码生成器(1)连接串并变换器(2)；串并变换器的两个输出通道分别连接两个脉冲发射器(3)、(16)；脉冲发射器(3)的两个输出通道连接两个放大偏置器(8)、(9)；脉冲发射器的两个输出通道连接两个放大偏置器(10)、(11)；
所述调制部分包括调制器(4)、(12)，合束镜(17)；调制器(4)的上脉冲输入通道连接放大偏置器(8)，下脉冲输出通道连接放大偏置器(9)；调制器(12)的上脉冲输入通道连接放大偏置器(10)，下脉冲输出通道连接放大偏置器(11)；两个调制器的输出通道连接合束镜(17)；
所述光载波产生部分由激光器(5)，偏振分束镜(13)，分束镜(6)构成；激光器(5)的输出通道连接偏振分束镜(13)；偏振分束镜的两个输出通道分别连接分束镜(6)和简略部分(14)；复制部分(14)与上述脉冲生成部分，调制部分和光载波产生部分构成的通信系统完全相同；分束镜(6)的两个输出通道连接调制器(4)、(12)；偏振合束镜的两个输入端口连接合束镜(17)和通信系统(14)，输出端口连接波片(7)。
进一步，放大偏置(8)的放大倍数为2倍，偏置为-2；放大偏置(9)的放大倍数为-2倍，偏置为+2；放大偏置(10)的放大倍数为2倍，偏置为-2；放大偏置(11)的放大倍数为-2倍，偏置为+2。
进一步，调制器(4)和调制器(12)完全相同，均为MZM并联调制器。
进一步，调制器(4)包括两个MZM调制器(23)、(24)，光载波输入通道(18)，90°相位偏移器(25)，光载波输出通道(19)，数据输入通道(21)、(22)；光载波输入通道(18)的两个输出端口分别连接MZM调制器(23)，90°相位偏移器(25)；90°相位偏移器(25)的输出连接MZM调制器(24)；数据输入通道(21)、(22)分别连接MZM调制器(23)、(24)；MZM调制器(23)、(24)的输出端口合并后连接光载波输出通道(19)。
本发明的创新点在于，将放大和偏置系数调整为2，以仿真通用的理论为基础，从理论推导上和仿真上实现了dp-qpsk调制，完成了相位调制映射，提高了调制效率和调制效果。
本发明的应用价值在于，为未来自由空间光通信提供了一种简单有效的发射端，在提高信道容量，信号效果上有很大的帮助。
附图说明
图1为本发明系统的概述图；
图2为本发明系统使用的调制器的概述图；
具体实施方式
下面将结合附图，对本发明系统的工作方式进行详细描述。
伪随机二进制码发射端1将伪随机码发射至串并变换端2，串并变换端将数据分为两路，分别进入两路的脉冲发生器3和16；上路中，脉冲分为完全相同的两路，一路通过放大偏置8，从上部进入调制器4；另外一路放大偏置9，从下部进入调制器4；下路中，脉冲分为相同的两路，一路经过放大偏置10，从上部进入调制器12；另外一路经过放大偏置11，从下部进入调制器12；
激光从激光器5中发出，通过偏振分束镜13，分为平行光和垂直光，平行光经过分束镜6分为完全相同的两束，分别经过调制器4和调制器12调制，在经过合束镜17合并为一束平行调制光；垂直光经过与平行光完全相同的系统14，输出的垂直调制光与平行调制光在偏振合束镜15合并为一束，经过1/4波片7，转化为圆偏振光。
将激光表示为式(1)，经过MZM调制器后，可以表示为式(2)。
Figure BDA0003276671790000021
Figure BDA0003276671790000022
式中，Vgain为放大电压，Vbias为偏置，经过本系统放大和偏置的设置，可将源码与相位对应如表一。可见，本系统实现了正交相移键控。
表一 源码，映射码与相位对应
Figure BDA0003276671790000023

Claims (4)

1.一种圆偏振复用正交相移键控发射系统，其特征在于：脉冲生成部分，调制部分，光载波产生部分，简略部分(14)；所述脉冲生成部分包括伪随机码生成器(1)，串并变换器(2)，两个脉冲产生器(3)、(16)，四个放大偏置器(8)、(9)、(10)、(11)；伪随机码生成器(1)连接串并变换器(2)；串并变换器的两个输出通道分别连接两个脉冲发射器(3)、(16)；脉冲发射器(3)的两个输出通道连接两个放大偏置器(8)、(9)；脉冲发射器的两个输出通道连接两个放大偏置器(10)、(11)；所述调制部分包括调制器(4)、(12)，合束镜(17)；调制器(4)的上脉冲输入通道连接放大偏置器(8)，下脉冲输出通道连接放大偏置器(9)；调制器(12)的上脉冲输入通道连接放大偏置器(10)，下脉冲输出通道连接放大偏置器(11)；两个调制器的输出通道连接合束镜(17)；所述光载波产生部分由激光器(5)，偏振分束镜(13)，分束镜(6)构成；激光器(5)的输出通道连接偏振分束镜(13)；偏振分束镜的两个输出通道分别连接分束镜(6)和简略部分(14)；复制部分(14)与上述脉冲生成部分，调制部分和光载波产生部分构成的通信系统完全相同；分束镜(6)的两个输出通道连接调制器(4)、(12)；偏振合束镜的两个输入端口连接合束镜(17)和通信系统(14)，输出端口连接波片(7)。
2.根据权利要求1所述的一种圆偏振复用正交相移键控发射系统，其特征在于：放大偏置(8)的放大倍数为2倍，偏置为-2；放大偏置(9)的放大倍数为-2倍，偏置为+2；放大偏置(10)的放大倍数为2倍，偏置为-2；放大偏置(11)的放大倍数为-2倍，偏置为+2。
3.根据权利要求1所述的一种圆偏振复用正交相移键控发射系统，其特征在于：调制器(4)和调制器(12)完全相同，均为MZM并联调制器。
4.根据权利要求1所述的一种圆偏振复用正交相移键控发射系统，其特征在于：调制器(4)包括两个MZM调制器(23)、(24)，光载波输入通道(18)，90°相位偏移器(25)，光载波输出通道(19)，数据输入通道(21)、(22)；光载波输入通道(18)的两个输出端口分别连接MZM调制器(23)，90°相位偏移器(25)；90°相位偏移器(25)的输出连接MZM调制器(24)；数据输入通道(21)、(22)分别连接MZM调制器(23)、(24)；MZM调制器(23)、(24)的输出端口合并后连接光载波输出通道(19)。
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