[发明专利]一种自零差相干探测的双向光子射频传输系统及其信号处理实现方法

说明书

本发明公开一种自零差相干探测的双向光子射频传输系统及其信号处理实现方法，其中传输系统包括CW激光器、下行链路及上行链路,下行链路及上行链路中主要采用高频正交MQAM‑OFDM发射机实现关键信号的处理，本发明为未来超高速相干光通信、光子射频融合通信、超高速多通道MIMO无线传输、基站间高速光子射频互联互通提供一种高效的解决方案。

〖技术领域〗

本发明专利涉及新一代信息与通信技术领域，具体涉及一种自零差相干探测的双向光子射频传输系统及其信号处理实现方法。

〖背景技术〗

随着信息通信技术(ICT)的高速发展，人们在追求超大带宽、超远距离传输方面不断地做着努力和尝试。相干光子通信不但可以实现超高速率信号传输，而且其相干探测能改善接收机的灵敏度，在相同的光通信条件下，相干接收机比普通接收机提高灵敏度约20dB，可以达到接近散粒噪声极限的高性能，因此也增加了光信号的无中继传输距离。相干光子通信其信号接收分为外差探测接收和零差探测接收两种，其零差探测拥有更高的接收灵敏度。随着人们对超甚高速光子通信需求的日益提升，基于零差探测相干光通信的优越性越来越凸显出来。

中国专利201510903299.6披露了偏振无关自相干正交频分复用光纤传输系统及传输方法，包括发送端和接收端，发送端正交调制的方式生成正交频分复用信号。对于正交频分复用信号而言，将零频率处左右的频谱空出来用来传载波；接收端用滤波器将载波和信号分开，将载波通过1/4波片使其变成圆偏振光；最后将载波和信号输入相干接收机并进行后续数字信号处理。

该方案在设计实现上存在以下问题：

(1)按照中国专利201510903299.6中表述，将光耦合器1分离出来的一路未经调制处理的激光光波与另一路调制处理后的激光载波信号通过光耦合去2合路，然后进入单模光纤中传输到接收端。

然而，依据1/4波片光学处理原理我们可以得知：其未经调制处理的那路激光光波源于激光器1，该激光光波未经偏振处理，不是线偏振光；而经过调制处理后的激光载波经过了偏振处理是线偏振光；两路光波通过耦合器2混合后，既有线偏振光又有圆偏振光，其两种偏振态的激光管光波再由接收端经过环形器、半透半反式光纤光栅、1/4波片处理后，线偏振光变成圆偏振光，圆偏振光变成线偏振光。

中国专利201510903299.6对其系统描述的把“既有线偏振光又有圆偏振光的激光光波通过1/4波片使其变成圆偏振光”显然是有问题的，进而，其专利中披露的“实现偏振无关接收”也是有问题的。

(2)中国专利201510903299.6披露的“光载波附近留下频谱间隔”，“在低频段附近(-5GHz到5GHz)，将子载波的信号设置为0”，是有问题的。

其一：实施难度比较大，以至于不可能实现。

OFDM多载波调制中，其载波频率相对比较低，一般以KHz或MHz计量，并且载波数量比较大。按照中国专利201510903299.6表述，若将-5GHz到5GHz的带宽内的子载波信号设置为0，在目前OFDM调制中，如此大的带宽若用于0子载波设置，这样没法实施更多带宽的OFDM信号编码调制传输了。

其二：没有给出具体的实施方式。

OFDM编码调制原理中，子载波调制是指通过串并变换将有用信息调制到许多与之对应的低频段载波上，利用频谱重叠特征，进而实现高效的频谱带宽利用。而中国专利201510903299.6中只表述了“将子载波的信号设置为0”，而没有给出如何将子载波信号设置0的方法。

(3)按照中国专利201510903299.6表述：半透半反式光纤光栅将没有携带有用信息的光反射回来、携带有用信息的光通过光纤光栅。