[发明专利]一种偏振复用的高线性度全双工光载射频链路装置及方法

说明书

本发明提供了一种偏振复用的高线性度全双工光载射频链路装置及方法，下行链路中通过对偏振复用马曾调制器进行单边带调制来克服光纤色散带来的周期性功率衰落问题，通过调节偏振控制器控制正交偏振光与起偏器的角度、TE与TM模间相位差，从而实现IMD3抑制，TE模在传播方向上有磁场分量但无电场分量，极化方向垂直于光平面；TM模在传播方向上有电场分量但无磁场分量，极化方向平行于光平面。本发明通过单边带调制来克服光纤色散带来的周期性功率衰落影响；通过调节PC实现IMD3抑制，进而提高线性度；有效的简化了BS的复杂度，降低了BS成本，结构简单，具有很强的可操作性。

技术领域

本发明涉及涉及微波和光通信技术领域，尤其涉及光载射频(Radio over Fiber，RoF)链路装置及方法。

背景技术

受益于光纤传输的低损耗、大容量、长距离和无电磁干扰等特性以及人们对微波光子领域的不间断探索，光载射频技术被认为是未来高频、宽带、高速的无线宽带通信的关键技术之一。

典型的RoF系统包括中心站(Center Station，CS)、基站(Base Station，BS)、光纤链路和用户终端四个部分，实际应用中，为了实现网络信息的最大面积覆盖，需要结合蜂窝网络结构，采取“1+N”的网络布局，即一个CS，N个BS。为了降低RoF系统的复杂度和成本，希望所有信号生成和处理功能都在CS实现，从而使BS变得简单并且成本更低。

RoF通信技术优势众多，发展前景良好。但是，由于RoF系统中电光调制器、光纤和光电检测器等器件的固有非线性，使得射频(Radio Frequency，RF)信号通过RoF链路传输后会产生三阶交调失真(Third-order Intermodulation Distortion，IMD3)，限制RoF系统的无杂散动态范围(Spurious Free Dynamic Range,SFDR)。另一方面，由于传统基于MZM的RoF链路由于光纤色散的影响，长距离传输的情况下易出现周期型功率衰落问题。这两个问题会严重影响系统性能，大大缩小RoF通信技术的应用范围。

目前公开报道的RoF链路装置及方法，能够一定程度解决非线性失真问题或者色散功率衰落问题，但较少能够做到二者兼顾。同时抑制链路IMD3和周期性功率衰落，实现低成本的全双工系统是RoF领域的研究热点，在下一代移动通信射频拉远单元、光子相控阵雷达等领域具有广泛的应用前景。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种偏振复用的高线性度全双工光载射频链路装置及方法。为了解决背景技术中存在的问题，本发明提出一种基于单边带调制的高线性度全双工光载射频链路装置及方法。该装置采用偏振复用使得上行链路传输时BS不需要额外光源，有效的简化了BS的复杂度，降低了BS成本。下行链路中通过对偏振复用马曾调制器(Polarization Division Multiplexing Mach-Zehnder Modulator,PDM-MZM)进行单边带调制来克服光纤色散带来的周期性功率衰落问题。通过调节偏振控制器(Polarization Controller,PC)来控制正交偏振光与起偏器的角度、TE与TM模间相位差，从而实现IMD3抑制。其中TE模在传播方向上有磁场分量但无电场分量，极化方向垂直于光平面；TM模在传播方向上有电场分量但无磁场分量，极化方向平行于光平面。因此，使用该发明系统能够成功实现RoF下行链路IMD3和光纤色散的抑制，并且避免在上行传输中使用额外光源。本发明装置具有带宽大、动态范围大等优势，具有较强的实用价值和意义。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：