基于相位预编码因子优化的相位预编码方法及矢量毫米波信号生成系统技术方案

技术编号:20592887 阅读:3 留言:0更新日期:2019-03-16 09:04
本发明专利技术涉及一种基于相位预编码因子优化的相位预编码方法及矢量毫米波信号生成系统,属于通讯技术领域。本发明专利技术的相位预编码因子优化的方法,是通过将发送端相位预编码因子调整为2来实现的,能够保证接收端接收到的矢量信号为规则QPSK/8QAM的前提下增大发送端预编码后星座点之间的欧式距离,从而改善接收到的矢量信号的性能,在接收端离线数字信号处理模块处理后,只需将信号的实部取反就可以从中恢复出原始的发送数据。基于上述相位预编码方案的矢量毫米波信号生成系统,可以实现良好性能的矢量毫米波信号的生成,并具有结构简单、执行简易、成本高效、系统性能良好等优点。

Phase precoding method based on Optimization of phase precoding factor and vector millimeter wave signal generation system

The invention relates to a phase precoding method based on Optimization of phase precoding factor and a vector millimeter wave signal generating system, belonging to the field of communication technology. The method of optimizing the phase precoding factor of the present invention is realized by adjusting the phase precoding factor of the sender to 2, which can increase the Euclidean distance between the constellation points after precoding at the sender under the premise that the received vector signal at the receiving end is regular QPSK/8QAM, thereby improving the performance of the received vector signal and processing the off-line digital signal processing module at the receiving end. After that, the original transmission data can be recovered by retrieving the real part of the signal. Vector millimeter wave signal generation system based on the phase precoding scheme can achieve good performance of vector millimeter wave signal generation, and has the advantages of simple structure, simple implementation, high cost and good system performance.

【技术实现步骤摘要】
基于相位预编码因子优化的相位预编码方法及矢量毫米波信号生成系统
本专利技术属于通讯
,涉及基于相位预编码因子优化的相位预编码方法及矢量毫米波信号生成系统。
技术介绍
光载无线(Radio-over-Fiber,缩写为RoF)技术结合了光纤通信和无线通信的优点,解决了带宽问题、灵活性问题、电磁干扰问题,有望应用在未来的无线通信和空间通信。将RoF技术与毫米波通信相结合可以满足下一代移动通信系统对于高带宽和高传输速率的需求。低成本高稳定的光生毫米波技术是RoF技术和毫米波通信结合中的关键技术之一。外调光制技术是较为常用的光生毫米波技术,该技术只使用一个激光器,因此可以产生稳定的毫米波载波。外部光调制还可以与矢量调制以及数字信号处理技术相结合,不仅可以提高系统的频谱效率,还能改善接收机的灵敏度。此外,外部光调制技术还可以与光倍频技术相结合,使用较低频率的本振信号产生高频率的毫米波载波。科研界已经提出并实验验证了基于倍频的光生矢量毫米波的不同方案。可以实现2倍频【Y.Wang,Y.Xu,X.Li,J.Yu,andN.Chi,“BalanceprecodingtechniqueforvectorsignalgenerationbasedonOCS,”Photon.Technol.Lett.,vol.27,no.23,pp.2469–2472,2016】、4倍频【王勇,李明安,赵强,文爱军,王方燕,尚磊.新型四倍频光生毫米波矢量信号调制技术.光学学报,2012,32(9):21-26】、6倍频【J.Lu,Z.Dong,J.Liu,X.Zeng,Y.HuandJ.Gao,“Generationofafrequencysextupledopticalmillimeterwavewithasuppressedcentralcarrierusingonesingle-electrodemodulator,”OpticalFiberTechnology,vol.20,no.5,pp.533-536,Oct.2014】、8倍频【H.Zhang,L.Cai,S.Xie,K.Zhang,X.WuandZ.Dong,“ANovelRadio-over-fiberSystemBasedonCarrierSuppressedFrequencyEightfoldMillimeterWaveGeneration,”IEEEPhotonicsJournal,vol.9,no5,October.2017,Art.no.7203506】、的矢量毫米波信号产生。现有倍频技术主要是基于相位压缩的相位预编码方式来解决接收端的相位模糊,因此预编码后星座点之间的欧式距离都很小,影响在光纤中传输的性能也会受限,也更容易受到光电器件不完美的影响,性能也会较差。对于QPSK调制格式,当倍频数大于4时,预编码后的星座点全部位于第一象限。
技术实现思路
有鉴于此,本专利技术的目的在于提供一种基于相位预编码因子优化的相位预编码方法及矢量毫米波信号生成系统。为达到上述目的,本专利技术提供如下技术方案:基于相位预编码因子优化的相位预编码方法,是通过调整相位预编码因子来实现的,对于采用光K=6倍频和QPSK调制格式的情形,在发送端相位预编码过程中将相位预编码因子由6优化为2,增大星座点之间的欧式距离,在接收端数字信号处理的载波恢复后将信号的实部取反以得到与发送端相位预编码前相同的星座分布。基于所述方法的矢量毫米波信号生成系统,包括:发送端离线数字信号处理模块,用于产生相位预编码的携带发送数据的射频驱动信号,其中相位预编码因子优化为2,发送数据采用QPSK或者8QAM矢量调制格式;数模转换器模块,用于执行预编码射频驱动信号的数模转换;电放大器,用于放大预编码射频驱动电信号;单模激光器,用于产生单模连续波长光载波;相位调制器,用于将放大的射频驱动电信号调制到光载波上,得到多个子载波,且相邻子载波的频率间隔等于射频驱动频率;波长选择开关,用于选出两个子载波,且两个子载波的频率间隔为射频驱动频率的6倍;单端光电二极管,用于将选出的两个子载波执行外差拍频,生成载波频率为射频驱动频率6倍的电矢量毫米波信号;模数转换器模块,用于对电矢量毫米波信号进行模数转换;接收端离线数字信号处理模块,用于对模数转换后的矢量毫米波信号的数字信号处理,以得到具有QPSK星座的信号;离线数字信号处理模块的功能包括下变频、恒模算法或者多模算法均衡和载波恢复;星座恢复模块,将信号的实部取反以得到与原始信号相同的星座分布。进一步,所述发送端离线数字信号处理模块对携带发送数据的射频驱动信号进行相位预编码,其中相位预编码因子为2,发送数据采用QPSK或8QAM矢量调制格式;然后将射频驱动信号进行数模转换和功率放大;单模激光器产生的连续波长光载波注入到相位调制器中,同时放大后的射频驱动电信号驱动相位调制器,输出一系列的子载波,相邻子载波频率间隔等于射频驱动频率;使用波长选择开关选出两个频率间隔为射频驱动频率6倍的子载波;选出的两个子载波经由单端光电二极管执行外差拍频,从而生成载波频率为射频驱动频率6倍的电矢量毫米波信号;然后将电矢量毫米波信号进行模数转换,并经离线数字信号处理模块进行信号处理后,再将信号实部取反,从中恢复出原始的发送数据。本专利技术的有益效果在于:本专利技术针对基于6倍频产生的矢量毫米波信号的相位分布特点,提出相位因子优化的相位预编码方法来增大星座点之间的欧式距离,实现了良好性能的矢量毫米波信号的生成,并具有结构简单、执行简易、成本高效、系统性能良好等优点。附图说明为了使本专利技术的目的、技术方案和有益效果更加清楚,本专利技术提供如下附图进行说明:图1是本专利技术的基于上述相位预编码方案和光6倍频的矢量毫米波信号生成系统示意图。图2是本专利技术提出的基于相位预编码因子优化的相位预编码方案,(a)为原始的QPSK信号星座图;(b)为相位预编码因子为6时相位预编码后的星座图;(c)为相位预编码因子为2时相位预编码后的星座图。图3是相位预编码因子优化为2时信号接收端的星座图;(a)为接收端离线数字信号处理模块后信号的星座图;(b)为星座恢复模块后信号的星座图。附图标记:1为发送端离线数字信号处理模块,2为数模转换器模块,3为电放大器,4为单模激光器,5为相位调制器,6为波长选择开关,7为单端光电二极管,8为模数转换器模块,9为接收端离线数字信号处理模块,10为星座恢复模块,11为基于上述相位预编码方案和光6倍频的矢量毫米波信号生成系统;①②③④分别表示四个星座点。具体实施方式下面将结合附图,对本专利技术的优选实施例进行详细的描述。本专利技术提供的相位预编码因子优化的相位预编码方法,是通过调整相位预编码因子来实现的,具体如下:以采用光6倍频和QPSK调制格式的情形为例,即倍频数K=6。假设原始QPSK信号的相位为θ,θ取值为[π/4,3π/4,5π/4,7π/4],假设驱动射频信号的相位为则接收机侧光电探测后信号的相位为会导致相位重合。因而在发送端需要进行相位预编码,现有的相位预编码方案是将待发送信号的相位除以倍频数K,得到驱动射频信号的相位,即此时相位预编码因子等于光倍频数。当倍频数很高,即K较大时,发送端信号相位预编码后信号的相位都本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.基于相位预编码因子优化的相位预编码方法,其特征在于:是通过调整相位预编码因子来实现的,对于采用光K=6倍频和QPSK调制格式的情形,在发送端相位预编码过程中将相位预编码因子由6优化为2,增大星座点之间的欧式距离,在接收端数字信号处理的载波恢复后将信号的实部取反以得到与发送端相位预编码前相同的星座分布。

【技术特征摘要】
1.基于相位预编码因子优化的相位预编码方法,其特征在于:是通过调整相位预编码因子来实现的,对于采用光K=6倍频和QPSK调制格式的情形,在发送端相位预编码过程中将相位预编码因子由6优化为2,增大星座点之间的欧式距离,在接收端数字信号处理的载波恢复后将信号的实部取反以得到与发送端相位预编码前相同的星座分布。2.基于权利要求1所述方法的矢量毫米波信号生成系统,其特征在于:包括:发送端离线数字信号处理模块,用于产生相位预编码的携带发送数据的射频驱动信号,其中相位预编码因子优化为2,发送数据采用QPSK或者8QAM矢量调制格式;数模转换器模块,用于执行预编码射频驱动信号的数模转换;电放大器,用于放大预编码射频驱动电信号;单模激光器,用于产生单模连续波长光载波;相位调制器,用于将放大的射频驱动电信号调制到光载波上,得到多个子载波,且相邻子载波的频率间隔等于射频驱动频率;波长选择开关,用于选出两个子载波,且两个子载波的频率间隔为射频驱动频率的6倍;单端光电二极管,用于将选出的两个子载波执行外差拍频,生成载波频率为射频驱动频率6倍的电矢量毫米波信号;模数转换...

【专利技术属性】
技术研发人员:王斌赵伦储雯
申请(专利权)人:重庆邮电大学
类型:发明
国别省市:重庆,50

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