[发明专利]高线性度多通道光载无线通信链路系统及线性度优化方法

说明书

本发明涉及一种高线性度多通道光载无线通信链路系统及线性度优化方法，本发明将微波光子技术与拉格朗日乘子法最优化技术相结合，利用微波光子技术大带宽、高频率、抗电磁干扰的固有优势，对影响系统线性度的参数进行建模优化，求解系统的最优工作点，实现降低链路的非线性失真，提高系统的无杂散动态范围和带宽的目的，该发明方法利用激光器、偏振复用马曾调制器、偏振控制器、起偏器和光电探测器等器件，仅仅通过使用偏振控制器改变偏振入射角，即可实现三阶交调失真和二阶谐波失真的抑制，具有高线性度、大带宽、结构紧凑和操作简单的优点。

技术领域

本发明涉及通信链路的技术领域，具体为一种高线性度多通道光载无线通信链路系统及线性度优化方法。

背景技术

载无线通信技术利用光纤传输和分发射频信号，能够克服传统微波系统损耗高、频率低和带宽窄的电子瓶颈，已经成为一种新兴的关键使能技术。近年来，随着宽带无线业务和智能终端设备的持续增长，光载无线通信技术凭借其低损耗、大带宽、传输速率高、抗电磁干扰能力强等突出优点，在分布式天线系统(DAS)中得到了广泛的应用，已经成为替代微波电缆链路的理想而有效的解决方案。然而，随着高级数据调制格式的使用，例如正交频分复用(OFDM)信号，由于峰值功率比(PAPR)较高，往往容易引起信号失真，对光载无线通信链路的线性度和带宽提出了严格的要求。因此，目前光载无线通信链路的线性化已成为微波光子领域研究人员面临的最大挑战。马赫-曾德尔调制器(MZM)是光载无线通信链路中的关键器件，其主要作用是进行电光转换，但是电光转换固有的非线性特性将会产生严重的三阶交调失真(IMD3)和二阶谐波失真(HD2)，恶化了系统的无杂散动态范围(SFDR)和带宽，成为光载无线通信链路在DAS系统中应用发展的主要阻碍。因此，在光载无线通信链路中如何同时抑制IMD3和HD2，实现高线性度多通道信号传输和分发已经成为微波光子领域研究的热点，并在会议中心、地跌隧道和机场等移动设备连接多和宽带应用多的场景具有迫切的需求。

发明内容

针对上述情况，目前，已提出的基于微波光子技术的线性化方案要么只能抑制三阶交调失真或二阶谐波失真，要么存在实现难度大、结构复杂和实际应用局限性大等缺点。为了解决上述问题，本发明将微波光子技术与最优化理论相结合，通过拉格朗日乘子法求解系统的最优工作点，从而能够进一步抑制三阶交调失真，提高系统的三阶无杂散动态范围和线性度，系统经过优化后，仅仅通过调整位于远端天线单元的偏振控制器即可实现三阶交调失真和二阶谐波失真同时抑制，所提发明方法能够克服现有技术存在的一些缺点，具有线性度高，带宽大和结构简单的优点，因此本发明旨在提出一种高线性度多通道光载无线通信链路系统及线性度优化方法解决上述问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：高线性度多通道光载无线通信链路系统，其特征在于，包括激光器、射频前端、二阶谐波失真抑制单元、光纤、三阶交调失真抑制单元、光电探测器和天线；

激光器输出端口连接二阶谐波失真抑制单元的输入端口，射频前端与二阶谐波失真抑制单元相连接，二阶谐波失真抑制单元输出端口通过光纤连接多组三阶交调失真抑制单元的输入端口，三阶交调失真抑制单元输出端口连接光电探测器的输入端口，光电探测器输出端口连接天线进行信号发射；

其中所述二阶谐波失真抑制单元包括一个偏振复用马曾调制器，所述的偏振复用马曾调制器中包括两个子调制器MZMX和MZMY，射频前端产生的两路双音信号分别馈入PDM-MZM的两个射频端口，调整PDM-MZM的两个子调制器MZMX和MZMY的直流偏置电压，使其分别工作于斜率相反的正交偏置点，从而实现二阶谐波失真抑制；

所述三阶交调失真抑制单元由一个偏振控制器和一个起偏器构成，所述偏振控制器连接二阶谐波失真抑制单元的输出端口，偏振控制器对二阶谐波失真抑制单元输出的正交偏振光信号进行偏振态调整，使正交偏振光信号以一定的偏振入射角映射到起偏器，产生互补的三阶交调失真分量，从而实现三阶交调失真抑制，所述的起偏器的输出端与光电探测器输入端口相连接。