[发明专利]一种基于调相器的光MSK调制方法及装置

说明书

技术领域

 本发明属于高速光纤通信领域的数字调制领域，具体涉及一种基于调相器的光最小频移键控（MSK）调制方法及装置。

背景技术

信号调制格式的研究是当前光通信领域的一大热点，新的调制格式对传输性能的改善引起了人们的关注，尤其是在抑制非线性效应、提高色散容限和PMD容限等方面取得了良好的效果。在光纤通信系统中，光源发出的连续光波或光脉冲串不携带信息，只能作为信息的载体。光载波信号是与偏振方向、信号幅度、载波频率、载波相位有关的信号，若选择四个量中的任意一个作为调制参量，就可以形成四种调制信号，分别是：偏振调制(PolSK)，幅度调制(ASK)，频率调制(FSK)和相位调制(PSK)。

将信号加载到光载波上以形成光信号就是光调制器的主要功能。构成光频调制器的方式多种多样，但就调制器与光源之间的关系而言，调制技术可以分为内调制技术和外调制技术两大类。

内调制技术又称为直接调制技术，就是将要传送的信息转变为电流信号送入光源，获得相应的光信号输出。常用的方法是改变激光器的偏置电流，从而得到光频的幅度调制。这种调制方式结构简单，容易实现，是低速光纤通信系统中的常用技术。但是，这种内调制方式难以实现高速调制，一是由于半导体激光器本身的响应速度限制，二是这种调制方式附带有频率啁啾，使得输出信号光谱增宽，限制了系统的传输容量。

外调制技术是指光载波在外调制器中受到信息信号的调制。因为这类调制在光源之外实现，故称为外调制。实用的外调制器大多是基于晶体的电光效应做成的电光调制器。可以分为两类：一类是基于电吸收效应的调制器，称为EA调制器；另一类是基于铌酸锂(                                               )的干涉型调制器，称为马赫-曾德(Mach-Zehnder)调制器。其中使用Mach-Zehnder调制器已经实现了多种数字方式的调制，比如差分相移键控(DPSK)、差分四相位相移键控(DQPSK)、非连续相位的频移键控(FSK)以及连续相位的FSK调制中的MSK调制。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种可有效节省光器件使用的基于调相器的光MSK调制方法及装置，与传统实现方式不同，但同样能够实现包络恒定、相位连续、带宽最小并且严格正交的2FSK信号。

为解决上述技术问题，一种可有效节省光器件使用的基于调相器的光MSK调制方法，其特征在于，第nT时间的双极性码元被调制得到光信号 ，对调制结果解调得到可表征码元信息的电信号，，，其中， ，为码元传输时间，为自然数，为圆周率，A为光载波的振幅，为光载波的频率，是在时间内使得总相位连续的附加项。

一种实现上述的基于调相器的光MSK调制方法的装置，包括调制器和解调器，其特征在于，所述调制器包括依次相接的第一延迟器、第一加法器、寄存器、模四运算器、第二加法器和光调相器，寄存器的输出端通过第二延迟器连接第一加法器的输入端，第二加法器还连接锯齿波发生器；所述解调器包括第一干涉仪，第一干涉仪的第一输出端通过第三延迟器连接第二干涉仪的第一输入端，第一干涉仪的第二输出端通过移相器连接第二干涉仪的第二输入端；第二干涉仪的第一和二输出端分别经过一个光电二极管连接第三加法器。

本发明的有益效果体现在：光MSK的连续相位分成与当前码元相关的周期信号和与过去码元相关的累加信号两个部分，然后通过加法器完成子编码构成了调相器中的被调制信号，对调相器的输出作光平衡接收得到可表征当前码元信息的电流信号。本发明利用连续电信号产生连续的光相位，根据MSK信号的具体表达形式来确定要产生的连续电信号的具体形式，目的是将无线通信的技术更多地用于光通信中，节省光器件的使用。本发明能够实现包络恒定、相位连续、带宽最小并且严格正交的2FSK信号，适用于光纤通信中连续相位的FSK调制。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案作进一步具体说明。

图1为MSK调制模块结构框图；

图2为MSK信号的接收框图。

具体实施方式

下面参照附图，从光MSK信号的表达形式对本发明进一步说明。

本发明包括MSK调制器和解调器两部分：

第一部分是位于发送端的MSK调制器，如图1所示，该调制器的主要作用是从信号发送端输出光MSK信号。

在无线通信中的MSK信号的表达式同时也是光MSK信号的实部为：

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