基于光载波抑制生成矢量信号的系统及其使用方法.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010546011.5 (22)申请日 2020.06.16 (71)申请人 光创新电 （苏州） 信息科技有限公司 地址 215400 江苏省苏州市太仓市科教新 城健雄路20号大学科技园11号楼4层6 号柜面 (72)发明人 余建军余思遥陈丽辉 (74)专利代理机构 北京盛凡智荣知识产权代理 有限公司 11616 代理人 肖月华 (51)Int.Cl. H04B 10/516(2013.01) H04B 10/69(2013.01) (54)发明名称 一种基于光载波抑制生成。

2、矢量信号的系统 及其使用方法 (57)摘要 本发明公开了一种基于光载波抑制生成矢 量信号的系统及其使用方法， 使用激光器生成激 光， 使用射频信号驱动马赫曾德尔调制器， 使用 马赫曾德尔调制器调制该激光， 实现光学载波抑 制； 使用MATLAB软件在数字域产生两路电信号， 这两路信号相位相差90 ， 并分别上变频以生成 中频信号； 使用两路中频信号相加后的信号驱动 马赫曾德尔调制器， 对激光器产生的激光进行调 制， 调制后的带宽为载波所在频率的2倍； 然后进 行光放大和光电转换， 最后进行数字信号处理恢 复出所发送的(3， 1)信号； 本发明利用无需预编 码基于光载波抑制生成(3， 1)矢量信。

3、号的方法提 高了系统的稳定性和可调范围， 复杂度低， 误码 率低， 信号传输性能优。 权利要求书1页 说明书3页 附图1页 CN 111769879 A 2020.10.13 CN 111769879 A 1.一种基于光载波抑制生成矢量信号的系统， 其特征在于： 包括射频信号源(1)、 电放 大器(2)、 激光器(3)、 马赫曾德尔调制器(4)、 光纤放大器(5)和光电探测器(6)， 所述射频信 号源(1)的输出端与电放大器(2)的输入端通过电缆连接， 所述电放大器(2)的输出端与马 赫曾德尔调制器(4)的电输入端通过电缆连接， 所述马赫曾德尔调制器(4)的输出端与光纤 放大器(5)的光输入端。

4、通过光纤连接， 所述光纤放大器(5)的光输出端与光电探测器(6)的 输入端通过光缆连接。 2.一种基于光载波抑制生成矢量信号的系统的使用发明， 其特征在于， 包括以下步骤： S1、 使用激光器(3)生成激光， 使用射频信号驱动马赫曾德尔调制器(4)； S2、 使用马赫曾德尔调制器(4)调制该激光， 实现光学载波抑制调制； S3、 使用MATLAB软件在数字域产生两路电信号， 并分别对它们进行上变频以生成中频 信号； S4、 使用两路信号相加后的信号驱动马赫曾德尔调制器(4)； S5、 使用光电探测器(6)进行光电转换， 更改解映射方法即可生成(3， 1)矢量信号。 3.根据权利要求2所述的一种。

5、基于光载波抑制生成矢量信号的系统的使用发明， 其特 征在于： 所述马赫曾德尔调制器(4)的直流偏置在功率最小点。 4.根据权利要求2所述的一种基于光载波抑制生成矢量信号的系统的使用发明， 其特 征在于： 所述马赫曾德尔调制器(4)调制后的射频信号的频率是原始射频驱动信号频率的 两倍。 5.根据权利要求2所述的一种基于光载波抑制生成矢量信号的系统的使用发明， 其特 征在于： 所述MATLAB软件在数字域产生两路电信号之间的相位差为90 。 6.根据权利要求2所述的一种基于光载波抑制生成矢量信号的系统的使用发明， 其特 征在于： 所述(3， 1)矢量信号由数字示波器以16GHz的电带宽和50GSa。

6、/s的采样率捕获。 权利要求书 1/1 页 2 CN 111769879 A 2 一种基于光载波抑制生成矢量信号的系统及其使用方法 技术领域 0001 本发明涉及光纤无线(Radio-over-Fiber,ROF)通信系统技术领域， 具体是指一 种基于光载波抑制生成矢量信号的系统及其使用方法。 背景技术 0002 随着通信容量和接入需求的高速增长， 融合了光纤传输的低损耗、 高带宽和抗电 磁干扰的优点和无线通信的宽域覆盖， 接入灵活等优点的光纤无线ROF通信系统成为研 究热点。 ROF系统逐渐影响人们的日常生活和工作， 其研究越来越详细。 许多研究结果已经 证实， 外部调制被用作一种流行的调制。

7、技术， 可以减少光纤色散并延长传输距离。 因此， 可 以通过使用外部调制器来提供稳定的射频RF载波。 此外， ROF系统结合光载波抑制OCS不仅 可以提高带宽利用率， 还可以有效提高系统中的频谱效率和接收器灵敏度。 0003 近年来， 一些人提出在发射机处应采用幅度和相位预编码， 以便在接收机处恢复 常规正交幅度调制QAM矢量信号。 尽管预编码可以解决接收信号的相位混乱或幅度失配， 但 是预编码技术的应用使系统中的星座分布不均匀。 由于预编码技术减小了星座点之间的最 小欧几里得距离， 因此该技术不仅增加了复杂性和不稳定性， 而且降低了信号传输性能。 0004 为了解决此问题， 我们提出了一种无。

8、需预编码的3， 1矢量信号生成方法， 该方法可 显著提高整体性能。 首先， 在我们的方案中不需要幅度预编码， 并且主要获取发送的3， 1矢 量信号数据作为相位信息。 由于光电检测器PD平方律的特性， 3， 1矢量信号星座点之间的欧 几里得距离相同且平衡， 有效地避免了分阶段的预编码操作。 PD转换后的星座与发送器上 的星座重叠， 并且仅2/3 和4/3 相位的星座点相互交换， 仍保持3， 1矢量信号的初始对称 性。 在接收端， 采用了针对3， 1信号的解映射方法， 以确保传输序列能够准确恢复， 这不仅提 高了系统的稳定性和可调范围， 而且节省了成本。 另外， 由于在3， 1矢量信号的中央零点处。

9、 存在一个星座点， 因此信号传输功率和光纤色散的影响相应地减小了。 因此， 研究3， 1矢量 信号的生成过程中预编码存在与否之间的区别是明显的。 发明内容 0005 本发明要解决的技术问题是， 针对上述问题， 提供一种无需预编码就可基于光载 波抑制生成3， 1矢量信号的基于光载波抑制生成矢量信号的系统及其使用方法。 0006 为解决上述技术问题， 本发明提供的技术方案为： 一种基于光载波抑制生成矢量 信号的系统， 包括射频信号源、 电放大器、 激光器、 马赫曾德尔调制器、 光纤放大器和光电探 测器， 所述射频信号源的输出端与电放大器2的输入端通过电缆连接， 所述电放大器2的输 出端与马赫曾德尔。

10、调制器4的电输入端通过电缆连接， 所述马赫曾德尔调制器4的输出端与 光纤放大器5的光输入端通过光纤连接， 所述光纤放大器5的光输出端与光电探测器6的输 入端通过光缆连接。 0007 一种基于光载波抑制生成矢量信号的系统的使用发明， 包括以下步骤： 0008 S1、 使用激光器生成激光， 使用射频信号驱动马赫曾德尔调制器； 说明书 1/3 页 3 CN 111769879 A 3 0009 S2、 使用马赫曾德尔调制器调制该激光， 实现光学载波抑制调制； 0010 S3、 使用MATLAB软件在数字域产生两路电信号， 并分别对它们进行上变频以生成 中频信号； 0011 S4、 使用两路信号相加后。

11、的信号驱动马赫曾德尔调制器； 0012 S5、 使用光电探测器进行光电转换， 更改解映射方法即可生成3， 1矢量信号。 0013 优选的， 所述马赫曾德尔调制器的直流偏置在功率最小点。 0014 优选的， 所述马赫曾德尔调制器调制后的射频信号的频率是原始射频驱动信号频 率的两倍。 0015 优选的， 所述MATLAB软件在数字域产生两路电信号之间的相位差为90 。 0016 优选的， 所述3， 1矢量信号由数字示波器以16GHz的电带宽和50GSa/s的采样率捕 获。 0017 本发明与现有技术相比的优点在于： 使用激光器生成激光， 使用经过电放大器放 大的射频信号驱动马赫曾德尔调制器， 使用。

12、马赫曾德尔调制器调制该激光， 实现光学载波 抑制调制， 使用MATLAB软件在数字域产生两路电信号， 并分别对它们进行上变频以生成中 频信号， 使用两路信号相加后的信号驱动马赫曾德尔调制器， 使用光电探测器进行光电转 换， 更改解映射方法即可生成3， 1矢量信号， 具有低复杂度和良好通用性而无需预编码的特 点， 使用一个马赫曾德尔调制器实现光学载波抑制提高了调制效率， 降低了系统成本。 附图说明 0018 图1是本发明一种基于光载波抑制生成矢量信号的系统的结构图。 0019 图2是本发明使用马赫曾德尔调制器实现光学载波抑制和光学倍频(a)射频信号 频谱图(b)激光器产生的激光光谱图(c)经过马。

13、赫曾德尔调制器实现载波抑制和光学倍频 后的光谱图。 0020 附图说明： 1、 射频信号源， 2、 电放大器， 3、 激光器， 4、 马赫曾德尔调制器， 5、 光纤放 大器， 6、 光电探测器。 具体实施方式 0021 下面结合附图对本发明做进一步的详细说明。 0022 结合附图， 一种基于光载波抑制生成矢量信号的系统， 包括射频信号源1、 电放大 器2、 激光器3、 马赫曾德尔调制器4、 光纤放大器5和光电探测器6， 所述射频信号源1的输出 端与电放大器2的输入端通过电缆连接， 所述电放大器2的输出端与马赫曾德尔调制器4的 电输入端通过电缆连接， 所述马赫曾德尔调制器4的输出端与光纤放大器5。

14、的光输入端通过 光纤连接， 所述光纤放大器5的光输出端与光电探测器6的输入端通过光缆连接。 0023 该基于光载波抑制生成矢量信号的系统的工作原理： 使用激光器生成激光， 使用 经过电放大器放大的射频信号驱动马赫曾德尔调制器， 使用马赫曾德尔调制器调制该激 光， 实现光学载波抑制调制， 使用MATLAB软件在数字域产生两路电信号， 并分别对它们进行 上变频以生成中频信号， 使用两路信号相加后的信号驱动马赫曾德尔调制器， 使用光电探 测器进行光电转换， 更改解映射方法即可生成3， 1矢量信号。 0024 实施例 说明书 2/3 页 4 CN 111769879 A 4 0025 射频信号源1， 。

15、产生单频射频信号a1(t)； 电放大器2， 用于放大射频信号a1(t)； 激 光器3， 产生波长 1的连续波激光； 马赫曾德尔调制器4， 使用电放大器2放大后的射频信号 a1(t)调制激光器3产生的波长 1的连续波激光， 实现光学载波抑制并产生倍频的激光波 长， 马赫曾德尔调制器4的直流偏置点设置在功率最小点； 光纤放大器5， 不仅放大光信号， 而且补偿调制损耗和插入损耗； 光电探测器6， 用于光信号向电信号的转换， 进而通过更改 解映射方法得到(3， 1)矢量信号。 0026 本发明及其实施方式进行了描述， 这种描述没有限制性， 附图中所述的也只是本 发明的实施方式之一， 实际的结构并不局限于此。 总而言之如果本领域的普通技术人员受 其启示， 在不脱离本发明创造宗旨的情况下， 不经创造性的设计出与该技术方案相似的结 构方式及实施例， 均应属于本发明的保护范围。 说明书 3/3 页 5 CN 111769879 A 5 图1 图2 说明书附图 1/1 页 6 CN 111769879 A 6 。