[发明专利]无相位预编码的奇数倍频矢量毫米波产生装置及方法

说明书

本发明提出一种无相位预编码的奇数倍频矢量毫米波产生装置及方法，属于电子通讯技术领域。本发明方法包括，对携带发送数据的射频驱动信号进行幅度预编码；然后进行数模转换和功率放大；单模激光器产生的连续波长光载波注入到相位调制器中，同时放大后的射频驱动电信号驱动相位调制器，输出一系列的子载波；使用波长选择开关选出两个频率间隔为射频驱动频率奇数倍的子载波；选出的两个子载波经由单端光电二极管执行外差拍频，然后进行模数转换，再经离线数字信号处理模块对相位进行相应的奇数倍操作。本发明提出的矢量毫米波信号生成装置及方法无需相位预编码操作，具有结构简单、执行简易、成本高效、系统性能良好等优点。

技术领域

本发明属于通讯技术领域，特别涉及一种无相位预编码的奇数倍频矢量毫米波产生装置及方法。

背景技术

随着对带宽和速率要求的提高，低频段的射频信号不能满足要求。而毫米波频段(30～300GHz)可以提供巨大的带宽，可用于未来的无线通信和空间通信中，然而毫米波信号由于频率很高，在自由空间传输时损耗很大，严重的影响了其传输距离。针对毫米波传输距离受限的问题，基于射频拉远的光载无线通信技术应运而生，即将毫米波射频信号调制到光载波上并利用光纤传输毫米波信号。基于射频拉远的光载无线(Radio over Fiber,RoF)技术结合了光纤通信和毫米波的优点，用光纤传输高速率的毫米波射频信号，解决了毫米波信号传输距离较短的问题。矢量信号具有较高的频谱效率，因而将矢量信号调制到毫米波上进行传输并且与先进的数字信号处理技术相结合，可以实现信号的高效传输。毫米波的频率较高不容易直接产生，基于光子的毫米波矢量信号一般是基于外调制的方式产生的，具体为射频信号驱动外调制器对光信号进行调制，通过驱动电压和/或偏振电压的设置使调制器的输出光信号中的一些边带得到抑制，同时可以使另外一些边带功率较低，而需要的边带功率较高，另外在调制器的输出侧还可以选择性的采用波长选择开关(Wavelength Selective Switch,WSS)选择需要的边带，这样在接收端光电检测后就可以得到所需的矢量毫米波信号。科研界已经提出并实验验证了基于倍频的光生矢量毫米波的不同方案。可以实现2倍频【Y.Wang,Y.Xu,X.Li,J.Yu,and N.Chi,“Balance precodingtechnique for vector signal generation based on OCS,”Photon.Technol.Lett.,vol.27,no.23,pp.2469–2472,2016】、3倍频【X.Li,Y.Xu,J.Xiao,and J.Yu,“W-bandmillimeter-wave vector signal generation based on precoding-assisted randomphotonic frequency tripling scheme enabled by phase modulator,”IEEE PhotonicsJournal,vol.8,no.2,Apr.2016,Art.no.5500410】、4倍频【王勇,李明安,赵强,文爱军,王方燕,尚磊.新型四倍频光生毫米波矢量信号调制技术.光学学报,2012,32(9)：21-26】、6倍频【J.Lu,Z.Dong,J.Liu,X.Zeng,Y.Hu and J.Gao,“Generation of a frequencysextupled optical millimeter wave with a suppressed central carrier using onesingle-electrode modulator,”Optical Fiber Technology,vol.20,no.5,pp.533-536,Oct.2014】、8倍频【H.Zhang,L.Cai,S.Xie,K.Zhang,X.Wu and Z.Dong,“A Novel Radio-over-fiber System Based on Carrier Suppressed Frequency Eightfold MillimeterWave Generation,”IEEE Photonics Journal,vol.9,no 5,October.2017,Art.no.7203506】、的矢量毫米波信号产生。