[发明专利]利用DMT调制和解调32QAM-OFDM下行链路信号的自混频零差检测无源光接入系统

说明书

技术领域

本发明属于利用DMT调制和解调32QAM-OFDM下行链路信号的自混频零差检测无源光接入系统，可以有效地降低系统配置复杂度和成本，取得无误码传输，在未来的无源光网络中具有潜在价值，也可以升级以支持无源光载无线通信方面的应用。

背景技术

目前，少有研究在接入网中将DMT技术和自混频零差接收技术应用于各种不同的m-正交幅度调制(QAM) (m = 4, 16, 32, 64)OFDM下行链路信号中。而实际上，DMT调制和解调已经广泛用于商业系统的铜质数据用户线中，如非对称数字用户线(ADSL)和高速数字用户线(HDSL)等。我们曾经设计并实验验证了两种全双工60GHz无源光网络无线通信系统，其下行链路的16QAM-OFDM信号采用DMT调制和解调产生，用自混频零差接收技术进行接收，从而简化光接入系统的配置，降低了成本。采用自混频零差接收技术和DMT调制的OFDM光接入系统具有可扩展性好、成本较低并且易于安装和维护的优点，因为该系统在光线路终端(OLT)无需高频微波源，在光网络单元(ONU)也无需本地振荡器。但是，目前还没有公开发表过在无源光接入网络系统中采用DMT调制和解调、电域自混频零差接收技术收发光载32QAM-OFDM毫米波信号的应用文献。因此，基于DMT调制和解调以及自混频零差探测光载32QAM-OFDM毫米波信号的方法是提高调制/解调效率、增加单位时间内传输比特率、提高通信频带利用效率的重要途径。

发明内容

本发明的目的是将DMT调制和解调32QAM-OFDM信号以及自混频零差引入无源光网络系统中，提供了一种利用DMT调制和解调32QAM-OFDM下行链路信号的自混频零差检测无源光接入系统。

为实现上述目的本发明采用的技术方案是，本发明系统包括两个外腔激光器、两个偏置控制器、强度调制器、光耦合器、单模光纤、掺铒光纤放大器、电子放大器、PIN光电二极管、移相器、混频器和低通滤波器。

在发射端，所述外腔激光器产生CW光波信号经过偏置控制器处理后输入强度调制器，32QAM-OFDM信号经过DMT调制后输入电子放大器，由电子放大器放大后输入强度调制器，强度调制器对两路输入信号进行电-光调制后输入光耦合器；另一外腔激光器产生另一CW光波信号经过另一偏置控制器处理后，输入光耦合器；光耦合器输出光波信号由单模光纤传输。

在接收端，单模光纤中的光波信号经掺铒光纤放大器放大后，由PIN光电二极管转换为电信号，然后由另一电子放大器进行放大；放大后的电信号一路经移相器后输入混频器，另一路直接输入混频器；混频器处理后输入低通滤波器进行滤波，滤波后的信号进行DMT解调，获得32QAM-OFDM信号。

本发明将DMT技术引入光接入系统中，同相和正交分量就不再需要了，IQ调制和解调宽带高频模拟RF器件可以从DMT收发器中省略，系统的复杂度和成本因而将显著降低。接收端采用自混频和零差探测恢复数据，利用电子放大器(EA)分离基带信号，并在频率(f2-f1)处放大毫米波信号，采用移相器匹配32QAM-OFDM信号相位信息。自混频零差检测由于平方律特征的影响，将产生原始32QAM-OFDM信号的和、差频率信号，结果使基带数据不受相位噪声的影响。

附图说明

图1为采用DMT调制和解调32QAM-OFDM信号原理框图；

图2为自混频零差检测原理框图；

图3为本发明系统的示意框图；

图4为两种情形下的电信号频谱图；

图5为不同子载波数N(N = 16, 32, 64, 128, 256)时的CCDF曲线；

图6为复杂度与子载波数之间的关系；

图7为32QAM-OFDM信号的误比特曲线(子载波分别为128和256)。

具体实施方式

采用DMT调制和解调32QAM-OFDM信号的原理框图分别如附图1(a)和(b)所示。将DMT技术引入光接入系统中，同相和正交分量就不再需要了，IQ调制和解调宽带高频模拟RF器件可以从DMT收发器中省略，系统的复杂度和成本因而将显著降低。DMT调制时，先将串行数据转换为并行数据，然后进行QAM映射，经IFFT运算转变为实数值数据并添加循环前缀，输入数模转化器转换。接收到的数据进行DMT解调时，经模数转换器转换后的处理与DMT调制的处理相逆。