[發明專利]非均勻相位分布QAM信號的判決門限優化方法

在審

• 申請號: 201710137100.2
• 申請日: 2017-03-09
• 公開（公告）號: CN106961307A
• 公開（公告）日: 2017-07-18
• 發明（設計）人: 余建軍;韓希鋒;張俊文;李欣穎
• 申請（專利權）人: 復旦大學
• 主分類號: H04B10/2575
• 分類號: H04B10/2575;H04B10/556
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司31200
• 代理人: 陸飛,王潔平

技術領域

本發明屬于光載無線通信技術領域，具體的說，涉及一種非均勻相位分布QAM信號的判決門限優化方法。

背景技術

當連續光波經過某一射頻信號驅動的外調制器時，可以產生光載無線信號。由于能夠降低光和電器件所需的帶寬，基于光載波抑制技術產生光載毫米波被證明是一種很好的方案。因為光載無線矢量信號經過光檢測器進行平方檢測后相位會加倍，所以相位預編碼十分必要。然而，由于光和電器件的帶寬限制，以及DAC的有效字比特數限制，在接收端經過光電轉換后，QAM信號的相位分布不是均勻的。

發明內容

為了克服現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種非均勻相位分布QAM信號的判決門限優化方法。通過該方法能降低誤碼率性能。

本發明的技術方案具體介紹如下。

本發明提供一種非均勻相位分布QAM信號的判決門限優化方法，其基于的實驗裝置由外腔激光器ECL、調制器MZM、數模轉換器DAC、電放大器EA、可調光衰減器VOA、光檢測器PD和實時示波器OSC組成；發射端中，數模轉換器DAC將MATLAB產生的序列轉換成模擬信號，經過電放大器EA放大后，該信號通過調制器MZM調制到外腔激光器ECL產生的連續波激光上；在接收端，光檢測器PD檢測到光信號后產生電信號，經過電放大器EA放大后，該信號通過實時示波器采集并由計算機離線處理；實時示波器采集的數據經過計算機MATLAB進行處理后獲得星座圖，用MATLAB提取各星座點的相位，取相鄰星座相位之間的中間值作為判決門限進行判決。

本發明中，實時示波器采集數據由計算機離線處理的算法包括：1）下轉換到基帶；2）用波特率的兩倍重采樣；333）用峰值搜索方法提取時鐘；4）橫模算法；5）載波恢復，包括FFT方法進行頻偏估計和盲相位搜索的前向反饋相偏估計；6）用差分解碼消除π/2相位模糊。

本發明中，調制器MZM是強度調制器、相位調制器或直接調制激光器中任意一種。

和現有技術相比，本發明的有益效果在于：

（1）與傳統的判決方法相比，本發明的優化的判決方法誤碼率性能提高。

（2） 本發明方法適用性廣，適用于任何由一個調制器（強度調制器、相位調制器以及直接調制激光器）倍頻（2階、3階、4階或更高）產生的矢量毫米波信號，包括QPSK、8QAM、8PSK、16QAM、64QAM以及更高階的QAM。

（3） 本發明適用于任何由一個調制器倍頻產生具有一定的載頻的矢量信號，載頻可以是毫米波，或者微波、太赫茲波等。

附圖說明

圖1是實施例1的實驗裝置圖。

圖2是實施例1的經過強度調制后8Gbaud信號的光譜圖。

圖3是實施例1的經過強度調制后16Gbaud信號的光譜圖。

圖4是實施例1的相位恢復前的星座圖。

圖5是實施例1的傳統判決門限的星座圖。

圖6 是實施例1的優化判決門限的星座圖。

圖7 是實施例1的QPSK信號的相位分布。

圖8 是實施例1的 8Gbaud信號的誤碼率曲線。

圖9 是實施例1的 16Gbaud信號的誤碼率曲線。

具體實施方式

下面將根據本發明提出的判決門限優化方法，以QPSK信號為例結合附圖完整地描述具體實施方案。

實施例1

本發明的實驗裝置如圖1所示。它是由外腔激光器（ECL）、調制器（MZM）、數模轉換器（DAC）、電放大器（EA）、可調光衰減器（VOA）、光檢測器（PD）和實時示波器（OSC）組成。DAC將MATLAB產生的序列轉換成模擬信號，經過EA放大后，該信號通過MZM調制到ECL產生的連續波激光上，這是發射端。在接收端，PD檢測到光信號后產生電信號，經過EA放大后，該信號通過實時示波器采集并由計算機離線處理。

實施例中，外腔激光器波長為1552.3nm，輸出功率為16dBm，線寬為100kHz。MZM調制器的3dB帶寬是37GHz，1GHz處半波電壓是2.7V，插入損耗是5dB。為了通過光載波抑制技術產生信號，直流偏置電壓被設置為射頻信號消失的最小輸出點。數模轉換器（DAC）的采樣率和3dB帶寬分別是80GSa/s和20GHz。該DAC設計為8位，它的有效字長在0~10GHz時大約是6位，在10~15GHz時大約是5位，在15~20GHz時大約是4位。