[发明专利]基于IQ调制器的准恒包络光OFDM信号调制解调系统及其调制解调方法

说明书

本发明公开了一种基于IQ调制器的准恒包络光OFDM信号的调制解调系统及其调制解调方法，本发明对传统的恒包络光OFDM调制解调系统和调制解调方法进行改进，利用IQ调制器取代相位调制器，完成准恒包络光OFDM信号调制。由于该系统可以同时利用复数基带OFDM信号的实部和虚部信息，因此可以有效提高系统的频谱效率，同时，准恒包络OFDM具有较低的PAPR，可以有效降低信号在光纤中传输所受到的非线性损伤。

技术领域

本发明属于光通信技术领域，具体涉及一种基于IQ调制器的准恒包络光OFDM信号调制解调系统及其调制解调方法。

背景技术

光OFDM信号调制具有高频谱效率，抗多径衰落，频谱动态分配等优点，在光通信系统中得到了广泛的应用。但是，其本身固有的高峰均功率比(PAPR)的特点，使得其在光纤中传输时容易受到光纤非线性效应的影响，降低信号质量。基于相位调制的恒包络光OFDM得益于其恒定的包络，具有较低的PAPR，因此可以有效缓解光信号在光纤中传输时受到的非线性损伤。

图1为传统方法恒包络光OFDM信号的调制解调系统结构框图，在调制端，首先在处理器中产生基带实数OFDM信号，利用任意波形发生器(AWG)完成数模转换，生成电信号，经驱动放大器放大后加载到相位调制器上对光信号进行相位调制，得到具有恒定包络的相位调制光信号。在解调端，利用混频器和平衡探测器，与本振激光器发出的本振光信号进行混频相干探测接收，得到其承载的相位信息，利用高速实时示波器完成模数转换，采集的数据送入处理器中完成OFDM信号的解调。

但是，如图1所示，由于相位调制器只有一个射频输入端口，因此要求基带OFDM信号必须为实数，为了产生实数OFDM信号，在处理器中进行IFFT前的数据矢量必须为形如的Hermitian共轭对称结构，因此，传统恒包络OFDM系统中，实际上恒包络光OFDM信号的子载波只有一半可以用来承载数据，降低了信号的频谱效率。

高速长途光通信中需要利用具有高频谱效率的调制信号，从而获得较高的信号传输容量。从实际应用角度出发，恒包络光OFDM的频谱效率较低的特点，限制了其应用范围。

因此，通过采用新型调制解调方式，提高恒包络光OFDM的频谱效率，具有重要的实际应用意义。

随着光器件制作工艺的不断提升，光IQ调制器在光通信中得到了广泛应用，在目前已经商用的100G光通信系统中扮演了重要的角色。由于其集成度较高，因此可以利用其完成各种高阶信号的调制。

图2为IQ调制器结构示意图，IQ调制器上集成了2支马赫曾德尔调制器(MZM)和1个移相器，具有较高的集成度，其射频信号输入端口有两个，可以分别对上下两支路的MZM进行调制，然后下支路通过移相器相移90°，合并后得到输出光信号。

与相位调制器相比，IQ调制器具有较高的集成度和自由度，可以完成各种高阶信号的调制。由于其具有2个射频输入端口，因此，电脑中得到的基带OFDM信号的实部和虚部可以利用IQ调制器同时进行传输，避免了IFFT前的数据矢量必须为Hermitian共轭对称结构的限制，可以有效提高信号的频谱效率。基于此，本发明提出利用IQ调制器进行调制。需要指出的是，采用IQ调制器进行调制，得到的光信号幅度并不是恒定的，但是，其统计PAPR小于3dB，因此，称其为准恒包络光OFDM信号。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于IQ调制器的准恒包络光OFDM信号调制解调系统及其调制解调方法，其能够提高恒包络光OFDM信号的频谱效率。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种基于IQ调制器的准恒包络光OFDM信号调制解调系统，包括调制系统和解调系统；