CN115865208A - 基于lfm-ofdm信号的毫米波通信感知一体化传输系统 - Google Patents

基于lfm-ofdm信号的毫米波通信感知一体化传输系统 Download PDF

Info

Publication number
CN115865208A
CN115865208A CN202211381040.6A CN202211381040A CN115865208A CN 115865208 A CN115865208 A CN 115865208A CN 202211381040 A CN202211381040 A CN 202211381040A CN 115865208 A CN115865208 A CN 115865208A
Authority
CN
China
Prior art keywords
signal
optical
lfm
frequency
communication
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202211381040.6A
Other languages
English (en)
Inventor
余建军
潘龙威
王演祎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fudan University
Original Assignee
Fudan University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fudan University filed Critical Fudan University
Priority to CN202211381040.6A priority Critical patent/CN115865208A/zh
Publication of CN115865208A publication Critical patent/CN115865208A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Optical Communication System (AREA)

Abstract

本发明属于通信技术领域,具体为基于LFM‑OFDM信号的毫米波通信感知一体化传输系统。本发明系统包含:发送端和接收端,发送端主要包含输入模块、光调制器、光源、光电探测器;输入模块用于产生待调制的信息;光调制器将待发送的信息调制到光载波的边带上;外腔激光器作为光源;光电探测器用于光电转换;接收端主要包含天线、解调器与输出模块;天线用于接收毫米波信号并输出至解调器分别进行通信端和感知端解调;输出模块用于输出解调器解调出的信息。该系统不仅能实现毫米波频段通信感知共设备,同时能够产生宽带LFM信号,实现高分辨率感知与高速通信。

Description

基于LFM-OFDM信号的毫米波通信感知一体化传输系统
技术领域
本发明属于通信技术领域,具体涉及基于LFM-OFDM信号的毫米波通信感知一体化传输系统。
背景技术
从1G到5G,通信与感知功能是独立存在的,由终端来传递信息,雷达系统来负责感知功能。随着信息技术日新月异地发展,业务从人向智能体、物理与虚拟空间扩展,诞生了诸如智慧交通、智慧医疗、智能驾驶等新兴应用场景,而这些新兴业务对未来6G端到端的信号处理技术提出了更高的要求,使得通信感知一体化技术成为热门候选技术,6G网络将会是集通信、感知、计算于一体的融合体。另一方面,6G通信频段将进一步提高,向毫米波、太赫兹等更高频段发展,这使得感知频段将与通信频段重叠,因此研究如何实现通信感知一体化具有重要意义。
狭义的感知网络是指具备测距、测速、目标成像、目标识别等能力的系统,通信感知一体化是基于软硬件资源共享,同时实现通信与感知功能协同的新型信息处理技术,其目标是让无线通信与无线感知这两个独立的功能在同一系统内互助共生,提高服务质量与效率。通信感知一体化技术吸引了学术界广泛的研究兴趣,华为技术有限公司对通信感知一体化的技术挑战和发展趋势进行了研究。IEEE成立了ISAC通信感知一体化新兴技术倡议委员会,通过邀请业内的著名学者与专家,探讨通信感知一体化技术的标准化、信号处理算法等领域的最新研究成果。
要想实现高速率通信与高分辨率感知,提升载波与雷达信号的频率是无法绕开的一条技术路线,但受到现有电子器件带宽的限制,要想在电域实现高频信号的生成,需要将原始信号进行多次倍频,需要利用到倍频器与锁相环,而这将会大大增加系统的成本。在上述背景之下,本文通过光子拍频技术,通过一次电-光-电的转换将LFM-OFDM信号转换至太赫兹波段,使用一套设备同时实现了高速率通信与高精度感知。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于LFM-OFDM信号的毫米波通信与感知一体化传输系统及,在实现高速通信与高分辨率测距的同时,实现感知与通信设备硬件资源共享,相比于传统的通信感知功能设备分离,预计可极大缩减成本。
本发明提供的基于LFM-OFDM信号的毫米波通信感知一体化系统,包含:
(1)发送端,包括:
两个外腔激光器(ECL),其中第一外腔激光器(ECL1)输出的光载波fc1被分为两路,分别作为发送端和接收端光调制器的光载波,第二外腔激光器(ECL2)输出的光载波fc2用于与光滤波器滤出的上边带光信号耦合,从而辅助光电探测器(PD1)完成拍频产生毫米波频段的LFM-OFDM信号;
一个光分路器(OC1),将外腔激光器ECL1输出的光载波分为上下两路;
一个任意波形发生器(AWG),用于生成LFM-OFDM信号,从而驱动第一光调制器(MZM1);
一个第一光调制器(MZM1),用于完成电光转换,进行抑制载波调制;
一个光梳状滤波器(Interleaver),分别滤出第一光调制器(MZM1)输出的上边带信号与下边带信号,其中上边带经过后续处理后用于通信与感知,下边带信号作为感知端解调的参考光信号;
一个掺铒光纤放大器(EDFA),用于放大光梳状滤波器(Interleaver)输出的光信号;
一个第一光耦合器(OC2),作用是将掺铒光纤放大器(EDFA)输出的光信号与第二外腔激光器(ECL2)输出的光载波耦合;
一个功率调节器(ATT),用于调节进入第一光电探测器(PD1)的光信号功率;
一个第一光电探测器(PD1),用于拍频完成光电转换,产生毫米波频段LFM-OFDM信号;
一个低噪放大器(LNA),作用是放大第一光电探测器(PD1)输出的电信号;
一个发射天线(HA1),将来自低噪放大器(LNA)的毫米波LFM-OFDM信号发射出去。
(2)接收端,包括:
两个接收天线,第一接收天线(HA2)用于接收毫米波通信信号,第二接收天线(HA3)用于接收毫米波感知信号;
一个功率放大器(PA),用于放大感知端接收信号;
两个混频器(Mixer),分为第一混频器(Mixer1)、第二混频器(Mixer2),分别用于通信信号与感知信号的下变频处理;
两个本机振荡器(LO),分为第一本机振荡器(LO1)、第二本机振荡器(LO2),分别作为通信端、感知端混频器的输入本振信号;
一个电放大器(EA),用于放大感知端下变频后的电信号;
一个第二光调制器(MZM2),用于感知端解啁啾,其输入光载波为第一外腔激光器(ECL1)输出的光载波fc1,射频驱动信号是放大后的下变频感知信号;
一个第二光耦合器(OC3),用于将接收端第二光调制器(MZM2)输出的调制信号与光滤波器(Interleaver)滤出的下边带光调制信号耦合;
一个第二光电探测器(PD2),拍频完成光电转换,其输入为第二光耦合器(OC3)输出的耦合信号;
示波器,用于观察来自光电探测器(PD2)的信号时域波形与频谱图。
本发明中,通信信号为OFDM信号,子载波数量为2048,每个子载波使用QPSK映射,接收端经过混频器(Mixer1)下变频后,通过示波器采集到叠加信道噪声的通信信号,去离线编程软件上使用数字信号处理算法进行均衡解调。
本发明中,感知信号为线性调频(LFM)信号,LFM信号的频率随时间线性增大,LFM信号测距原理本质上式通过测量其从发射到接收所产生的频率增量来得到传输时延,由于电磁波传输速度已知,通过传输时延可以得到目标距离。现对本系统测距原理进行详细说明。
设初始LFM信号频率表达式为:
fLFM_initial=f0+kt, (1)
其中,f0是初始频率,调频斜率k=B/T,B是LFM信号带宽,T为时间宽度;则发送端第一光调制器(MZM1)输出的上边带信号、下边带信号频率表达式为:
fupper_sideband=fc1+f0+kt, (2)
flower_sideband=fc1-f0-kt, (3)
式(2)所示的上边带信号在第一光耦合器(OC2)处与来自第二外腔激光器(ECL2)的光载波fc2耦合,经过第一光电探测器(PD1)拍频,得到的毫米波LFM信号频率表达式为:
fLFM_transmitted=fc1+f0+kt-fc2, (4)
通过发射天线(HA1)将上述毫米波LFM信号发射至自由空间对目标进行探测;接收天线接收到的LFM回波信号频率表达式为:
fLFM_echo=fc1+f0+kt-fc2+kτ, (5)
其中,τ为传输时延;经过第二混频器(Mixer2)后,得到中频LFM信号频率表达式为:
fLFM_IF=fc1+f0+kt-fc2+kτ-fLO, (6)
其中,fLO为本振信号频率;式(6)中含有啁啾项kt,为直观地观察LFM回波信号的频率,接下来消除啁啾项;MZM2的输入光载波来自第一外腔激光器(ECL1)的fc1,工作在最小传输点,输出光信号的负一阶光边带频率表达式为:
fMZM2_output=fc2-f0-kt-kτ+fLO, (7)
式(7)所示的光信号在第二光耦合器(OC3)处与式(3)所示的光滤波器(Interleaver)输出的下边带参考光信号耦合,输入进光第二电探测器(PD2)拍频,在示波器(OSC)处可观察到一个频率峰值,该峰值频率为fc1-fc2+kτ-fLO,可见啁啾项kt被成功消除;为测量两目标间的距离,分别对两目标重复上述步骤,由于两目标距离雷达发射机距离不同,导致传输时延τ不同,表现为最终示波器(OSC)所观察到的频率峰值有所差异,记该频率峰值为Δf,则得到两目标间的距离L为:
Figure BDA0003928312660000041
至此,该系统已完成感知测距与通信功能。
本发明中,采用时分复用的感知-通信信号,相当于插入块状导频。
本发明中,通信信号为多载波OFDM信号,每个子载波采用16QAM调制。感知信号为线性调频(LFM)信号。
本发明中,利用光子拍频技术,通过一次电-光-电的转换产生宽带LFM信号与通信信号,从而实现高速率通信与高分辨率感知。
本发明中,使用光外差法通过耦合光滤波器(Interleaver)输出的上边带信号与外腔激光器(ECL2)输出的光载波,辅助光电探测器(PD1)拍频产生高频毫米波信号。
本发明中,通信与感知功能共设备,避免了硬件资源的浪费。
本发明提出了一种基于LFM-OFDM信号的通信感知一体化传输系统,其工作流程(即各部件之间的连接关系)为:
在发送端,由光分路器(OC1)将第一外腔激光器(ECL1)输出的光载波分为上下两路,由第一光调制器(MZM1)接收来自任意波形发生器(AWG)的LFM-OFDM信号输入,对第一外腔激光器(ECL1)输出的上路光载波调制,由光分路器(OC1)输出的下路光载波作为接收端第二光调制器(MZM2)的输入光载波;
由第一光调制器(MZM1)进行抑制载波调制;
由光滤波器(Interleaver)滤出第一光调制器(MZM1)输出信号的上边带信号和下边带信号,上边带信号经过后续处理用于通信与感知,下边带信号作为测距接收端参考光信号;
在第二光耦合器(OC2)处将光滤波器(Interleaver)输出的上边带光信号与第二外腔激光器(ECL2)产生的光载波耦合,由功率调节器(ATT)调节进入第一光电探测器(PD1)的光信号功率;
第一光电探测器(PD1)拍频完成光电转换得到毫米波波段的LFM-OFDM信号,至此已完成通信感知信号的生成,任意波形发生器(AWG)输出的低频LFM-OFDM信号被成功转换至毫米波波段;
由低噪放大器(LNA)对毫米波LFM-OFDM信号进行放大;
将上述放大后的信号经过发射天线发射,发射至无线信道;
在通信接收端,经过1米无线传输后,通信接收天线(HA2)对通信信号相干解调;
在感知接收端,通过感知接收天线(HA3)接收反射回来的LFM回波信号;
由功率放大器(PA)放大LFM回波信号并与本振信号(LO)混频得到中频LFM信号;
由电放大器(EA)放大第二混频器(Mixer2)输出的中频LFM信号,并驱动第二光调制器(MZM2),调节第二光调制器(MZM2)的偏置电压使其处于载波抑制调制,并对光分路器(OC1)输出的下路光载波进行强度调制;
由第二光耦合器(OC3)将接收端第二光调制器(MZM2)输出信号与光滤波器(Interleaver)输出的测距参考光信号耦合,第二光电探测器(PD2)接收第二光耦合器(OC3)输出的耦合信号,拍频得到一个频率峰值,对两个目标分别发射LFM信号,由于两目标距离雷达发射机距离不同,导致LFM信号传输时延不同,最终表现为示波器(OSC)上显示的频率峰值不同,记两频率峰值为Δf,根据式(8)可解出两目标之间的距离。
本发明实施方式相对于现有技术而言,是利用光学外差拍频产生毫米波波段的LFM-OFDM信号,实现通信与感知融合共设备,避免了硬件资源的浪费的同时,借助一次电-光-电的转换生成毫米波LFM-OFDM信号,同时实现了高速率通信与高分辨率感知。同时也满足了未来6G通信信号频段逐渐与雷达信号谱段重叠的趋势,为未来通信感知一体化提供了一种新的技术方案。
附图说明
图1是本发明提出的基于LFM-OFDM信号的毫米波通信感知一体化传输系统架构。
图2是1米无线传输实验误码率曲线。
图3是40cm测距实验结果。
图中标号:1为第一外腔激光器(ECL1),2为光分路器(OC1),3为第一光调制器(MZM1),4为任意波形发生器(AWG),5为光滤波器(Interleaver),6为掺铒光纤放大器(EDFA),7为第一光耦合器(OC2),8为第二外腔激光器(ECL2),9为功率调节器(ATT),10为第一光电探测器(PD1),11为低噪放大器(LNA),12为发射天线(HA1),13为通信端接收天线(HA2),14为第一混频器(Mixer1),15为第一本地振荡器(LO1),16为示波器(OSC),17为测距目标(Target),18为感知端接收天线(HA3),19为功率放大器(PA),20为第二混频器(Mixer2),21为第二本地振荡器(LO2),22为电放大器(EA),23为第二光调制器(MZM2),24为第二光耦合器(OC3),25为第二光电探测器(PD2),26为示波器(OSC)。
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LFM-OFDM信号的毫米波通信感知一体化传输系统架构,它包括:
在发送端中,通过一个光分路器(2)将第一外腔激光器ECL1(1)输出的光载波fc1分为两路,上路光载波作为发送端光调制器(MZM1)的输入光载波,下路光载波作为接收端光调制器(MZM2)的输入光载波。在离线编程软件上编程实现LFM-OFDM信号的生成,LFM信号与OFDM信号占据不同的时隙,并将生成的LFM-OFDM信号输入进任意波形发生器AWG(4)完成信号产生,光调制器MZM1(3)接收来自任意波形发生器的LFM-OFDM信号的驱动,对第一外腔激光器ECL1输出的光载波fc1进行抑制载波调制。使用光滤波器Interleaver(5)滤出光调制器MZM1(3)输出的上边带和下边带信号,其中上边带信号用作后续生成毫米波LFM-OFDM信号,而下边带信号用作测距接收端参考光信号。通过掺铒光纤放大器EDFA(6)放大Interleaver(5)输出的上边带信号,并在光耦合器OC2(7)与来自第二外腔激光器ECL2(8)的光载波fc2耦合,功率调节器ATT(9)用于调节进入光电探测器PD1(10)的光信号功率,经过PD1拍频后,毫米波LFM-OFDM信号已成功产生,利用低噪放大器LNA(11)放大来自PD1的毫米波信号并通过发射天线HA1(12)发射进行通信与感知。
在通信接收端,经过一米无线传输后毫米波信号被接收天线HA2(13)接收。利用混频器Mixer(14)接收来自本机震荡器LO1(15)的本振信号,将毫米波信号下变频处理,并利用示波器捕捉下变频后的中频信号,在离线编程软件上使用数字信号处理算法对信道损伤进行补偿,最终实现通信信号的解调。至此该系统已完成通信功能。
在感知接收端,通过接收天线HA3(18)接收目标(17)反射回来的LFM回波信号,并利用功率放大器PA(19)放大LFM回波信号的功率,在混频器Mixer2(20)处完成毫米波信号的下变频,随后电放大器EA(22)用于将下变频后的中频LFM信号放大,利用放大后的中频信号驱动光调制器MZM2(23),MZM2的输入光载波为OC1输出的下路光载波fc1。为消除LFM信号的啁啾项,随后MZM2(23)输出的光信号与Interleaver输出的下边带测距参考信号在光耦合器OC3(24)处耦合,通过光电探测器PD2(25)拍频完成光电转换,示波器OSC(26)用于观察信号波形与频谱图。为测量两目标间的距离,分别对两目标重复上述步骤,由于两目标距离雷达发射机距离不同,导致传输时延不同,表现为最终OSC所观察到的频率峰值有所差异,记该频率峰值为Δf,通过公式(8)可以计算得到两目标间的距离。至此该系统已完成测距功能。
在具体实验中,基于通信功能,进行了6G Baud、8G Baud OFDM传输,每个OFDM符号使用16QAM调制映射,误码率均在FEC门限之下,最高速率达32Gbit/s。误码率曲线见附图2。
基于测距功能,对相距40cm的两目标进行探测,在示波器(OSC)处得到频谱图如图3所示,频率差值为1.2GHz,而LFM信号的带宽B为5GHz,时间宽度T为10-9s,根据式(8)可解出距离为39cm,误差为1cm。
本领域的普通技术人员可以理解,上述实施方式是实现本发明的具体实施例,而在实际应用中,可以在形式上和细节上对其作各种改变,而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (7)

1.一种基于LFM-OFDM信号的毫米波通信感知一体化系统,其特征在于,包括:发送端和接收端;其中:
所述发送端,包括:
两个外腔激光器(ECL),其中第一外腔激光器(ECL1)输出的光载波fc1被分为两路,分别作为发送端和接收端光调制器的光载波,第二外腔激光器(ECL2)输出的光载波fc2用于与光滤波器滤出的上边带光信号耦合,从而辅助光电探测器(PD1)完成拍频产生毫米波频段的LFM-OFDM信号;
一个光分路器(OC1),将第一外腔激光器(ECL1)输出的光载波分为上下两路;
一个任意波形发生器(AWG),用于生成LFM-OFDM信号,从而第一驱动光调制器(MZM1);
一个第一光调制器(MZM1),用于完成电光转换,进行抑制载波调制;
一个光梳状滤波器(Interleaver),分别滤出第一光调制器(MZM1)输出的上边带信号与下边带信号,其中上边带经过后续处理后用于通信与感知,下边带信号作为感知端解调的参考光信号;
一个掺铒光纤放大器(EDFA),用于放大光梳状滤波器(Interleaver)输出的光信号;
一个第一光耦合器(OC2),作用是将掺铒光纤放大器(EDFA)输出的光信号与第二外腔激光器(ECL2)输出的光载波耦合;
一个功率调节器(ATT),用于调节进入第一光电探测器(PD1)的光信号功率;
一个第一光电探测器(PD1),用于拍频完成光电转换,产生毫米波频段LFM-OFDM信号;
一个低噪放大器(LNA),作用是放大第一光电探测器(PD1)输出的电信号;
一个发射天线(HA1),将来自低噪放大器(LNA)的毫米波LFM-OFDM信号发射出去;
所述接收端,包括:
两个接收天线,第一接收天线(HA2)用于接收毫米波通信信号,第二接收天线(HA3)用于接收毫米波感知信号;
一个功率放大器(PA),用于放大感知端接收信号;
两个混频器(Mixer),分为第一混频器(Mixer1)、第二混频器(Mixer2),分别用于通信信号与感知信号的下变频处理;
两个本机振荡器(LO),分别第一本机振荡器(LO1)、第二本机振荡器(LO2),分别作为通信端、感知端混频器的输入本振信号;
一个电放大器(EA),用于放大感知端下变频后的电信号;
一个第二光调制器(MZM2),用于感知端解啁啾,其输入光载波为第一外腔激光器(ECL1)输出的光载波fc1,射频驱动信号是放大后的下变频感知信号;
一个第二光耦合器(OC3),用于将接收端光调制器(MZM2)输出的调制信号与光滤波器(Interleaver)滤出的下边带光调制信号耦合;
一个第二光电探测器(PD2),拍频完成光电转换,其输入为第二光耦合器(OC3)输出的耦合信号;
示波器(OSC),用于观察来自第二光电探测器(PD2)的信号时域波形与频谱图。
2.根据权利要求1所述的毫米波通信感知一体化系统,其特征在于,采用时分复用的感知-通信信号,相当于插入块状导频。
3.根据权利要求1所述的毫米波通信感知一体化系统,其特征在于,通信信号为多载波OFDM信号,每个子载波采用16QAM调制;感知信号为线性调频LFM信号。
4.根据权利要求1所述的毫米波通信感知一体化系统,其特征在于,利用光子拍频技术,通过一次电-光-电的转换产生宽带LFM信号与通信信号,从而实现高速率通信与高分辨率感知。
5.根据权利要求1所述的毫米波通信感知一体化系统,其特征在于,通信与感知功能共设备,以避免硬件资源的浪费。
6.根据权利要求1所述的毫米波通信感知一体化系统,其特征在于,系统的工作流程为:
在发送端,由第一光分路器(OC1)将第一外腔激光器(ECL1)输出的光载波分为上下两路,由第一光调制器(MZM1)接收来自任意波形发生器(AWG)的LFM-OFDM信号输入,对第一外腔激光器(ECL1)输出的上路光载波调制,由光分路器(OC1)输出的下路光载波作为接收端第二光调制器(MZM2)的输入光载波;
由第一光调制器(MZM1)进行抑制载波调制;
由光滤波器(Interleaver)滤出第一光调制器(MZM1)输出信号的上边带信号和下边带信号,上边带信号经过后续处理用于通信与感知,下边带信号作为测距接收端参考光信号;
使用掺铒光纤放大器(EDFA)放大光滤波器输出的光信号;
在第一光耦合器(OC2)处,将经过掺铒光纤放大器(EDFA)放大后的上边带光信号与第二外腔激光器(ECL2)产生的光载波耦合,由功率调节器(ATT)调节进入第一光电探测器(PD1)的光信号功率;
第一光电探测器(PD1)拍频完成光电转换得到毫米波波段的LFM-OFDM信号,至此已完成通信感知信号的生成,任意波形发生器(AWG)输出的低频LFM-OFDM信号被成功转换至毫米波波段;
由低噪放大器(LNA)对毫米波LFM-OFDM信号进行放大;
将上述放大后的信号经过发射天线发射,发射至无线信道;
在通信接收端,经过1米无线传输后,由第一接收天线(HA2)对通信信号相干解调;
在感知接收端,通过第二接收天线(HA3)接收反射回来的LFM回波信号;
由功率放大器(PA)放大LFM回波信号并与本振信号(LO)混频得到中频LFM信号;
由电放大器(EA)放大第二混频器(Mixer2)输出的中频LFM信号,并驱动第二光调制器(MZM2),调节第二光调制器(MZM2)的偏置电压使其处于载波抑制调制,并对光分路器(OC1)输出的下路光载波进行强度调制;
由第二光耦合器(OC3)将接收端第二光调制器(MZM2)输出信号与光滤波器(Interleaver)输出的测距参考光信号耦合,第二光电探测器(PD2)接收第二光耦合器(OC3)输出的耦合信号,拍频得到一个频率峰值,对两个目标分别发射LFM信号,由于两目标距离雷达发射机距离不同,导致LFM信号传输时延不同,最终表现为示波器(OSC)上显示的频率峰值不同,记两频率峰值为Δf,可解出两目标之间的距离。
7.根据权利要求6所述的毫米波通信感知一体化系统,其特征在于,测距端的原理是通过测量LFM信号从发射到接收所产生的频率增量,换算出传输时延,从而计算得到目标距离;具体流程为:
设初始LFM信号频率表达式为:
fLFM_initial=f0+kt, (1)
其中,f0是初始频率,调频斜率k=B/T,B是LFM信号带宽,T为时间宽度;则发送端第一光调制器(MZM1)输出的上边带信号、下边带信号频率表达式为:
fupper_sideband=fc1+f0+kt, (2)
flower_sideband=fc1-f0-kt, (3)
式(2)所示的上边带信号在第一光耦合器(OC2)处与来自第二外腔激光器(ECL2)的光载波fc2耦合,经过第一光电探测器(PD1)拍频,得到的毫米波LFM信号频率表达式为:
fLFM_transmitted=fc1+f0+kt-fc2, (4)
通过发射天线(HA1)将上述毫米波LFM信号发射至自由空间对目标进行探测;接收天线接收到的LFM回波信号频率表达式为:
fLFM_echo=fc1+f0+kt-fc2+kτ, (5)
其中,τ为传输时延;经过第二混频器(Mixer2)后,得到中频LFM信号频率表达式为:
fLFM_IF=fc1+f0+kt-fc2+kτ-fLO, (6)
其中,fLO为本振信号频率;式(6)中含有啁啾项kt,为直观地观察LFM回波信号的频率,接下来消除啁啾项;MZM2的输入光载波来自第一外腔激光器(ECL1)的fc1,工作在最小传输点,输出光信号的负一阶光边带频率表达式为:
fMZM2_output=fc2-f0-kt-kτ+fLO, (7)
式(7)所示的光信号在第二光耦合器(OC3)处与式(3)所示的光滤波器(Interleaver)输出的下边带参考光信号耦合,输入进光第二电探测器(PD2)拍频,在示波器(OSC)处可观察到一个频率峰值,该峰值频率为fc1-fc2+kτ-fLO,啁啾项kt被成功消除;为测量两目标间的距离,分别对两目标重复上述步骤,由于两目标距离雷达发射机距离不同,导致传输时延τ不同,表现为最终示波器(OSC)所观察到的频率峰值有所差异,记该频率峰值为Δf,则得到两目标间的距离L为:
Figure FDA0003928312650000041
至此,该系统已完成感知测距与通信功能。
CN202211381040.6A 2022-11-06 2022-11-06 基于lfm-ofdm信号的毫米波通信感知一体化传输系统 Pending CN115865208A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211381040.6A CN115865208A (zh) 2022-11-06 2022-11-06 基于lfm-ofdm信号的毫米波通信感知一体化传输系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211381040.6A CN115865208A (zh) 2022-11-06 2022-11-06 基于lfm-ofdm信号的毫米波通信感知一体化传输系统

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN115865208A true CN115865208A (zh) 2023-03-28

Family

ID=85662602

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202211381040.6A Pending CN115865208A (zh) 2022-11-06 2022-11-06 基于lfm-ofdm信号的毫米波通信感知一体化传输系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN115865208A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117375719A (zh) * 2023-10-20 2024-01-09 北京红山信息科技研究院有限公司 一种光纤与无线融合单输入多输出通信系统及方法
CN117856916A (zh) * 2024-03-07 2024-04-09 华中科技大学 一种通感一体系统

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117375719A (zh) * 2023-10-20 2024-01-09 北京红山信息科技研究院有限公司 一种光纤与无线融合单输入多输出通信系统及方法
CN117856916A (zh) * 2024-03-07 2024-04-09 华中科技大学 一种通感一体系统
CN117856916B (zh) * 2024-03-07 2024-05-03 华中科技大学 一种通感一体系统

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111538028B (zh) 基于光子采样的偏振复用微波光子雷达探测方法及系统
CN115865208A (zh) 基于lfm-ofdm信号的毫米波通信感知一体化传输系统
TWI396033B (zh) Multi - frequency electrical signal of the photoelectric device
US8687962B2 (en) Method and arrangement for transmitting signals in a point to multipoint network
CN109387833B (zh) 基于微波光子正交差频复用的mimo雷达探测方法及装置
CN109818680B (zh) 微波光子宽带射频收发方法及装置
CN110166134B (zh) 光正交调制解调系统、基于该系统的数字化综合射频系统
CN111464240B (zh) 基于偏振复用强度调制器的矢量射频信号发生系统
CN111541492A (zh) 一种多通道拓展的超宽带射频信道化接收装置及实现方法
CN110958053B (zh) 产生四倍频光载毫米波bpsk矢量信号的装置及方法
Browning et al. Phase noise robust optical heterodyne system for reduced complexity millimeter-wave analog radio-over-fibre
CN101674136B (zh) OFDM调制方式的光学倍频毫米波RoF信号生成系统及方法
WO2018198873A1 (ja) 光伝送方法および光伝送装置
CN106899355B (zh) 全光技术微波接收系统与方法
CN115622632A (zh) 基于重采样相位补偿的雷达通信一体化装置与方法
CN113114375B (zh) 一种光子太赫兹通信方法及装置
CN103067331A (zh) 一种qam光矢量信号产生及远程外差探测装置
CN112350777A (zh) 一种基于推挽调制器的双矢量毫米波的发生系统及方法
US20230324504A1 (en) Integrated photonics millimeter wave (mmw) radar communication system based on analog phase modulation scheme
CN116626693A (zh) 一种基于光子倍频的相干微波光子雷达探测方法和系统
CN114401048B (zh) 一种超宽带微波光子信道化接收装置及实现方法
CN113608227B (zh) 光子辅助雷达混频与直达波自干扰对消一体化装置及方法
Huchard et al. 60 GHz radio signal up-conversion and transport using a directly modulated mode-locked laser
CN106877940B (zh) 一种光信号发射端及毫米波光载无线通信系统
CN114448518A (zh) 一种低复杂度相干检测光载射频链路的方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination