[發明專利]基于雙級單邊帶調制產生光纖載太赫茲信號的系統

無效

• 申請號: 200910197209.0
• 申請日: 2009-10-15
• 公開（公告）號: CN101692627A
• 公開（公告）日: 2010-04-07
• 發明（設計）人: 侯春寧;邵宇豐;遲楠
• 申請（專利權）人: 復旦大學
• 主分類號: H04B10/155
• 分類號: H04B10/155;H04J14/02;H04B10/12
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 陸飛;盛志范

技術領域

本發明屬于光纖通信和無線通信融合技術領域，具體涉及一種副載波復用方式產生太 赫茲波的技術、雙級單邊帶調制技術以及太赫茲信號的傳輸和接收組成的ToF通信系統。

背景技術

隨著人們對高速率通信網絡傳輸帶寬的需求日益增加，通信系統向更高頻段延伸的要 求日益迫切。目前寬帶無線通信的個域網標準已經規定了60GHz頻段，頻段進一步提高就 進入了太赫茲波段(THz波頻率在0.1～10THz范圍)。因此，研究太赫茲波通信可以拓 展下一代寬帶無線移動通信的頻譜，對于搶占頻譜、有效利用資源將具有非常大的戰略意 義^[1]。太赫茲波通信具有帶寬寬，定向性好，天線小，安全性好等特點^[4]，但是太赫茲波通 信面臨的最嚴重問題是該頻段在大氣傳輸中衰減嚴重，因此研究光纖載太赫茲通信技術具 有非常重要的實用意義。

ToF技術是把太赫茲信號作為中頻調制到光波上然后在光纖中進行長距離傳輸，ToF 技術具有高頻率、高可靠性、超高帶寬、低損耗和抗干擾能力強等優點^[4]。雖然ToF技術 備受矚目，但在傳輸高頻信號時會面臨光纖信道色度色散問題，不僅會產生頻率衰落效應， 而且會造成信息碼元的時延啁啾，嚴重影響信號傳輸質量。其中，衰落效應導致傳輸的信 號產生余弦波動式衰落，這意味著在某些衰落節點信號會消失，造成誤碼率增高，從而直 接降低通信性能。據報道，有一些方案能克服色散衰落效應，例如：添加色散補償光纖、 利用啁啾布拉格光柵、多節DBR半導體激光器和等幅外差后均衡發處理信號等，但這些方 法并沒有從根本上解決色散衰落效應帶來的影響。

基于以上的一些事實，本發明首次提出了雙級單邊帶(DSSB)方案組成的ToF系統。 該系統能夠有效抵抗0.1THz信號傳輸的色散致頻率衰落影響，具有良好色散容忍度。由于 采用DSSB調制，光電檢測后的電信號頻譜窄，因此可以有效利用帶寬資源，并可以降低THz 頻段帶通濾波器要求，有利于光纖載太赫茲系統的實用化。

發明內容

本發明的目的在于提供一種能夠抵抗頻率衰落影響，具有良好色散容忍度的ToF通信 系統。

本發明提出的ToF通信系統，由載波抑制調制方式產生的兩條邊帶，經濾波器分別濾 出，其中的一條邊帶作為載波以單邊帶調制方式調制數據后，與另一條邊帶拍頻產生載有 信息的太赫茲波，經光纖傳輸至天線發射。該系統的核心是在ToF通信系統中信息數據的 調制部分，選擇載波抑制雙邊帶中的一個邊帶進行一級單邊帶數據調制，在數據調制過程 中再次采用基帶單邊帶調制技術，由此產生雙級級聯單邊帶調制。

本發明提出的ToF通信系統由三部分組成(見圖1)，A為光抑制載波雙邊帶信號產生 部分、B為雙級單邊帶調制部分、C為太赫茲信號傳輸發射部分。A部分主要是采用載波 抑制和光的副載波復用技術產生倍頻信號。B部分是本發明的核心部分，選擇載波抑制雙 邊帶中的一個邊帶進行一級單邊帶數據調制，在數據調制過程中再次采用基帶單邊帶調制 技術，由此產生雙級級聯單邊帶調制；第二級單邊帶調制技術，是基于信號的希爾伯特變 換有限沖擊響應數字濾波器，利用一個雙臂的馬赫哲德調制器級聯一個相位調制器產生單 邊帶信號。信號與信號的希爾伯特變換分別驅動雙臂馬赫哲德調制器和相位調制器。C部 分是拍頻后的太赫茲波經標準單模光纖傳輸至天線發射為無線信號。各部分具體結構如 下：