一种可用于具有复杂光谱特征光脉冲信号的重产生重放大系统技术方案

本发明专利技术提供了一种可用于具有复杂光谱特征光脉冲信号的重产生重放大系统，包括：宽谱脉冲光信号源模块，信号光谱重生模块，信号重放大处理模块，重生信号功率放大模块，信号重放大处理模块，检验模块。本发明专利技术面向具有大谱宽特征的数字脉冲光信号，其光谱成分可以离散抑或连续，通过半导体激光器腔体内的非线性效应，实现了宽谱脉冲光信号的重放大效果，解决了基于宽谱脉冲光的数字光通信系统中，包括光隐匿通信系统、光码分多址系统中光信号时域噪声干扰的滤除，提升了接收性能，同时信号光谱宽度大幅度压缩，从而便于后续的滤波处理。从而便于后续的滤波处理。从而便于后续的滤波处理。

【技术实现步骤摘要】
一种可用于具有复杂光谱特征光脉冲信号的重产生重放大系统


[0001]本专利技术涉及无线通信
，具体是涉及一种可用于具有复杂光谱特征光脉冲信号的重产生重放大系统。

技术介绍

[0002]近年来，光纤通信技术得到了快速发展，与基于传统电缆的有线通信技术相比，光纤通信具有宽带宽、低损耗、重量轻、以及抗电磁干扰等优点。目前，光纤通信已进入了有线通信的各个领域，包括邮电通信，电力通信以及军事通信等等。随着家庭用户对通信带宽要求的提高，光纤到户也已在蓬勃发展。由于无线通信逐步覆盖数据需求量更高的各种流媒体业务，例如云计算、社交网络、移动数字电视等新业务，无线通信带宽的需求量随之急剧提高。
[0003]微波光子学是结合了微波技术和光子技术优势的交叉学科，它利用光子技术产生、处理和传输微波信号，具有带宽大、损耗小、重量轻、抗电磁干扰等优点，在雷达系统、无线通信、卫星通信、有线电视、天文无线电和光信号处理及高速分组交换光网络等领域都有重要应用。通过该技术，我们可实现对信号在时域的处理，以获得特定应用环境下所需要的波形及频谱，并实现多址噪声干扰滤除等功能。通过对微波信号在空间上的处理，可实现微波信号的波束成形，即改变微波信号的辐射方向。如果将信号的时空处理相结合，同时实现信号时域处理和波束成形，这样就实现了微波信号时空处理的混合系统。通过微波光子技术所实现的信号时空处理具有极大的灵活性和可重构性，在雷达系统、近距离无线接入、光纤数字通信等系统具有极高的应用价值。
[0004]干扰(多址干扰)是指同CDMA系统中多个用户的信号在时域和频域上是混叠的。因为CDMA系统为码分多址，CDMA系统采用的是不同的地址码来区分每个用户，但多个用户的信号在时域和频域上是混叠的，所以在频域在产生一定的同频和邻频干扰，则为多址干扰。
[0005]然而，目前已有的通信频段严重限制了通信容量的进一步拓展，为了解决这个问题，越来越多的研究传统CDMA系统中的信号检测将于多址干扰视为高斯噪声来处理，因而忽略多址干扰的存在，这种方法会带来以下两个方面的影响：
[0006](1)系统容量受到限制：当系统中用户数较少时，多址干扰因伪随机码良好的互相关性而不会太严重。但随着同时接入系统用户数目的增加，多址干扰的影响也会逐渐严重起来，导致系统误码率的上升，使得系统的容量受到影响。尤其是3G系统中大容量的要求和多天线发射分集的采用，都将导致CDMA系统容量受多址干扰的严重影响。
[0007](2)严重影响了系统的性能：如果干扰用户比目标用户距离基站近得多，即使忽略衰落的影响，信号的路径衰耗亦与用户距基站距离的三次方成正比，这时干扰信号在基站的接收功率会比目标用户信号的接收功率大得多，在传统接收机输出中的多址干扰份量会很重，以至将目标用户的信号淹没，而出现远近效应。
[0008]因此，如何解决干扰(多址干扰)噪音并将其用于实现多用户组网是需要研究者解
决的课题。

技术实现思路

[0009]本专利技术解决的技术问题是：传统CDMA系统中的信号检测将多址干扰视为高斯噪声来处理，因而忽略多址干扰的存在，造成系统性能受到极大影响。
[0010]本专利技术的技术方案如下：
[0011]一种可用于具有复杂光谱特征光脉冲信号的重产生重放大系统，包括：
[0012]用于产生大谱宽光脉冲信号及干扰噪声的宽谱脉冲光信号源模块，宽谱脉冲光信号源模块包括：用于输出时钟信号的脉冲信号发生器(PPG)，脉冲信号发生器(PPG)分别连接有用于放大时钟信号的微波功率放大器(PA)和马赫增德尔调制器(MZM)，微波功率放大器(PA)输出端连接有第一分布反馈式半导体激光器(DFB1)，第一分布反馈式半导体激光器(DFB1)的输出信号输入马赫增德尔调制器(MZM)，第一分布反馈式半导体激光器(DFB1)输入马赫增德尔调制器(MZM)的光脉冲信号被脉冲信号发生器(PPG)输出的数据信号调制得到光脉冲序列，
[0013]用于放大马赫增德尔调制器(MZM)输出光脉冲序列的第一可调掺铒光纤放大器(EDFA1)，第一可调掺铒光纤放大器(EDFA1)连接有对马赫增德尔调制器(MZM)输出的大功率光脉冲信号进行光谱上的极大展宽且压窄脉冲宽度的高非线性光纤(HNLF)，光脉冲信号序列的光谱为超连续谱(SC)，
[0014]用于将光脉冲信号序列分为两路且与高非线性光纤(HNLF)连接的1：1光耦合器分路，其中一路连接有编码器(Encoder)，另一路连接有用于对第二路光脉冲信号进行滤波并将其作为干扰噪声的光带通滤波器(OBPF)，编码器(Encoder)和光带通滤波器(OBPF)的输出端连接有1：1光耦合器合路，1：1光耦合器合路连接有用于对合路后光脉冲信号进行补偿的第二可调掺铒光纤放大器(EDFA2)，
[0015]用于通过重产生技术对脉冲光实现整形干扰、改善信号时域特征的信号重产生处理模块，信号重产生处理模块包括：用于解码且与EDFA2输出端连接的解码器(Decoder)，解码器(Decoder)连接有信号重产生模块(Regenerator)，
[0016]用于对信号光谱进行放大以实现对复杂光谱特性脉冲光的重放大效果的信号重放大处理模块，信号重放大处理模块包括：与信号重产生模块(Regenerator)的输出端连接的第二T型掺铒光纤放大器(T
‑
EDFA2)，
[0017]用于对脉冲重产生及放大效果进行检验的检验模块，检验模块包括：用于对重产生重放大处理后的光脉冲信号进行光电转换且与第二T型掺铒光纤放大器(T
‑
EDFA2)输出端连接的光电检测器(PIN)。
[0018]进一步地，PIN分别连接有对电信号眼图进行测量的采样示波器(OCS)和对信电信号误码率进行测量的误码仪(BERT)，这样的设计能实时获取信号的处理效果。
[0019]进一步地，脉冲光的重产生是基于半导体激光器腔体内的XGM效应，信号重产生模块(Regenerator)包括：与解码器(Decoder)连接的用于放大解码后光脉冲信号的第一T型掺铒光纤放大器(T
‑
EDFA1)，与第一T型掺铒光纤放大器(T
‑
EDFA1)连接有偏振控制器(PC)，与偏振控制器(PC)输出端连接的光环行器(OC)，光环行器(OC)的2和3端口分别连接有被用作从激光器(SL)无隔离器装置的第二分布反馈式半导体激光器(DFB2)和用于将第二分布
反馈式半导体激光器(DFB2)腔模以及原脉冲光谱成分滤除的光滤波器(OF)，从而产生张驰振荡峰和光谱展宽，张驰振荡峰对应的光谱即半导体激光器的展宽光谱部分。
[0020]进一步地，第二T型掺铒光纤放大器(T
‑
EDFA2)连接有用于对信号重产生模块(Regenerator)输出光谱信号进行检测的光频谱分析仪(OSA)，信号处理过程中的信号光谱特征利用光频谱分析仪(OSA)实现监控；光电检测器(PIN)输出的电信号分别利用采样示波器(本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可用于具有复杂光谱特征光脉冲信号的重产生重放大系统，其特征在于，包括：用于产生大谱宽光脉冲信号及干扰噪声的宽谱脉冲光信号源模块，所述宽谱脉冲光信号源模块包括：用于输出时钟信号的脉冲信号发生器，所述脉冲信号发生器分别连接有用于放大时钟信号的微波功率放大器和马赫增德尔调制器，所述微波功率放大器输出端连接有第一分布反馈式半导体激光器，所述第一分布反馈式半导体激光器的输出信号输入所述马赫增德尔调制器，第一分布反馈式半导体激光器输入马赫增德尔调制器的光脉冲信号被脉冲信号发生器输出的数据信号调制得到光脉冲序列，用于放大所述马赫增德尔调制器输出光脉冲序列的第一可调掺铒光纤放大器，所述掺铒光纤放大器连接有对马赫增德尔调制器输出的大功率光脉冲信号进行光谱上的极大展宽且压窄脉冲宽度的高非线性光纤，所述光脉冲信号序列的光谱为超连续谱，用于将所述光脉冲信号序列分为两路且与所述高非线性光纤连接的1：1光耦合器分路，其中一路连接有编码器，另一路连接有用于对第二路光脉冲信号进行滤波并将其作为干扰噪声的光带通滤波器，所述编码器和光带通滤波器的输出端连接有1：1光耦合器合路，所述1：1光耦合器合路连接有用于对合路后光脉冲信号进行补偿的第二可调掺铒光纤放大器，用于通过重产生技术对脉冲光实现整形干扰、改善信号时域特征的信号重产生处理模块，所述信号重产生处理模块包括：用于解码且与所述可调掺铒光纤放大器输出端连接的解码器，所述解码器连接有信号重产生模块，用于对信号光谱进行放大以实现对复杂光谱特性脉冲光的重放大效果的信号重放大处理模块，所述信号重放大处理模块包括：与所述信号重产生模块的输出端连接的第二T型掺铒光纤放大器，用于对脉冲重产生及放大效果进行检验的检验模块，所述检验模块包括：用于对重产生重放大处理后的光脉冲信号进行光电转换且与所述第二T型掺铒光纤放大器输出端连接的光电检测器。2.根据权利要求1所述的一种可用于具有复杂光谱特征光脉冲信号的重产生重放大系统，其特征在于，所述光电检测器分别连接有对电信号眼图进行测量的采样示波器和对信电信号误码率进行测量的误码仪。3.根据权利要求1所述的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈大雷，魏太平，邵东春，燕明，田靖，董飞鸿，李瑜珊，朱学耕，
申请(专利权)人：中国人民解放军陆军装甲兵学院蚌埠校区，
类型：发明
国别省市：