[發明專利]一種基于全光譜利用和后補償技術的微波光子鏈路方法

有效

• 申請號: 201210499741.X
• 申請日: 2012-11-30
• 公開（公告）號: CN102983911A
• 公開（公告）日: 2013-03-20
• 發明（設計）人: 喻松;蔣天煒;李健;駱璁;張阮彬;謝倩;顧畹儀
• 申請（專利權）人: 北京郵電大學
• 主分類號: H04B10/2575
• 分類號: H04B10/2575
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種實現微波光子鏈路的方法，更具體地說，涉及全光譜利用和數字域的后補償方法。

背景技術

微波通信能夠在任意方向上發射、易于構建和重構，實現與移動設備的互聯；蜂窩式系統的出現，使微波通信具備高的頻譜利用率。但目前微波頻段的有限帶寬成為嚴重問題，人們開始考慮在更高的微波頻段甚至毫米波實現無線通信。然而毫米波波段在大氣中的損耗很大如60GHz信號在大氣中的傳輸損耗高達14dB/km，這意味著在蜂窩移動通信中信道頻率可更加頻繁地重復使用。但傳統的微波傳輸介質在長距離傳輸時具有很大損耗，而光纖系統具有低損耗、高帶寬特性，對于微波傳輸和處理充滿吸引力。

微波光子鏈路概念最早于1993年被提出。它利用光纖和微波兩者的優勢，可以將無線微波信號的傳輸距離大大增加。其主要研究內容是解決傳統的光纖通信技術向微波頻段發展中的問題，包括激光器、光電調制器、中繼放大器、光電探測器和光纖傳輸鏈路的研究，以及整合在一起的系統結構的研究。而是多年來，在微波光子鏈路從最初的直接對激光器功率進行調制的直接調制技術發展到采用外強度調制器的外調制技術。在光學接收端，從最初的光電探測器直接探測發展到利用光纖通信中的光學相干解調的方式。系統結構的復雜化伴隨著性能的不斷提高。

衡量微波光子鏈路性能優越性的主要品質因素有增益、噪聲系數、交調失真以及動態范圍。其中動態范圍是綜合考慮噪聲系數和交調失真的評價指標。因此，系統增益和動態范圍逐漸成為人們關注的重要指標。近年來，人們以提高系統指標為目的對微波光子鏈路的系統結構進行了深入的研究其中包括強度調制、偏振調制、相位調制、直接檢測、相干檢測、數字接收等。其中相位調制器由于沒有直流偏置，因此長時間工作時不存在直流漂移的問題，而且它本質上是一個線性調制，而且可以容忍大調制深度。基于相位調制的以上優點，他成為了近些年的研究熱點。

然而，光學相位調制攜帶的相位信息是不能被光電探測器探測出來的，需要一種相位轉換成強度的手段。采用色散光纖可以實現相位和強度的轉換，但是由于光纖固有的非線性傳輸函數以及頻率相關的特性使得這種方式的帶寬很窄，而且難以實現大動態范圍。采用相位調制結合光濾波實現相位和幅度的轉換可以搭建成大帶寬的微波光子鏈路。而且這種方式可以輕松的與全光下變頻結合，充分利用數字信號處理技術，在數字域線性化、減小失真，從而提高系統的動態范圍。

然而，相位調制結合光濾波的全光下變頻鏈路有兩個有待改進的地方。第一，濾波器將光載波濾掉減小了光功率，降低了系統增益。第二，目前沒有一種計算復雜度較低的數字信號處理后補償的算法來抑制失真，提高動態范圍。因此我們需要在光域內將濾掉的光譜重新利用以提高系統增益，并且需要針對這種鏈路的非線性特性提出一種簡單高效的數字信號處理算法來抑制交調失真。

發明內容

本發明的目的在于提供一種可以利用全光譜以及后補償算法實現高性能微波光子鏈路的方法。該方法可用于光載無線(ROF)系統中。

根據本發明，提供一種全光譜利用的方法。全光譜利用指的是用光纖光柵的反射譜將濾除的光譜重新利用。系統通過一個保偏的環形器和一個布拉格光柵(FBG)來實現反射譜和透射譜的利用，并通過平衡探測器來就行光電變換，達到提高增益的目的。

根據本發明，提供一種后補償的方法。后補償指的是用數字信號處理(DSP)技術將接收到的信號轉換為數字域在就行變換，實現信號處理的功能。通過推導我們證明了這種鏈路的傳遞函數類似為正弦函數，通過對采樣下來的數字信號就行反正弦變換，提高系統的線性度。從而，增加動態范圍。

附圖說明

通過下面結合附圖進行的對實施例的描述，本發明的上述和/或其他目的和優點將會變得更加清楚，其中：

圖1示出系統結構框圖

圖2示出系統增益改善圖

圖3示出低功率本振的線性化改善圖

圖4示出高功率本振的線性化改善圖

圖5示出未經過數字信號處理的雙音測試頻譜圖

圖6示出經過數字信號處理的雙音測試頻譜圖

圖7示出系統動態范圍改善圖

具體實施方式

下面將結合附圖對本發明的實施方式進行詳細描述。