一种数字调制光纤无线电方法技术

本发明专利技术提供一种数字调制光纤无线电方法，其涉及正交频分复用(OFDM)/离散多载波(DMT)信号的多阶量化技术，时分复用技术，以及通信系统收发端的数字信号处理(DSP)算法技术领域。所述数字调制光纤无线电方法包括以下步骤：离线生成模拟RoF信号与控制字信号；对模拟RoF信号进行第一次量化生成数字PS

【技术实现步骤摘要】
wireless transmission over 4.6
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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
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64
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QAM信号。距离速率乘积为106.3Gb/s
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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
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band wireless transmission,"J.Lightw.Technol.,vol.41,no.5,pp.1278
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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
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3的硬判决前向纠错(HD
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FEC)阈值。然而，毫米波/太赫兹在长距离无线传输的损耗很大，导致信号的畸变较为严重，严重影响了OFDM/DMT的解调，因此，需要将抗噪性好，在频谱效率上比D
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RoF也有优势的DA
‑
RoF方案应用到毫米波/太赫兹长距离无线前传场景中。
[0004]因此，有必要提供一种新的数字调制光纤无线电方法解决上述技术问题。

技术实现思路

[0005]为解决目前的多阶单量化DA
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RoF方案中，2
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N阶量化信号调制阶数高，信道SNR需求高，携带的原始OFDM有效信息少，D
‑
RoF方案成本高，频谱效率低的技术问题，本专利技术提供一种数字调制光纤无线电方法。
[0006]本专利技术提供的数字调制光纤无线电方法包括以下步骤：
[0007]离线生成模拟RoF信号与控制字信号；
[0008]对模拟RoF信号进行第一次量化生成数字PS
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q
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QAM/PS
‑
q
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PAM符号，量化因子为Q；
[0009]计算模拟RoF信号第一次量化后的量化误差；
[0010]对第一次量化后的量化误差进行第二次量化，生成标准QAM/PAM符号，量化因子小于Q；
[0011]计算第二次量化后的量化误差；
[0012]对第N
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1次量化后的量化误差进行第N次量化，生成标准QAM/PAM符号，量化因子小于Q；
[0013]计算第N次量化后的模拟量化误差，作为MDA
‑
RoF方案中的残余模拟部分；
[0014]将模拟RoF信号的多阶数字量化信号与残余模拟量化误差信号以及控制字信号进行时域交织，生成时分复用(TDM)符号；
[0015]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；
[0016]接受信号经过接收端DSP，时分解复用，MDA
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RoF信号解调，OFDM解调后，得到携带的超高阶QAM信号；
[0017]计算超高阶QAM信号的SNR与EVM，评估方案性能。
[0018]优选的，所述模拟RoF信号可以是OFDM信号或DMT信号中的一种。
[0019]优选的，所述OFDM/DMT信号服从高斯分布，模拟RoF信号量化后信号为PS
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q
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QAM/PS
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q
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PAM。
[0020]优选的，所述第一次量化产生的量化误差信号服从均匀分布，其再次量化后产生的信号为标准QAM/PAM。
[0021]优选的，所述第N
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1次量化后的第2
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N次量化的量化因子，要小于第1次量化的量化因子。
[0022]优选的，所述MDA
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RoF电信号在光生毫米波/太赫兹系统中，MDA
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RoF电信号在IQ调制器中完成电
‑
光转换，与另一路光信号在光电探测器(PD)中拍频产生毫米波/太赫兹射频信号，并通过天线进行自由空间传输，接收端的天线接收高频电信号后，经过低噪声放大器与混频器，将高频信号下变频至中频，然后由示波器进行采样。
[0023]优选的，所述毫米波/太赫兹通信系统包括电生毫米波/太赫兹系统，光生毫米波/太赫兹系统。
[0024]优选的，所述接收端DSP与MDA
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RoF解调，OFDM解调是发送端的逆过程。
[0025]优选的，所述MDA
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RoF的调制参数，如PS
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q
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QAM/PS
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q
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PAM阶数，2
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N阶量化因子的大小，量化次数可以根据不同系统，不同的信道特性，不同传输指标具体选择。
[0026]与相关技术相比较，本专利技术提供的数字调制光纤无线电方法具有如下有益效果：
[0027]本专利技术提供一种数字调制光纤无线电方法：
[0028]相较于A
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RoF，本方案提升了OFDM信号的抗噪性能,提升了恢复的无线信号的SNR，实现了超高阶QAM的传输；相比多阶单量化DA
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RoF，本方案根据实际信道情况，对各阶量化选取不同的量化因子，进一步提升了解调SNR。相比D
‑
RoF,本方案又节约了带宽，实现了信号的低成本、高保真度、高频谱效率传输，为未来无线前传提供了好的解决方案，本专利技术具有良好的通用性和灵活性，可以根据不同系统，不同的信道特性，不同传输指标等具体情况调节信号参数；本专利技术同时适用于电生毫米波/太赫兹无线传输系统，光生毫米波/太赫兹无线传输系统等多种应用场景。
附图说明
[0029]图1为MDA
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RoF方案的具体原理与系统架构；
[0030]图2为MDA
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RoF第1阶量化后的星座图与概率分布；
[0031]图3为MDA
‑
RoF第2
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N阶量化后的星座图与概率分布；
[0032]图4为MDA
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RoF N次量化后残余的模拟量化误差。
[0033]图中标号：
[0034]S0：模拟RoF信号(OFDM/DMT)；
[0035]D1：模拟RoF信号第一阶量化后的PS
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q
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QAM/PS
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q
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种数字调制光纤无线电方法，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信号进行第一次量化生成数字PS
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q
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QAM/PS
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q
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PAM符号，量化因子为Q；计算模拟RoF信号第一次量化后的量化误差；对第一次量化后的量化误差进行第二次量化，生成标准QAM/PAM符号，量化因子小于Q；计算第二次量化后的量化误差；对第N
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1次量化后的量化误差进行第N次量化，生成标准QAM/PAM符号，量化因子小于Q；计算第N次量化后的模拟量化误差，作为MDA
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RoF方案中的残余模拟部分；将模拟RoF信号的多阶数字量化信号与残余模拟量化误差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，MDA
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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。2.根据权利要求1所述的数字调制光纤无线电方法，其特征在于，所述模拟RoF信号可以是OFDM信号或DMT信号中的一种。3.根据权利要求1所述的数字调制光纤无线电方法，其特征在于，所述OFDM/DMT信号服从高斯分布，模拟RoF信号量化后信号为PS
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q
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QAM/PS
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q
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PAM。4.根据权...

【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
国别省市：