一种多阶多量化数模光纤无线电MDA-RoF方法技术

本发明专利技术提供一种多阶多量化数模光纤无线电MDA

【技术实现步骤摘要】
一种多阶多量化数模光纤无线电MDA
‑
RoF方法


[0001]本专利技术涉及正交频分复用(OFDM)/离散多载波(DMT)信号的量化技术，ΔΣ调制(DSM)技术，时分复用技术，以及通信系统收发端的数字信号处理(DSP)算法
，尤其涉及一种多阶多量化数模光纤无线电MDA
‑
RoF方法。

技术介绍

[0002]无线回传、宽带无线接入等多种无线业务的快速发展，给容量带来了巨大的压力。为了满足对数据流量异常高的需求，迫切需要在部署期间显着提高网络密度。目前，云无线接入网络(C
‑
RAN)是建议最广泛的降低密集部署成本的方法。在C
‑
RAN的架构中，基带单元(BBU)和远程无线电单元(RRU)之间的连接是通过主要基于光纤的前传链路建立的。近年来，基于通用公共无线电接口(CPRI)的数字光纤无线电(D
‑
RoF)方案由于其高信噪比(SNR)而被用作前传解决方案，但是D
‑
RoF方案中的众多量化位需要占用更多带宽。作为替代，模拟光纤无线电(A
‑
RoF)方案传输具有频谱效率(SE)优势的原始波形，但它容易受到噪声和非线性的影响，导致恢复的SNR和误差矢量幅度(EVM)恶化。
[0003]在文献[X.Liu，"Hybrid digital
‑
analog radio
‑
over
‑
fiber(DA
‑
RoF)modulation and demodulation achieving a SNR gain over analog RoF of>10dB at halved spectral efficiency，"in Proc.Opt.Fiber Commun.Conf.Exhibit.，San Diego，CA，USA，2021，pp.1
–
3.]中，为了在SNR和SE之间进行权衡，提出了混合数模光纤无线电(DA
‑
RoF)方案，并在符号率为8Gbaud的强度调制和直接检测(IM
‑
DD)系统中得到验证。
[0004]在文献[Y.Xu et al.，"Coherent digital
‑
analog radio
‑
over
‑
fiber(DA
‑
RoF)system with a CPRI
‑
equivalent data rate beyond 1Tb/s for fronthaul，"Opt.Express，vol.30，no.16，pp.29409
‑
29420，Aug.2022.]和[Y.Zhu，C.Zhang，X.Zeng，H.Jiang，Y.Xu，X.Xie，Q.Zhuge，and W.Hu，"1λ10.5Tb/s CPRI
‑
equivalent rate 1024
‑
QAM transmission via self
‑
homodyne digital
‑
analog radio
‑
over
‑
fiber architecture，"in Proc.Eur.Conf.Opt.Commun.(ECOC)，Basel，Switzerland，2022，pp.1
‑
3]中，DA
‑
RoF方案被扩展应用到采用标准单模光纤(SSMF)和非耦合7芯光纤的双偏振相干系统中，符号速率分别为25和30Gbaud。
[0005]然而，基于光纤的前传可能不足以满足苛刻和适应性强的部署需求，特别是在有地理障碍或存在灾难的情况下。在这种情况下，无线前传作为一个有吸引力的替代解决方案，在部署中提供低成本、灵活性和可扩展性等优势。为了满足无线前传的容量要求，一种有前途的解决方案是利用毫米波(mm
‑
wave)或具有足够带宽的更高频段。D波段(110
‑
170GHz)是远距离高速无线前传的一个有前途的频段，它提供更宽的带宽和相对较低的大气衰减。
[0006]在文献[W.Li et al.，"23.1
‑
Gb/s 135
‑
GHz wireless transmission over 4.6
‑
km and effect of rain attenuation，"IEEE Trans.Microw.Theory Techn.，doi:10.1109/TMTT.2023.3267547.]中，作者在光子辅助的135GHz毫米波系统中，在4.6公里的
距离内传输净速率为23.1Gb/s的PS
‑
64
‑
QAM信号。距离速率乘积为106.3Gb/s
·
km，SE为3.85bit/s/Hz。在文献[F.Wang et al.，"Echo state network based nonlinear equalization for 4.6km 135GHz D
‑
band wireless transmission，"J.Lightw.Technol.，vol.41，no.5，pp.1278
‑
1285，Mar.2023.]中，数据速率超过8Gb/s的单载波正交相移键控(QPSK)信号在4.6公里的无线链路中以135GHz的频率成功传输，实现的误码率(BER)低于3.8
×
10
‑
3的硬判决前向纠错(HD
‑
FEC)阈值。
[0007]DA
‑
RoF方案可以应用于无线前传，但模拟量化误差部分在无线信道中存在严重的衰减和失真，影响正交频分复用(OFDM)信号的重构并降低无线信号的恢复信噪比。因此，模拟部分的数字化对于提高保真度至关重要。最近，DSM技术被认为是前传应用的一个有前途的解决方案，因为它在数字化方面具有成本效益并且能够保持高带内SNR。
[0008]因此，有必要提供一种新的多阶多量化数模光纤无线电MDA
‑
RoF方法解决上述技术问题。

技术实现思路

[0009]为解决目前的DA
‑
RoF方案中，模拟量化误差部分抗噪性差，信道SNR需求和成本高的技术问题，本专利技术提供一种多阶多量化数模光纤无线电MDA
‑
RoF方法。
[0010]本专利技术提供的多阶多量化数模光纤无线电MDA
‑
RoF方法包括以下步骤：
[0011]离线生成模拟RoF信号与控制字信号；
[0012]对模拟RoF信号进行量化生成数字PS
‑
q
‑
QAM/PS
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多阶多量化数模光纤无线电MDA
‑
RoF方法，其特征在于，包括以下步骤：离线生成模拟RoF信号与控制字信号；对模拟RoF信号进行量化生成数字PS
‑
q
‑
QAM/PS
‑
q
‑
PAM符号，量化因子为Q；计算模拟RoF信号量化后的量化误差；将残存的量化误差过采样与量化，完成DSM调制，生成DSM
‑
QAM信号；将模拟RoF信号的数字量化信号与DSM
‑
QAM信号以及控制字信号进行时域交织，生成时分复用(TDM)符号；TDM符号经过发送端DSP处理，送入毫米波/太赫兹实验系统中进行传输，并由接收端示波器采样获得接收信号；接受信号经过接收端DSP，时分解复用，DD
‑
RoF信号解调，OFDM解调后，得到携带的超高阶QAM信号；计算超高阶QAM信号的SNR与EVM，评估方案性能；其中，模拟RoF信号经过DD
‑
RoF调制，生成了数字量化PS
‑
q
‑
QAM信号与DSM
‑
QAM信号，这些部分与控制字信号通过时分复用技术在时域上进行交织，生成DD
‑
RoF符号，经过发送端数字信号处理后，通过任意波形发生器(AWG)产生DD
‑
RoF电信号，送入各种毫米波/太赫兹通信系统中进行传输，接收端通过数字示波器(DSO)采样，然后进行DSP处理，DD
‑
RoF信号解调，OFDM解调，得到携带的超高阶QAM信号；计算超高阶QAM信号的SNR与EVM，评估方案性能。2.根据权利要求1所述的多阶多量化数模光纤无线电MDA
‑
RoF方法，其特征在于，所述模拟RoF信号...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵先明，余建军，王明旭，
申请(专利权)人：复旦大学，
类型：发明
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