一种基于多径自干扰信道的自适应频域均衡系统技术方案

本发明专利技术提供了一种基于多径自干扰信道的自适应频域均衡系统，包括：数字信号处理基带单元、射频单元，控制单元。数字信号处理基带单元包括频域均衡模块，光频分复用信号接收模块，信号估计模块，误差向量幅度估计模块。射频单元包括混频器、电吸收调制激光器、可调光衰减器、可调光延时线以及平衡接收机。控制单元负责控制工作状态，向各模块发送控制指令。本发明专利技术通过自适应频域均衡技术解决多径自干扰信道导致的抑制带宽严重降低的问题，可以实现通频带带宽的扩展，以及在选中的通频带内获得更好的自干扰抑制比。

【技术实现步骤摘要】
一种基于多径自干扰信道的自适应频域均衡系统
本专利技术涉及微波光子学及无线通信
，具体地，涉及到一种基于多径自干扰信道的自适应频域均衡系统。
技术介绍
随着第五代移动通信技术(5G)的发展，无线通信系统需要更高的传输速率和更宽的传输带宽，然而有限的频谱资源制约着这些需求。常用的提升无线传输速率的方法是提升频谱效率、增大可用带宽和开发更高频率的新频段。这些方法都会增加大量成本。带内全双工技术可以充分利用有限的无线频谱资源，成为下一代移动通信系统的有竞争力的备选方案。带内全双工系统(In-BandFull-Duplex,IBFD)与现有的频分双工(Frequency-DivisionDuplex，FDD)或者时分双工(Time-DivisionDuplex，TDD)系统相比，在同一个频段同时进行两个通信单元之间的双向通信，将频谱利用率增加了一倍。带内全双工无线通信系统将不需要如频分双工系统或时分双工系统一样，在频域或时域上分离出上、下行信道，分频或分时进行通信。可以在同一信道，同一时刻以同一频率实现两个通信单元的双向无线通信。由于带内全双工系统的发射天线与接收天线在物理位置上的接近，以及同时进行收发信号，与接收信号相比较大的发射信号会被同系统的接收天线接收，严重干扰同频段的接收信号，即同频自干扰效应。自干扰效应会严重影响接收信号的质量，是制约带内全双工技术发展的瓶颈技术。因此，带内全双工通信系统需要进行同频自干扰消除。现有的基于电子学方案的自干扰消除系统工作带宽、工作频段以及消除性能受电子元件性能限制。基于微波光子学的自干扰消除系统可以充分发挥光学器件大带宽优势，可以将更高频段的电信号调制成光信号进行处理。光学自干扰消除系统发送的信号在无线信道传播时，会形成多个传输路径，产生多径自干扰信号，由同系统的接收天线接收。现有针对多径自干扰信道的光学消除技术，一般有两路信号进行传输，第一路是发送信号，第二路是复制的发送信号，称为参考信号。第二路复制信号通过信道估计，生成一个抵消多径自干扰效应的参考信号，然后让该参考信号经过参考信道，最后在光域上两路信号相减，留下有用信号，实现光学消除。现有技术中，已有一种基于模拟光子的宽带多径自干扰消除方案，该方案在接收端和发送端分别使用线性部分相反的电光调制器(EOM)，将两路信号分别调制到光载波上。发送端信号从电光调制器输出到光耦合器，然后输出一组并行光信号到各个具有可调光延时线和光衰减器的支路上。每路经过延迟和衰减的信号以及接收端信号进入一个单模-多模耦合器后相消，留下有用信号(SOI)。文献中报告了，在两路干扰信道和两路光补偿路径下，900MHz频段获得50MHz带宽约30dB抑制比和10MHz带宽约40dB抑制比，2.4GHz频段获得200MHz带宽约40dB抑制比和10MHz带宽约50dB抑制比。该方案受限于补偿路径数量，不能处理任意数量多径自干扰信道。该方案实现自干扰消除的频带带宽太窄。对于下一代无线通信系统而言，希望获得更高频段的频谱资源用于带内全双工通信。现有技术中还存在着一种基于色散器件的宽带光学多径自干扰消除方案，研究模拟非相干减法技术，使用可调谐激光器阵列，偏振调制器(PolM)，两个偏置器(Pol)，色散元件(DE)以及光电检测器(PD)，利用偏振调制器能够消除射频功率衰落的原理，以及通过色散元件，调节可调谐激光器输出波长能够实现不同时延，还有利用可调谐激光器调节输出光功率，利用光耦合器(OC)与经过多径信道的另外一路光信号匹配相消，留下有用信号(SOI)。文献中报告了，对于两路干扰信道，3GHZ频段获得50MHz带宽约77dB的抑制比。该方案解决多径自干扰信道的频段仅能适应现有的商用无线系统，没有更好体现基于微波光子学的自干扰消除系统高频段、宽带宽的优势。然而，该方案受限于可调谐激光器阵列，同样不能处理任意数量多径自干扰信道。当前光学自干扰消除系统针对多径自干扰信道的消除技术，存在消除的多径自干扰信道的频段太窄的问题，导致光学自干扰消除系统的宽带宽优势无法发挥。现有的消除技术受限于复制多径信道的器件数量，不能处理任意多径信道干扰。本专利技术提出用自适应频域均衡技术解决多径自干扰信道问题，以拓宽光学自干扰技术消除的带宽和可以消除任意多径信道干扰。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种基于多径自干扰信道的自适应频域均衡系统。本专利技术是根据以下技术方案实现的：一种基于多径自干扰信道的自适应频域均衡系统，其特征在于，包括：数字信号处理基带单元、射频单元、控制单元，所述数字信号处理基带单元通过数模转换模块和模数转换模块与所述射频单元连接，所述控制单元分别与所述数字信号处理基带单元以及所述射频单元连接，其中所述射频单元设置有光学自干扰消除系统，所述光学自干扰消除系统用于消除产生的自干扰信号，在所述数字信号处理基带单元中设置自适应频域均衡模块，用于在频域上调节输出的参考信号，令参考信号与经过多径信道的信号相位接近。上述技术方案中，所述射频单元包括混频器和光学自干扰消除系统，其中所述数字信号处理基带单元发送的光频分复用数据分为两路，其中一路数据通过数模转换器变成射频信号，经过混频器后由发射天线输出，和多径信道产生的干扰信号一同进入光学自干扰系统，另一路数据先通过频域均衡，再由数模转换器变成射频信号，经过混频器后，进入光学自干扰消除系统进行减法处理，再经过低通滤波器后，得到接收信号。上述技术方案中，所述数字信号处理基带单元包括光正交频分复用信号调制模块、信号接收模块、信号估计模块、误差向量幅度估计模块。发送数据先串行转并行，接着继续16位正交幅度调制，之后分成两路。一路继续调制成光正交频分复用信号，然后经数模转换输出到射频域；另一路先经过自适应频域均衡模块，再调制成光正交频分复用信号，然后经数模转换输出到射频域。射频单元信号经模数转换后，由信号接收模块接收。此模块将解调光正交频分复用信号，同时输出两路数据，其中一路数据进入误差向量幅度估计模块，误差向量幅度估计模块评估接收信号性能，发送评估结果到控制单元，控制单元会依据结果来调节自干扰消除系统中的可调光延时线和可调光衰减器。另一路数据进入信道估计模块，信道估计模块处理数据后，依次调节频域均衡模块，形成自适应频域均衡系统。上述技术方案中，所述自干扰消除系统包括：电吸收调制激光器、可调光衰减器、可调光延时线以及平衡接收机；以两个电吸收调制激光器为基础构建两条光支路，分别记为第一路径和第二路径，其中：所述第一路径中依次设置有第一电吸收调制激光器EML1和可调光衰减器；接收天线将接收到的射频信号依次经过第一电吸收调制激光器EML1，可调光衰减器后进入平衡接收机；所述第二路径中依次设置有：第二电吸收调制激光器EML2、可调光衰减器以及可调光延时线；射频信号中的另一路信号依次经过预失真滤波器、第二电吸收调制激光器EML2、可调光衰减器以及可调光延时线后进入平衡接收机；由第一路径和第二路径的输出的两路信号在光平衡接收机中进行光电信号的减法操作，实现自干扰信号的消除。与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：1、本专利技术提供的针对多径自干扰信道的宽带光学自干扰消除系统的自适应频域均衡技术，能够处理任意多径自干扰本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于多径自干扰信道的自适应频域均衡系统，其特征在于，包括：数字信号处理基带单元、射频单元、控制单元，所述数字信号处理基带单元通过数模转换模块和模数转换模块与所述射频单元连接，所述控制单元分别与所述数字信号处理基带单元以及所述射频单元连接，其中所述射频单元设置有光学自干扰消除系统，所述光学自干扰消除系统用于消除产生的自干扰信号，在所述数字信号处理基带单元中设置自适应频域均衡模块，用于在频域上调节输出的参考信号，令参考信号与经过多径信道的信号相位接近。

【技术特征摘要】
1.一种基于多径自干扰信道的自适应频域均衡系统，其特征在于，包括：数字信号处理基带单元、射频单元、控制单元，所述数字信号处理基带单元通过数模转换模块和模数转换模块与所述射频单元连接，所述控制单元分别与所述数字信号处理基带单元以及所述射频单元连接，其中所述射频单元设置有光学自干扰消除系统，所述光学自干扰消除系统用于消除产生的自干扰信号，在所述数字信号处理基带单元中设置自适应频域均衡模块，用于在频域上调节输出的参考信号，令参考信号与经过多径信道的信号相位接近。2.根据权利要求1所述的自适应频域均衡系统，其特征在于，所述射频单元包括混频器和光学自干扰消除系统，其中所述数字信号处理基带单元发送的光频分复用数据分为两路，其中一路数据通过数模转换器变成射频信号，经过混频器后由发射天线输出，和多径信道产生的干扰信号一同进入光学自干扰系统，另一路数据先通过频域均衡，再由数模转换器变成射频信号，经过混频器后，进入光学自干扰消除系统进行减法处理，再经过低通滤波器后，得到接收信号。3.根据权利要求1所述的自适应频域均衡系统，其特征在于，所述数字信号处理基带单元包括光正交频分复用信号调制模块、信号接收模块、信号估计模块、误差向量幅度估计模块，发送数据先串行转并行，接着继续16位正交幅度调制，之后分成两路；一路继续调制成光正交频分复用信号，然后经数模转换输出到射...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄麟，张云昊，肖石林，郑立卓，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海,31