[发明专利]基于内外联合编码的N级阵列成型光生W波段发射方法

说明书

本发明公开了基于内外联合编码的N级阵列成型光生W波段发射方法，使输入的二进制序列依次经过权重编码和增益编码单元，实现编码增益并降低系统误码率；利用基于多载波阵列成型调制的新型物理层调制技术发射传输，减小相邻信道间以及子载波间的干扰；此外，该光生调制方法的各子载波间无需同步，该信号具有对于频率偏移和相位噪声不敏感的特点，使整个系统可获得较高的频谱效率和优良的传输性能。

技术领域

本发明属于光传输技术领域，具体涉及基于内外联合编码的N级阵列成型光生W波段发射方法。

背景技术

随着云计算、物联网、智能网络以及移动互联网等新兴技术的崛起，现代通信对于网络流量和通信带宽以及速率的需求正在快速增长。光纤通信技术因其具有带宽大、速率快、容量大、传输距离远、抗电磁能力强以及保密性好等优点，已经成为现代通信技术中重要的通信方式。W波段光纤通信技术的研究也是当前的热点课题之一。随着5G通信系统的发展，通信波段由传统的几GHz、十几GHz需要提升至毫米波乃至上百GHz波段。若要实现大量带宽数据加载到高频段载波上，利用传统的常规方法是十分困难。然而这又是必须要实现的，因为载频越高，所能承载的带宽就越大，系统所能传递的信息也就越多。在这里，我们提出采用光子方法实现W波段微波信号的产生，这是一种低成本、且十分有效的上变频手段。

W波段光生方法又需要一定的编码调制技术来保证整个系统的传输性能，目前的通信系统主要采用的是正交频分复用技术(OFDM)。虽然OFDM在4G及之前的通信系统中被广泛使用，但是由于OFDM容易受到载波间干扰以及同步误差的影响，基于该技术的系统带宽和速率也难以满足未来科技发展的长远需求。而且OFDM技术还由于其存在较高的发射功率、低的频谱利用率、副载波间必须严格正交以及该技术对频率偏移和相位噪声极为敏感、循环前缀的过多使用等不足使得系统的资源利用率低、功率消耗大、性能较差。

面对5G的革新，不同的编码格式以及调制技术的研究正在如火如荼的展开，目前的OFDM技术由于需要时域频域同步、各载波严格正交，因此无法满足5G对于大动态范围、大带宽的需求。并且OFDM技术的编码方式十分单一，目前普遍采用传统的16QAM(正交幅度调制)、32QAM等简单的调制格式。然而5G技术存在传输速率高和传输动态灵活等要求，传统的编码调制方法和载波成型方法是又难以应对这些要求，所以在编码调制和载波成型等技术领域亟需有所突破。

在本发明中，我们提出了基于内外联合编码的N级阵列成型光生W波段发射方法。基于内外联合编码映射技术是一种将编码与调制映射相结合的高效编码调制技术，该编码技术是一种并行级联码混合调制，在编码过程中采用近似随机编码技术，编码过程中在保持频谱利用率基本不变的情况下尽可能增加信道中码元数，利用编码冗余度进行抗干扰编码，此编码技术在一定程度上能够克服传统编码技术中误码性能与传输带宽两者之间的矛盾。利用该编码映射技术将16QAM的信号转换成32QAM信号，即通过增加码元来进行误码纠错，提高系统的信噪比，降低误码率。N级阵列成型技术可以使得信号频谱结构具有快速衰减的旁瓣，降低发射功率。通过灵活设置各个子载波的脉冲整形参数降低信号的峰均功率比。本发明采用内外联合编码的N级阵列成型技术调制W波段射频信号，利用光调制器将电信号加载到光载波上进行远距离光纤链路传输，降低系统的运行成本，提高系统的传输性能。

发明内容

为实现上述技术目的，本发明采取的技术方案为：

基于内外联合编码的N级阵列成型光生W波段发射方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一：在发射端，二进制数据流经过内外联合编码映射系统编码得到五路信号并映射到32QAM星座图上；

步骤二：经过灵活调节的N级阵列成型的多滤波器组后生成32QAM电信号；

步骤三：通过光调制器将32QAM电信号调制成两路频带不同的光信号发射出去，之后将32QAM光信号经过光纤链路发送到接收端；

步骤四：在接收端，32QAM光信号经过光电探测器转变为电信号；