[发明专利]一种集成有线和无线传输的低峰均比OFDM无源光接入系统装置

说明书

本发明提供了一种集成有线和无线传输的低峰均比OFDM无源光接入系统装置，包括外腔激光器、电放大器、任意波长发生器、强度调制器、偏振控制器、单模光纤、掺铒光纤放大器、雪崩式光电二极管、光电二极管、低通滤波器以及波长选择开关等主要部件；本发明将5Gb/s的十六进制正交幅度调制‑正交频分复用信号采用离散多音频调制方式结合选择性映射方法进行了发射前处理，使其能有效地抵抗OFDM信号高峰值平均功率比的负面效应并在42公里长的单模光纤和0.4米长的无线信道中进行了有效传输，实验结果证明，无论对于有线传输还是无线传输信道，采用(DMT)调制方式结合选择性映射(SLM)方法都在降低峰值平均功率比(PAPR)的同时提高了系统的接收机灵敏度。

技术领域

本发明涉及光纤无线通信接入领域，特别涉及一种集成有线和无线传输的低峰均比OFDM无源光接入系统装置。

背景技术

正交频分复用(OFDM)技术的思想在20世纪的六七十年代就已有学者提出来，其基本思想是将高速输入的串行比特流进行串/并变换，转换成若干并行的低速数据流，映射到OFDM符号的不同正交子载波上进行传输，具有频带利用率高等特点。21世纪初以来，OFDM作为一种被广泛使用的技术，由于其光谱效率高，灵活性，色散容忍性，以及动态带宽，在接入系统中备受瞩目。同时，无源光网络(PON)与光载无线通信(ROF)网络融合具有增加的网络灵活性、增加带宽和降低接入域中的总成本的优点，在一定程度上满足了当代对宽带通信的要求，成为未来颇具前景的光接入网络方案。但为了适应日益增长的容量需求，未来的光接入系统将需要采用各种复用技术和高级调制格式以提高频带利用率。因此，OFDM技术被引入到PON和ROF中。然而，由于OFDM信号具有高PAPR的特性，在传输过程中的子载波叠加会造成信号具有较大起伏的瞬时功率，容易超过光通信系统中部分光电器件线性工作范围，引起非线性负面效应。非线性负面效应容易使传输中的光OFDM信号的波形发生非线性失真，甚至导致系统传输性能恶化。

发明人通过实验验证：在集成有线和无线传输的OFDM无源光接入系统中采用离散多音频(DMT)调制方式结合选择性映射(SLM)技术不但能够有效降低光OFDM信号峰均比，还提高接收信号的灵敏度。

在2008年09月03日公布，公开号为CN101257352A，名称为“一种波分复用无源光网络的ROF基站上行链路及其系统”中，公布了一种基于ROF的双向无源光网络系统，其上行链路中包括光耦合器，用于将下行链路中的信号耦合出一小部分输入多模激光器；注入锁模多模激光器，用于产生模间距为毫米波频率的双模锁模光信号，上行信号通过对多模激光器进行调制直接加载到双模锁模光信号上进行传输，该发明的方案减少了波长占用率，同时降低了设备成本。但是，在该基于ROF的双向无源光网络系统中，在基站端(BS)，产生的毫米波(射频信号)频率只有一个，不能根据实际需要，对毫米波(射频)信号的频率进行选择。此外，在基站端，需要一个多模激光器，并且需要调整注入光偏振态和FP激光器的本振偏振方向相同，调整电流或(和)温度使得注入光双纵模与FP本振的双纵模波长一致实现注入双模锁模，获得可上行传输的锁定光载波，基站天线接收下来的无线终端的上行射频信号通过对FP激光器进行直接地电流调制实现射频信号的直接加载，结构较为复杂，成本相对较高，且该方案没有结合光OFDM的技术优势。

在2011年03月02日公布的、公布号为CN101982983A、名称为“采用半导体光放大器产生毫米波及其在光载微波通信系统中的应用方法与装置”的基于ROF的双向无源光网络中，在中心站(CS)，由马赫-增德尔调制器产生两路具有一定频率间距的光载波，通过马赫-增德尔调制器将下行无线数据调制到一路光载波上，另一路直接通过光纤发送到基站，作为上行无线数据的光载波；在基站端，将调制有下行无线数据的光信号和另一路没有进行调制的光载波送入SOA进行四波混频，产生四个光信号和光载波，然后选择两个输入光探测器，进行拍频产生毫米波信号，然后通过天线放送出去；天线接收到的毫米波对另一路没有进行调制的光载波进行调制，并发送到中心站，实现无线数据的双向传输。但该方案需要在每个基站设置一个半导体光放大器(SOA)，这样基站成本较高，另外，该方案只能实现无线毫米波的双向传输，而对于有线OFDM信号则无法实现。