[发明专利]一种高谱效率微波同频信号干扰抑制装置和方法

说明书

本发明涉及一种高谱效率微波同频信号干扰抑制装置和方法，属于微波信号处理技术领域。其装置包括激光器、偏振复用马赫‑曾德尔调制器即DP‑BPSK调制器、接收信号模拟器、干扰信号模拟器、第一90°电混合器、第二90°电混合器、直流电源、偏振控制器、起偏器及光接收机；利用DP‑BPSK调制器其中一个双驱动马赫‑曾德尔调制器（DD‑MZM）对接收信号进行单边带调制，另一个DD‑MZM对干扰信号进行单边带调制，两路光信号耦合后实现干扰信号在光域被抑制，同时对有用信号进行抑制载波单边带调制。因干扰在光域消除，信号光纤传输中的色散不会使干扰信号重新出现，另外对有用信号的抑制载波单边带调制提高了系统频谱效率，同时使色散对有用信号传输的影响大大降低。

技术领域

本发明属于微波信号处理技术领域，涉及一种高谱效率微波同频信号干扰抑制装置和方法。

背景技术

带内全双工无线系统是为了进一步提供无线系统的频谱效率而出现的一种新的无线通信体制。与传统的全双工无线通信系统在上下行链路采用不同的载波频率不同，带内全双工无线系统在无线链路的上下行使用相同的载波频率，从而大大提供系统的频率利用率。

带内全双工无线系统所面临的最主要问题是上下行链路的同频干扰问题。由于上下行链路采用了相同的载波频率，发射天线发射大功率下行信号会串扰至接收天线，影响低功率上行信号的接收性能，甚至使上行链路不可用。因为上下行链路使用了相同的载波频率，无法采用传统无线通信系统中的滤波的方法来进行上下行链路的隔离。为了解决这一问题，人们提出了多种基于传统电子技术的微波同频干扰抑制方法，这些方法也可以在一定程度上解决带内全双工无线系统中的同频干扰问题。然而，由于电子瓶颈的限制，基于传统电子技术的微波同频干扰抑制方法在工作带宽、工作频段等诸多指标上受到限制，为了实现大带宽、高频端、频率可调谐的微波同频干扰抑制，亟需研究新的微波同频干扰抑制方法。

近年来，基于微波光子技术的微波同频干扰抑制方法被广泛的研究，它为人们提供了一种全新的高频段、大带宽、频率可调谐的微波同频干扰抑制思路。另外，基于微波光子技术的系统可以与无线-光纤网络无缝融合，这也为该技术应用于光载无线通信系统提供了便利。J.Suarez等人较早的提出了基于并联马赫-曾德尔调制器的微波同频干扰抑制方法(J.Suarez,and P.Prucnal,IEEE Microw.Wireless Compon.Lett.21(9):507-509,2011)，通过两个偏置在相邻正交传输点的马赫-曾德尔调制器实现了干扰信号的抑制。Q.Zhou等人提出了基于电吸收调制激光器的微波同频干扰抑制方法(Q.Zhou,H.Feng,G.Scott,and M.Fok,Opt.Lett.39(22):6537-6540,2014)，该方法采用在电域对干扰信号进行翻转的思路实现了在光电探测器处干扰信号的消除。上述方法均基于两个并行独立的光路耦合后进行光电探测，这样的方法的主要缺点在于两个并行独立光路会使得系统的稳定性不高，因此人们也研究了基于单个调制器结构的微波同频干扰抑制方法(Y.Zhang,S.Xiao,H.Feng,L.Zhang,Z.Zhou,and W.Hu,Opt.Exp.23(26):33205-33213,2015)。

上述方法虽然都实现了干扰信号的抑制，但干扰信号的抵消均是在光电探测后实现的，即上述方法的光信号中干扰信号未被消除。在光载无线通信系统中，基站接收到的上行有用信号仍然需要通过光纤传输回中心站。如果采用上述系统，在光电探测前增加一段光纤，光纤色散会破坏光边带间的相位关系，致使干扰信号在光电探测后重新出现。当无线载波频率较低时，在光载无线系统典型的光纤传输长度内(30km以内)，光纤色散的影响相对较小；但当无线载波频率较高时(十GHz以上)，光纤色散对干扰抑制水平的影响较大。为了克服无法光纤传输的问题，可以先进行干扰抑制再进行光纤传输，使用上述方法生成无干扰信号的有用电信号后再进行光调制和光纤传输，但是这样会使得系统十分复杂，多次电光、光电转换会给系统带来额外的巨大损耗。为了解决这一问题，提出了光域干扰抵消的方法(Y.Chen,S.Pan,Opt.Lett.,43(13):3124-3127,2018)，使同频干扰抑制系统同时具备了长距离光纤传输的能力。