[發明專利]利用單電極調制器產生高頻矢量波信號的系統及優化方法

在審

• 申請號: 201710137258.X
• 申請日: 2017-03-09
• 公開（公告）號: CN106850075A
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 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: H04B10/50
• 分類號: H04B10/50;H04B10/54;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，涉及一種利用單電極調制器產生高頻矢量波信號的系統及優化方法。

背景技術

到目前為止，已經提出了許多產生光矢量波的方案，結構簡單、成本低對產生矢量波信號非常重要。實驗證明，基于光載波抑制技術可以倍頻產生光矢量毫米波。因為倍頻的同時相位擴大了相應的倍數，所以預編碼對毫米波的產生非常重要。產生W波段矢量毫米波信號時，采用光濾波器來選擇高階載波，這種方式較為復雜且成本高。實驗證明，可以用一個單電極調制器通過光載波抑制方式六倍頻產生72GHz的毫米波，但這種毫米波并未攜帶數據信號。D波段的帶寬超過60GHz，它可以為未來的毫米波通信提供更多的帶寬。

發明內容

為了克服現有技術的不足，本發明的目的是提供一種利用單電極調制器倍頻產生高頻矢量波信號的系統及其系統優化方法。本發明用一個單電極調制器通過抑制中心載波的方式倍頻產生毫米波信號，并利用優化的判決方案提高通信系統的誤碼率性能。

本發明的技術方案具體介紹如下。

本發明提供一種利用單電極調制器產生高頻矢量波信號的系統，其包括發射端和接收端；其中：

所述發射端由外腔調制器ECL、數模轉換器DAC、電放大器EA和單電極調制器組成；數模轉換器DAC將MATLAB產生的預編碼序列轉換成模擬信號，經過二級電放大器EA放大后，信號通過單電極調制器調制到外腔調制器ECL產生的連續波激光上，輸出光載毫米波；

所述接收端由摻鉺光纖放大器EDFA、光衰減器ATT、光檢測器PD、低噪聲放大器LNA、混合器、電放大器EA和實時示波器組成；發射端輸出的光載毫米波經過摻鉺光纖放大器EDFA放大后，通過光衰減器ATT調節輸入到光檢測器PD的光功率，光檢測器PD將光信號轉變成電信號；電信號經過低噪聲放大器LNA放大后，與本振源產生的毫米波在混合器混合，進行拍頻，獲得拍頻信號；拍頻信號經電放大器EA放大，最終由實時示波器進行數據采集，并由計算機進行處理。

上述系統中，所述單電極調制器選自強度調制器、相位調制器或直接調制激光器中任意一種。

上述系統中，調整單電極調制器的偏置電壓和驅動射頻信號峰峰電壓值，便獲得兩個某階邊帶，這兩個邊帶拍頻，即得到相應的毫米波信號。

上述系統中，實時示波器采集數據由計算機進行處理包括如下算法，1)下轉換到基帶；2)用波特率的兩倍重采樣；3)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。

本發明還進一步提供一種上述系統的優化方法，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，并采用優化的判決方法，即根據得到的相位信息，取各星座點的中間值作為判決門限，將判決區域重新劃分。

和現有技術相比，本發明的有益效果在于：

(1)本發明大大降低了對光電器件帶寬要求，適用于任何利用單電極調制器(強度調制器、相位調制器以及直接調制激光器)倍頻(2階、3階或更高)產生矢量毫米波信號的方案，包括QPSK、8QAM、8PSK、16QAM、64QAM以及更高階的QAM。

(2)本發明實驗采集的數據通過計算機MATLAB離線處理，得到最終的星座圖。對最終的解調數據進行判決，采用傳統的平均分割方法誤碼率較高。本發明采用靈活劃分的優化判決方法，并將結果與傳統方法進行比較，靈敏度提高了3dB，得到系統性能提高的結論。

附圖說明

圖1實施例1的實驗裝置。

圖2實施例1的調制器傳輸曲線。

圖3實施例1的強度調制器輸出光譜。

圖4實施例1的調制4Gbaud數據光譜。

圖5實施例1的僅有時鐘而未調制數據光譜。

圖6實施例1的輸入功率為9dBm、傳輸速率為4Gbaud的電譜。

圖7實施例1的輸入功率為9dBm、傳輸速率為4Gbaud時未進行相位判決門限優化的解調過程。

圖8實施例1的傳統判決方案的星座圖。

圖9實施例1的QPSK信號的相位分布。

圖10實施例1的優化判決方案的星座圖。

圖11實施例1的相位判決門限優化前后4Gbaud QPSK信號誤碼率曲線。

具體實施方式

下面將結合附圖完整地描述本發明中基于一個單電極調制器六倍頻產生D波段毫米波信號，并采用優化判決方案提高系統性能的具體過程。

實施例1