本發(fā)明涉及光通信領(lǐng)域，尤其涉及直接探測(cè)光正交頻分復(fù)用(DD-OOFDM)系統(tǒng)中光偏振正交單邊帶(SSB)調(diào)制技術(shù)和基于平衡探測(cè)的信號(hào)間拍頻干擾消除接收機(jī)(BICR)結(jié)構(gòu)，提供一種系統(tǒng)性能高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜度低、成本低的無(wú)信號(hào)間拍頻干擾(SSBI)的SSB-OOFDM鏈路實(shí)現(xiàn)方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
：近年來(lái)，隨著全球信息化程度的不斷提升，人類(lèi)社會(huì)對(duì)于信息傳輸容量的需求以驚人的速度增長(zhǎng)。為了滿(mǎn)足現(xiàn)有通信系統(tǒng)對(duì)大帶寬的要求，人們更多地把目光放在高傳輸容量的光網(wǎng)絡(luò)上。但隨著信號(hào)速率的不斷提高，導(dǎo)致系統(tǒng)對(duì)色散、光信噪比、非線性等的容忍度急劇下降，使得光纖通信網(wǎng)絡(luò)的升級(jí)和擴(kuò)容面臨巨大的挑戰(zhàn)。光正交頻分復(fù)用(OOFDM)技術(shù)具有頻譜效率高、對(duì)色散容忍度好、信號(hào)處理和高階調(diào)制靈活、易于動(dòng)態(tài)信道估計(jì)和補(bǔ)償?shù)葍?yōu)點(diǎn)，能夠?qū)崿F(xiàn)光通信系統(tǒng)傳輸速率的平滑升級(jí)，極大地減少光纖通信系統(tǒng)升級(jí)和擴(kuò)容引起的設(shè)備更新和人工成本，應(yīng)用前景廣闊，是目前國(guó)際研究熱點(diǎn)之一。在光纖通信系統(tǒng)中，OOFDM可以根據(jù)接收端的不同分為相干探測(cè)OOFDM(CO-OFDM)和直接探測(cè)OOFDM(DD-OOFDM)兩類(lèi)。CO-OFDM技術(shù)優(yōu)勢(shì)在于接收機(jī)靈敏度、頻譜效率高和對(duì)光纖色散的魯棒性，但是它對(duì)頻率和相位偏移噪聲敏感，要求收發(fā)機(jī)更高的復(fù)雜度和成本。而DD-OOFDM系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低，接收端僅有一個(gè)平方律光電二極管，利用光載波與OOFDM邊帶拍頻得到所需的RF-OFDM信號(hào)，且不需要對(duì)頻率和相位偏移進(jìn)行估計(jì)，因此，DD-OOFDM技術(shù)在光接入網(wǎng)和中長(zhǎng)距離光傳輸系統(tǒng)中備受關(guān)注。但有限的接收機(jī)靈敏度、光纖色散容忍度和OFDM信號(hào)子載波間的拍頻干擾(SSBI)引入的基帶噪聲等降低了系統(tǒng)性能。研究表明，基于單邊帶調(diào)制的DD-OOFDM系統(tǒng)可以有效地克服傳統(tǒng)雙邊帶調(diào)制系統(tǒng)中色散引起的幅度衰落效應(yīng)，降低光纖色度色散對(duì)系統(tǒng)性能的影響。然而，SSB-OOFDM系統(tǒng)受到OOFDM信號(hào)子載波間的二階非線性拍頻效應(yīng)引起的SSBI的劣化。為了降低SSBI對(duì)RF-OFDM信號(hào)性能的影響，一般需要在光載波和OOFDM邊帶之間插入至少等于RF-OFDM信號(hào)帶寬的保護(hù)間隔(GB)來(lái)避免SSBI與RF-OFDM信號(hào)頻譜重疊，但這同時(shí)也大大降低了DD-OOFDM系統(tǒng)的頻譜效率，增加了對(duì)收發(fā)端電子器件的帶寬負(fù)擔(dān)和設(shè)備成本。SSBI是影響DD-SSB-OOFDM系統(tǒng)傳輸性能的一個(gè)重要因素，因此，如何有效地克服SSBI的影響，從而減少甚至消除GB，提高系統(tǒng)頻譜效率，是改善SSB-OOFDM系統(tǒng)性能的關(guān)鍵。目前，研究人員提出了多種方案以降低SSBI對(duì)SSB-OOFDM系統(tǒng)造成的性能劣化，主要可分為兩類(lèi)：(1)通過(guò)數(shù)字信號(hào)處理(DSP)技術(shù)在電域上實(shí)現(xiàn)SSBI的消除。如：在不插入GB的情況下，利用Turbo編碼來(lái)補(bǔ)償SSBI對(duì)系統(tǒng)性能的影響，但在一定程度上增加了系統(tǒng)的編碼復(fù)雜度；基于OFDM符號(hào)在時(shí)域上對(duì)稱(chēng)的特點(diǎn)，只在偶數(shù)階載波上承載數(shù)據(jù)，利用半周期循環(huán)的OFDM信號(hào)來(lái)避免SSBI的影響，但頻譜效率低且IFFT和FFT模塊利用效率低；通過(guò)一定數(shù)量的數(shù)學(xué)迭代估計(jì)出線性項(xiàng)，在接收端從特定的OOFDM信號(hào)中除去二階非線性項(xiàng)SSBI，但需要計(jì)算效率高的算法來(lái)降低迭代均衡器的復(fù)雜度；基于DSP的預(yù)失真和預(yù)補(bǔ)償方案雖然可以用來(lái)對(duì)SSBI進(jìn)行補(bǔ)償，但在一定程度上導(dǎo)致更大的峰均功率比和接收端DSP硬件的復(fù)雜度；最近報(bào)道的一種預(yù)失真和預(yù)補(bǔ)償技術(shù)相結(jié)合的方案，在一定程度上簡(jiǎn)化了DSP硬件的復(fù)雜度。(2)通過(guò)光學(xué)方法在光域上實(shí)現(xiàn)SSBI的消除。如：通過(guò)提高載波邊帶功率比抑制SSBI，但降低了系統(tǒng)的功率利用率；還有一些基于強(qiáng)度調(diào)制和平衡探測(cè)技術(shù)的信號(hào)間拍頻干擾消除接收機(jī)。如：由一個(gè)光載波抑制濾波器、一個(gè)1×2光耦合器和一個(gè)平衡探測(cè)器構(gòu)成的拍頻干擾消除接收機(jī)，雖提高了系統(tǒng)對(duì)相位噪聲和光纖色散的容忍度，但一半的光功率被用去抑制SSBI，而對(duì)接收到的RF-OFDM信號(hào)沒(méi)有貢獻(xiàn)，降低了接收機(jī)的靈敏度和系統(tǒng)的功率利用率；經(jīng)改進(jìn)后的拍頻干擾消除接收機(jī)由一個(gè)光梳狀濾波器、一個(gè)2×2光耦合器和一個(gè)平衡探測(cè)器構(gòu)成，雖輸出的RF-OFDM信號(hào)的光功率被提高了一半，但該接收機(jī)所用光梳狀濾波器對(duì)波長(zhǎng)敏感且需要更加陡的濾波邊緣，因此接收模塊無(wú)法實(shí)現(xiàn)無(wú)色工作。通過(guò)調(diào)研發(fā)現(xiàn)，在SSB-OOFDM系統(tǒng)基礎(chǔ)上，提出一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低且對(duì)光信號(hào)波長(zhǎng)不敏感的SSBI消除方案，通過(guò)減小甚至消除GB，從而大幅度提高系統(tǒng)頻譜效率、簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、降低網(wǎng)絡(luò)的敷設(shè)和維護(hù)成本，對(duì)實(shí)際的光接入網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和實(shí)用化具有重要的參考意義。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明提出了一種拍頻干擾消除的SSB-OOFDM鏈路實(shí)現(xiàn)方法和系統(tǒng)。在發(fā)射端，利用一個(gè)偏振調(diào)制器PolM和一個(gè)光帶通濾波器OBPF產(chǎn)生偏振正交的SSB-OOFDM信號(hào)；在接收端，所設(shè)計(jì)的拍頻干擾消除接收機(jī)BICR由一個(gè)偏振分束器PBS、一個(gè)平衡探測(cè)器BPD和一個(gè)減法器構(gòu)成，用于探測(cè)SSB-OOFDM信號(hào)并消除SSBI，從而大幅度減小GB，提高系統(tǒng)頻譜效率。在偏振正交SSB-OOFDM信號(hào)發(fā)射機(jī)中，由一個(gè)連續(xù)波激光器CWLD發(fā)出幅度為Ec、頻率為fc的線偏振光載波EC(t)＝Ecexp(j2πfct)，經(jīng)偏振控制器PC1注入到一個(gè)光偏振調(diào)制器PolM中，調(diào)節(jié)PC1使線偏振光的偏振方向與PolM的TE模和TM模的偏振方向均成45°夾角，實(shí)現(xiàn)線偏振光在PolM的TE模和TM模偏振方向上的分量相等。PolM是一個(gè)特殊的相位調(diào)制器，能夠?qū)ψ⑷牍獠ǖ腡E模和TM模進(jìn)行調(diào)制系數(shù)大小相等、符號(hào)相反的相位調(diào)制。二進(jìn)制數(shù)據(jù)進(jìn)行QAM映射和OFDM調(diào)制和數(shù)模轉(zhuǎn)換，產(chǎn)生模擬的基帶OFDM電信號(hào)，然后通過(guò)I/Q調(diào)制器調(diào)制到頻率為fRF的射頻本振源RFLO上產(chǎn)生頻帶的RF-OFDM信號(hào)。驅(qū)動(dòng)PolM的RF-OFDM信號(hào)可以表示為：s(t)=Re{VRFΣi=-∞i=∞[Σn=-N2n=N2-1cniΠ(t-iT)exp[j2π(fRF+fn)t]]},=VRFA(t)cos[2πfRFt+θ(t)],---(1)]]>其中，式中，VRF和fRF分別表示RF-OFDM信號(hào)的幅度和頻率；N是基帶OFDM信號(hào)子載波的數(shù)目；cni是調(diào)制在第n個(gè)子載波上的第i個(gè)OFDM符號(hào)，-N/2≤n<N/2；Π(t)是序列脈沖函數(shù)；T是一個(gè)OFDM符號(hào)周期；fn＝n/T是基帶OFDM信號(hào)的第n個(gè)子載波的頻率；A(t)和θ(t)分別表示基帶OFDM信號(hào)的歸一化幅度和歸一化相位。若基帶OFDM信號(hào)的帶寬為WS＝N/T，那么在光載波和OOFDM邊帶之間插入GB的帶寬可以表示為WG＝fRF-WS/2。PolM在RF-OFDM信號(hào)的驅(qū)動(dòng)下，沿TE模和TM模偏振的兩個(gè)光載波分別產(chǎn)生了相位調(diào)制系數(shù)大小相等、符號(hào)相反的相位調(diào)制，輸出的光信號(hào)用矢量矩陣形式可以表示為：E→PolM(t)=ExEy=Ec2exp{j2πfct+jβA(t)cos[2πfRFt+θ(t)]}exp{j2πfct-jβA(t)cos[2πfRFt+θ(t)]},---(3)]]>式中，Ex和Ey分別表示PolM的TE模(x主軸)和TM模(y主軸)的偏振方向上的光信號(hào)分量；β＝πVRF/Vπ是PolM的相位調(diào)制指數(shù)；Vπ是半波電壓。將式(3)基于第一類(lèi)Bessel函數(shù)進(jìn)行展開(kāi)，可以得到：E→PolM(t)=ExEy=Ec2Σi=-∞i=∞jn·Jn(βA(t))expj[2π(fc+nfRF)t+nθ(t)]Σn=-∞n=∞jn·Jn(-βA(t))expj[2π(fc+nfRF)t+nθ(t)]=Ec2Σn=-∞n=∞1(-1)njn·Jn(βA(t))expj[2π(fc+nfRF)t+nθ(t)],---(4)]]>式中，Jn(·)代表n階的第一類(lèi)Bessel函數(shù)。從式(4)可以看出，輸出的光信號(hào)由多個(gè)頻率間隔相等且偏振正交的邊帶構(gòu)成，其中光載波和偶數(shù)階邊帶的偏振方向與TE模偏振方向成45°夾角，而奇數(shù)階邊帶的偏振方向與TE模偏振方向成-45°夾角。根據(jù)Bessel函數(shù)的特點(diǎn)，通過(guò)合適地調(diào)節(jié)射頻驅(qū)動(dòng)信號(hào)電壓VRF，當(dāng)調(diào)制指數(shù)β取較小值時(shí)，J0(x)≈1，J1(x)≈x，此時(shí)，二階及更高階邊帶的信號(hào)幅度較小，可以忽略不計(jì)。為了濾除負(fù)一階邊帶和殘余的其它高階邊帶，將PolM輸出的光信號(hào)經(jīng)光帶通濾波器OBPF進(jìn)行濾波，提取光載波和正一階邊帶(即OOFDM信號(hào))，即可得到所需的偏振正交SSB-OOFDM信號(hào)，其可以表示為：E→OBPF(t)=Ec211exp(j2πfct)+Ec21-1jβA(t)expj[2π(fc+fRF)t+θ(t)].---(5)]]>從式(5)可以看出，得到的偏振正交的SSB-OOFDM信號(hào)中光載波和正一階邊帶的偏振方向分別與TE模偏振方向成45°和-45°夾角。如果將x-y坐標(biāo)系沿順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)45°，則偏振正交的SSB-OOFDM信號(hào)可以表示為：E→OBPF(t)=Ex′Ey′=Ec2jβA(t)expj[2π(fc+fRF)t+θ(t)]exp(j2πfct)≡jES(t)Ec(t),---(6)]]>式中，Ex′和Ey′分別表示x-y坐標(biāo)系沿順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)45°后對(duì)應(yīng)的x、y主軸；EC(t)和ES(t)分別表示光載波和OOFDM邊帶的光電場(chǎng)。經(jīng)光纖傳輸后由拍頻干擾消除接收機(jī)BICR接收。在BICR中，SSB-OOFDM信號(hào)經(jīng)偏振控制器PC2調(diào)節(jié)偏振方向后注入偏振分束器PBS，沿著PBS的兩個(gè)透射主軸將偏振正交的光載波和OOFDM邊帶分解成兩個(gè)SSB-OOFDM信號(hào)，輸出的光信號(hào)可以表示為：EPBS(t)=E1(t)E2(t)=22Ec(t)+jES(t)Ec(t)-jES(t),---(7)]]>式中，E1(t)和E2(t)分別表示PBS兩個(gè)上、下輸出端口的光信號(hào)分量，二者的光載波和OOFDM邊帶幅度相等，但光載波和OOFDM邊帶之間的相位差相差180°。然后，E1(t)和E2(t)分別由兩個(gè)參數(shù)相同的光電二極管PD1和PD2組成的結(jié)構(gòu)對(duì)稱(chēng)的平衡探測(cè)器進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，得到的光電流可以表示為：I1(t)I2(t)=μ|E1(t)|2|E2(t)|2=μ2|EC(t)|2+|ES(t)|2+j[EC*(t)ES(t)-EC(t)ES*(t)]|EC(t)|2+|ES(t)|2-j[EC*(t)ES(t)-EC(t)ES*(t)],---(8)]]>式中，μ是PD的靈敏度。從式(8)可以看出，I1(t)和I2(t)均由相同的三部分組成，第一部分為光載波自身拍頻產(chǎn)生的直流成分；第三部分為光載波與OOFDM邊帶拍頻產(chǎn)生的RF-OFDM信號(hào)成分；而第二部分為OOFDM邊帶各子載波之間相互拍頻產(chǎn)生的二階非線性項(xiàng)，即SSBI成分。只是I1(t)、I2(t)的直流和SSBI分量均為等幅同相，外差拍頻成分RF-OFDM信號(hào)為等幅反相。如果將I1(t)和I2(t)相減，那么得到的光電流可以表示為：I(t)＝I1(t)-I2(t)＝j(luò)μ[EC*(t)ES(t)-EC(t)ES*(t)].(9)從式(9)可以看出，經(jīng)減法器輸出的差分光電流中僅留下所需的RF-OFDM信號(hào)分量且其幅度大小變成原來(lái)的兩倍，而I1(t)和I2(t)中的直流成分和SSBI成分被完全相互抵消。此時(shí)，光載波和OOFDM邊帶之間將不需要插入GB來(lái)避免SSBI與RF-OFDM信號(hào)的頻譜重疊，系統(tǒng)頻譜效率比傳統(tǒng)的DD-OOFDM系統(tǒng)有顯著的提高；另外由于BICR中不包含波長(zhǎng)敏感器件，因此，拍頻干擾消除接收機(jī)可以無(wú)色工作，提高了光接收機(jī)的通用性。本發(fā)明提供一種拍頻干擾消除的SSB-OOFDM系統(tǒng)。系統(tǒng)由偏振正交SSB-OOFDM信號(hào)發(fā)射機(jī)、單模光纖傳輸鏈路和拍頻干擾消除接收機(jī)三部分構(gòu)成。其中，偏振正交SSB-OOFDM信號(hào)發(fā)射機(jī)包括：一個(gè)連續(xù)波激光器CWLD、一個(gè)光偏振控制器PC1、一個(gè)電基帶OFDM信號(hào)產(chǎn)生模塊、一個(gè)射頻本振源RFLO、一個(gè)I/Q調(diào)制器、一個(gè)光偏振調(diào)制器PolM、一個(gè)光帶通濾波器OBPF；拍頻干擾消除接收機(jī)包括：一個(gè)光偏振控制器PC2、一個(gè)偏振分束器PBS、一個(gè)平衡探測(cè)器BPD以及一個(gè)實(shí)現(xiàn)模擬信號(hào)差分的減法器。連續(xù)波激光器CWLD：用于產(chǎn)生所需要的頻率為fc的連續(xù)光波作為射頻OFDM信號(hào)的光載波；光偏振控制器PC1：用于調(diào)節(jié)線偏振光的偏振態(tài)方向，使輸入線偏振光的偏振方向與PolM的TE模和TM模的偏振方向均成45°夾角；電基帶OFDM產(chǎn)生模塊：用于對(duì)需要傳輸?shù)亩M(jìn)制數(shù)據(jù)進(jìn)行QAM映射、OFDM調(diào)制和數(shù)模轉(zhuǎn)換，產(chǎn)生模擬的基帶OFDM電信號(hào)；射頻本振源RFLO：用于產(chǎn)生頻率為fRF的射頻驅(qū)動(dòng)信號(hào)，承載基帶OFDM信號(hào)產(chǎn)生頻帶的RF-OFDM信號(hào)；I/Q調(diào)制器：用于將基帶OFDM信號(hào)正交調(diào)制到頻率為fRF射頻本振信號(hào)上，產(chǎn)生頻帶RF-OFDM信號(hào)；光偏振調(diào)制器PolM：在頻率為fRF的RF-OFDM信號(hào)驅(qū)動(dòng)下，用于對(duì)輸入光波的TE模和TM模進(jìn)行調(diào)制指數(shù)為等幅反相的相位調(diào)制；光帶通濾波器OBPF：對(duì)偏振不敏感，用于無(wú)損傷地提取偏振正交的光載波和正一階邊帶，抑制負(fù)一階邊帶和殘余的其它階邊帶，其通帶-阻帶過(guò)渡邊沿盡可能的陡，以避免帶外成分的泄露引起的干擾，輸出即所需的偏振正交SSB-OOFDM信號(hào)；單模光纖傳輸鏈路：用于將發(fā)射機(jī)所產(chǎn)生的偏振正交SSB-OOFDM信號(hào)的傳輸?shù)浇邮諜C(jī)，由標(biāo)準(zhǔn)單模光纖構(gòu)成；光偏振控制器PC2：用于調(diào)整SSB-OOFDM信號(hào)的偏振態(tài)方向，使其光載波和OOFDM階邊帶的偏振方向與PBS的兩個(gè)透射主軸分別保持45°夾角；偏振分束器PBS：用于將SSB-OOFDM信號(hào)中偏振正交的光載波和OOFDM邊帶分解成兩個(gè)線偏振的SSB-OOFDM信號(hào)，二者的光載波和OOFDM邊帶幅度相等，但光載波和OOFDM邊帶之間的相位差相差180°；平衡探測(cè)器BPD：由兩個(gè)參數(shù)相同的光電二極管PD1和PD2構(gòu)成，結(jié)構(gòu)對(duì)稱(chēng)，分別用于對(duì)PBS輸出的兩個(gè)SSB-OOFDM信號(hào)進(jìn)行光電探測(cè)，輸出包含直流分量、SSBI分量和RF-OFDM信號(hào)的光電流；減法器：用于對(duì)探測(cè)到的兩個(gè)光電流進(jìn)行減法運(yùn)算，常由模擬差分電路實(shí)現(xiàn)，與平衡探測(cè)器集成在一起使用。與其他DD-OOFDM系統(tǒng)中消除SSBI的方案相比，本發(fā)明提供的鏈路實(shí)現(xiàn)方法和系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)在于：所用的光調(diào)制器為偏振調(diào)制器，不需要控制其直流偏置，所以不會(huì)因?yàn)槠秒妷浩贫绊懴到y(tǒng)穩(wěn)定性，產(chǎn)生的偏振正交的SSB-OOFDM信號(hào)穩(wěn)定性高；且產(chǎn)生的SSB-OOFDM信號(hào)的光載波和OOFDM邊帶由同一個(gè)激光器產(chǎn)生，經(jīng)傳輸引起的頻率偏移和相位噪聲是同步的，可以在光電二極管PD中通過(guò)外差拍頻進(jìn)行消除?；谄裾坏膯芜厧д{(diào)制技術(shù)，提出的BICR結(jié)構(gòu)接收機(jī)不需要使用任何光濾波和光耦合器件，僅用一個(gè)偏振分束器PBS就同時(shí)實(shí)現(xiàn)了對(duì)信號(hào)的重組，在一定程度上降低了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜度和器件成本；而且PC和PBS均對(duì)波長(zhǎng)不敏感，因此所提出的BICR必定對(duì)光信號(hào)波長(zhǎng)不敏感，即可以實(shí)現(xiàn)無(wú)色接收，提高了接收機(jī)通用性。因此，本發(fā)明所提出的BICR結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低且具有無(wú)色性，可以有效地消除SSBI，進(jìn)而大幅提高了傳統(tǒng)DD-OOFDM系統(tǒng)的頻譜效率和接收機(jī)的通用性，對(duì)研究性能更加良好的DD-OOFDM系統(tǒng)具有重要意義。附圖說(shuō)明圖1系統(tǒng)鏈路圖及偏振正交SSB-OOFDM信號(hào)產(chǎn)生和SSBI消除原理示意圖圖2產(chǎn)生的GB＝1GHz的偏振正交SSB-OOFDM信號(hào)的光譜圖，在圖1(b)點(diǎn)處測(cè)得圖3GB＝1GHz的偏振正交SSB-OOFDM信號(hào)經(jīng)BICR探測(cè)到的光電流的頻譜圖，在圖1(g)點(diǎn)處測(cè)得圖4不同GB的偏振正交SSB-OOFDM信號(hào)經(jīng)BICR探測(cè)和解調(diào)得到的基帶信號(hào)的EVM曲線圖圖5GB＝1GHz的偏振正交SSB-OOFDM信號(hào)經(jīng)BICR探測(cè)和解調(diào)得到的基帶信號(hào)的星座圖，對(duì)應(yīng)圖4(a)點(diǎn)處具體實(shí)施方式本發(fā)明提供一種拍頻干擾消除的SSB-OOFDM鏈路實(shí)現(xiàn)方法和系統(tǒng)。系統(tǒng)鏈路及偏振正交SSB-OOFDM信號(hào)產(chǎn)生和SSBI消除原理如圖1所示，具體實(shí)施需采用如下步驟：在偏振正交SSB-OOFDM信號(hào)發(fā)射機(jī)中，將數(shù)據(jù)速率為40Gbit/s的偽隨機(jī)序列經(jīng)由基帶OFDM調(diào)制模塊和數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊產(chǎn)生帶寬WS＝10GHz的I、Q兩路16-QAM基帶OFDM信號(hào)，經(jīng)I/Q調(diào)制器與射頻本振信號(hào)混頻，通過(guò)調(diào)節(jié)射頻本振源的輸出頻率fRF可以產(chǎn)生中心頻率從5.1GHz到15GHz變化的頻帶RF-OFDM信號(hào)。將頻率fc＝193.1THz、輸出功率為0dBm、線寬為1MHz的連續(xù)波激光器發(fā)出的線偏振光經(jīng)偏振控制器PC1注入到由RF-OFDM信號(hào)驅(qū)動(dòng)的光偏振調(diào)制器PolM中，產(chǎn)生調(diào)制系數(shù)大小相等、符號(hào)相反的相位調(diào)制。調(diào)節(jié)PC1使線偏振光的偏振方向與PolM的TE模和TM模的偏振方向均成45°夾角，實(shí)現(xiàn)線偏振光在PolM的兩個(gè)正交偏振態(tài)上的分量相等。此時(shí)，由PolM輸出的光信號(hào)由多個(gè)頻率間隔相等且偏振正交的邊帶構(gòu)成，其中光載波和偶數(shù)階邊帶的偏振方向與TE模偏振方向成45°夾角，而奇數(shù)階邊帶的偏振方向與TE模偏振方向成-45°夾角。當(dāng)RF-OFDM信號(hào)的調(diào)制電壓VRF為0.5Vπ(Vπ是半波電壓)時(shí)，二階及更高階邊帶的信號(hào)幅度較小。利用6階高斯光帶通濾波器OBPF濾除負(fù)一階邊帶和其它高階邊帶，提取光載波和正一階邊帶(即OOFDM信號(hào))，輸出偏振正交SSB-OOFDM信號(hào)。其GB的帶寬為WG＝fRF-WS/2，即從0.1GHz到10GHz變化，小于或等于OFDM信號(hào)的帶寬WS＝10GHz。產(chǎn)生的GB＝1GHz的SSB-OOFDM信號(hào)的光譜如圖2所示。從圖2中可以看出，SSB-OOFDM信號(hào)功率主要集中在光載波和OOFDM一階邊帶上，與一階邊帶的信號(hào)功率相比，其它邊帶的功率抑制比大于20dB，可以忽略不計(jì)。SSB-OOFDM信號(hào)經(jīng)光纖鏈路傳輸至接收端注入到拍頻干擾消除接收機(jī)BICR。在BICR中，SSB-OOFDM信號(hào)經(jīng)偏振控制器PC2調(diào)節(jié)偏振方向后注入偏振分束器PBS，使其光載波和OOFDM邊帶的偏振方向與PBS的兩個(gè)透射主軸分別保持45°夾角，將偏振正交的光載波和OOFDM邊帶分解成兩個(gè)線偏振的SSB-OOFDM信號(hào)，二者的光載波和OOFDM邊帶幅度相等，但光載波和OOFDM邊帶之間的相位差相差180°。然后，由兩個(gè)靈敏度均為1mA/mW的光電二極管PD1和PD2組成的結(jié)構(gòu)對(duì)稱(chēng)的平衡探測(cè)器進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，經(jīng)減法器輸出的差分光電流中僅留下所需的RF-OFDM信號(hào)，而SSBI分量被完全消除。由于不存在SSBI，光載波和OOFDM邊帶之間的GB可以大幅度減小，提高了系統(tǒng)頻譜效率。再經(jīng)一系列與OFDM信號(hào)產(chǎn)生相反的解調(diào)步驟，恢復(fù)出二進(jìn)制數(shù)據(jù)信號(hào)。GB＝1GHz的SSB-OOFDM信號(hào)經(jīng)所提出的BICR探測(cè)得到的差分光電流的頻譜如圖3所示。從圖3可以看出，由于BICR探測(cè)到的光電流中SSBI分量被基本消除，所以即使當(dāng)光載波和OOFDM邊帶之間的GB減小為1GHz時(shí)，也不存在SSBI分量與RF-OFDM信號(hào)的頻譜發(fā)生重疊引起的干擾。因此，本發(fā)明提出的BICR具備消除SSBI的能力，即使大幅度地減小SSB-OOFDM信號(hào)的GB，也不會(huì)發(fā)生SSBI與RF-OFDM頻譜重疊的現(xiàn)象。SSB-OOFDM信號(hào)在不同GB下的誤矢量幅度(EVM)曲線圖，如圖4所示。從圖4中可以看出，當(dāng)1GHz≤GB≤10GHz減小，EVM值變化緩慢，且均低于8.5％；當(dāng)0.2GHz≤GB＜1GHz時(shí)，EVM值有相對(duì)明顯地增加，但均低于FEC上限值16.3％；當(dāng)GB＝0.1GH時(shí)，EVM值高于16.3％，在17.2％附近。因此，在不影響系統(tǒng)性能的前提下，SSB-OOFDM信號(hào)GB的帶寬可以從10GHz減小到1GHz，不僅能很大程度上提高系統(tǒng)的頻譜效率，而且還能降低收發(fā)端電子器件的帶寬負(fù)擔(dān)和設(shè)備成本。GB為1GHz的SSB-OOFDM信號(hào)在圖4(a)點(diǎn)處的星座圖，如圖5所示。綜上所述，本發(fā)明提出了一種拍頻干擾消除的SSB-OOFDM鏈路實(shí)現(xiàn)方法和系統(tǒng)。所設(shè)計(jì)的拍頻干擾消除接收機(jī)BICR由一個(gè)偏振分束器PBS、一個(gè)平衡探測(cè)器和一個(gè)減法器構(gòu)成，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、對(duì)信號(hào)波長(zhǎng)不敏感的優(yōu)點(diǎn)，并且能夠大幅度減小SSB-OOFDM信號(hào)的GB，提高DD-OOFDM系統(tǒng)的頻譜效率和系統(tǒng)性能，而且由于接收機(jī)不包含波長(zhǎng)敏感器件，可以實(shí)現(xiàn)無(wú)色工作，提高了該接收機(jī)的通用性。以上所述，僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本
技術(shù)領(lǐng)域：
的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以所述權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3