專利名稱：光的ofdm系統(tǒng)中單邊帶光信號的調(diào)制方法和發(fā)射裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光的正交頻分復(fù)用系統(tǒng)中一種新型的通過光的I、 Q調(diào)制來 實現(xiàn)單邊帶光信號的調(diào)制方法和光單邊帶發(fā)射裝置，屬于光纖通信系統(tǒng)的范 疇。
背景技術(shù)：
自卯年代中期開始，Internet商業(yè)化的巨大成功促使數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)量一直保 持以兩位數(shù)甚至三位數(shù)的速度高速增長，并且隨著網(wǎng)絡(luò)中一些新的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的 不斷發(fā)展和成熟(例如IPTV業(yè)務(wù)，視頻點播VOD業(yè)務(wù)等)，可以預(yù)期這種 增長速度還將繼續(xù)持續(xù)下去。不斷發(fā)展的數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)帶來的是對傳輸容量和 傳輸帶寬需求的不斷增加。目前對于單信道光傳輸系統(tǒng)的速率要求已從10Gbit/s 提高至40Gbit/s甚至100Gbit/s。眾所周知，將傳統(tǒng)的10Gbit/s傳輸系統(tǒng)提高到 40Gbit/s或100Gbit/s，將會面臨很多挑戰(zhàn)1 )在傳統(tǒng)10Gbit/s傳輸系統(tǒng)中,主 要采用的是強(qiáng)度調(diào)制-直接檢測方案(IM-DD),當(dāng)采用此方案來傳輸40/100Gbit/s 的數(shù)據(jù)時，其頻譜寬度變大，色度色散容忍度變?yōu)樵瓉淼?/16(1/100), PMD容 忍度變?yōu)樵瓉淼?/4(1/10)，系統(tǒng)非線性容忍度也急劇惡化；2)由于速率變高， 電子器件的設(shè)計開發(fā)難度加大，光器件的要求也會提高，這都將使得系統(tǒng)的成 本變大；3)由于頻譜變寬，原有的DWDM系統(tǒng)不能和此單信道兼容。為了解 決這些問題，近年來研究者們逐漸開始研究是否可將無線中存在的技術(shù)引入到 光通信領(lǐng)域，以解決這些問題，光的正交頻分復(fù)用(O-OFDM)技術(shù)正是基于 此目的而提出來的。
OFDM技術(shù)是一種多載波調(diào)制(MCM)技術(shù)，是在無線通訊中被 IEEE 802.11G等通訊標(biāo)準(zhǔn)廣泛采用的高速傳輸技術(shù)，是目前已知的頻譜利用率 最高的一種調(diào)制技術(shù)。它基本原理是將高速的串行數(shù)據(jù)流分解成若干并行的 低速的子數(shù)據(jù)流同時傳輸；且在頻域上可描述為在頻域內(nèi)將給定信道分成許 多正交的且相互重疊的子信道，在每個子信道上使用一個子載波進(jìn)行調(diào)制，各 子信道載波互相正交，并行傳輸。
如果將OFDM技術(shù)？ 1入到40/100Gbit/s系統(tǒng)中，由于其基本原理和本質(zhì)特 性，將會給高速傳輸系統(tǒng)帶來很多的優(yōu)點1)較強(qiáng)的抗色度色散和抗偏振模色散的能力；2)較高的頻譜利用率。這兩點剛好克服了在傳統(tǒng)的10Gbit/s系統(tǒng)中 傳輸1 OOGbit/s高速數(shù)據(jù)時所產(chǎn)生的上述主要限制條件，所以光的OFDM技術(shù)可 望在下一代光通信系統(tǒng)中占據(jù)重要地位。
目前基于OFDM的高速光傳輸系統(tǒng)主要包括兩種實現(xiàn)方案相干光的 OFDM技術(shù)(CO-OFDM)和非相干光的OFDM技術(shù)(IO-OFDM)。 CO-OFDM 是指系統(tǒng)的接收端采用的是相干解調(diào)，IO-OFDM是指系統(tǒng)的接收端采用的是傳 統(tǒng)的直接檢測。單就抑制色散的效果來看，使用CO-OFDM和IO-OFDM是相似 的，但如采用IO-OFDM,在有效抑制色散、偏振模色散的同時，系統(tǒng)的性價比 較高，所以是目前一個主要的研究熱點。這里主要分析的是IO-OFDM系統(tǒng)。
正如前所述，在高速光傳輸系統(tǒng)中色散是一個主要的限制因素，這是由色 散的本質(zhì)所引起的，而且當(dāng)傳輸信號的頻譜越寬、傳輸距離越長時，色散對其 的影響就越大。所以針對IO-OFDM系統(tǒng)，當(dāng)傳輸40bit/s或1 OOGbit/s時，為了 更進(jìn)一步提高系統(tǒng)抗色散的能力， 一般應(yīng)將雙邊帶的信號轉(zhuǎn)換為單邊帶的光 OFDM信號。在IO-OFDM系統(tǒng)中目前存在的產(chǎn)生單邊帶的方法主要包括兩種
1) 將基帶的OFDM信號首先調(diào)制到射頻域，然后通過使用光濾波器濾掉一 個邊帶來實現(xiàn)。
2) 將基帶的OFDM信號首先進(jìn)行一系列的信號處理，然后用處理后的信號 調(diào)制 一 個馬赫增德爾調(diào)制器來實現(xiàn)。
在對現(xiàn)有技術(shù)的研究和實踐過程中，本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)這兩種實現(xiàn)方法 存在以下缺點
方法1):該技術(shù)主要包括兩個缺點 一是光濾波器的實現(xiàn)較難，且成本較 高；二是如果將基帶信號先調(diào)到射頻域后再調(diào)到光域，就會增加對系統(tǒng)帶寬的 需求，這樣的話系統(tǒng)通過采用單邊帶降低帶寬從而來實現(xiàn)較強(qiáng)的抗色散的目的 就會相對減弱了 。
方法2):該技術(shù)雖然避免了使用光濾波器產(chǎn)生單邊帶，且可以傳輸基帶的 OFDM信號降低帶寬需求，但是系統(tǒng)需要對原有信號進(jìn)行較復(fù)雜的信號處理，才 能得到適合產(chǎn)生單邊帶光信號的輸入電調(diào)制信號，尤其在模擬光傳輸(特別是 副載波光傳輸)情況時原有信號處理更加復(fù)雜。這樣的話就增加了系統(tǒng)的復(fù)雜 度，信號處理的難度加大了。
為了克服上述缺點，本發(fā)明提出了一種在光的正交頻分復(fù)用系統(tǒng)中通過光 的I、 Q調(diào)制來實現(xiàn)單邊帶光信號的調(diào)制方法。 發(fā)明內(nèi)容鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點，本發(fā)明提供一種在光的正交頻分復(fù)用系統(tǒng)中通 過光的I、 Q調(diào)制來實現(xiàn)單邊帶光信號的調(diào)制方法和光單邊帶發(fā)射裝置，不僅 可以降低成本，降低系統(tǒng)信號處理的復(fù)雜度，而且可以與現(xiàn)在商用的光I、 Q調(diào) 制系統(tǒng)兼容。
首先簡單介紹下光的I、 Q調(diào)制光的I、 Q調(diào)制是一種光的相干調(diào)制方法， 是通過驅(qū)動兩個并聯(lián)的光外調(diào)制器(比如馬赫曾德爾調(diào)制器)來將I路和Q路 上的電信號調(diào)制到光載波上去的，普遍適用于QPSK (Quadrature Phase-Shift Keying,四相移相鍵控)，DQPSK ( Difference Quadrature Phase-Shift Keying,差分 四相移相4建控)，M-ary QAM ( M-ary Quadrature Amplitude Modulation, M進(jìn)制正 交幅度調(diào)制)等調(diào)制類型的相干解調(diào)系統(tǒng)，且目前已有商用的集成模塊，使用 比較簡單。本發(fā)明中的光外調(diào)制器主要采用的是雙臂驅(qū)動的馬赫增德爾調(diào)制器 (MZ調(diào)制器)。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種新型的通過光的I、 Q調(diào)制來實現(xiàn)單 邊帶光信號的調(diào)制方法和發(fā)射裝置，其特征在于，l)所述調(diào)制方法和發(fā)射裝 置僅需要一個光的l、 Q調(diào)制器；2)對于輸入到光I、 Q調(diào)制器的I路和Q路 上的電調(diào)制信號必須滿足Q路上的信號g(f)是I路信號g(O的希爾伯特變換， g(r)為任意實信號，反之也成立；3)針對I、 Q路的輸入電調(diào)制信號，I、 Q路 MZ調(diào)制器相對應(yīng)的偏置電壓需要滿足I路(傳輸g(O ) MZ調(diào)制器上下臂的偏 置電壓設(shè)為-^/4, Q路(傳輸^(r) )MZ調(diào)制器上下臂的偏置電壓設(shè)為-F,/2;
4)光的I、 Q調(diào)制器的輸出結(jié)果滿足與AXp(2;r/_,J)x[l + gW + /xg(0](厶_為
光載波)的單邊帶光信號的形式。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種新型的通過光的I、 Q調(diào)制來實現(xiàn) 單邊帶光信號的調(diào)制方法和發(fā)射裝置，可適用于光的正交頻分復(fù)用(OFDM) 系統(tǒng)中，其特征在于，不僅適用于基帶的OFDM系統(tǒng)，還適用于射頻調(diào)制的 OFDM系統(tǒng)。
本發(fā)明通過光的I、 Q調(diào)制器來實現(xiàn)單邊帶光信號具有如下顯著優(yōu)點 l)本發(fā)明可以避免使用光的濾波器，降低成本；
信號產(chǎn)生單邊帶光信號，從而降低了信號處理的難度；
3) 本發(fā)明采用的光的I、 Q調(diào)制器正好可以與目前存在許多調(diào)制系統(tǒng)兼容；
4) 本發(fā)明在接收端可采用簡單的直接檢測或者自差檢測。


6為了更清楚地說明本發(fā)明所提出的技術(shù)，下面將對本發(fā)明實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
圖l是本發(fā)明產(chǎn)生單邊帶光信號的發(fā)射裝置結(jié)構(gòu)圖2是本發(fā)明實施例一的發(fā)射機(jī)端的系統(tǒng)流程示意圖3是本發(fā)明中電域正交頻分復(fù)用信號產(chǎn)生的基本示意圖4是本發(fā)明實施例一的產(chǎn)生單邊帶光信號調(diào)制示意圖5 圖7分別是本發(fā)明實施例一中電域基帶信號頻譜示意圖、光域信號雙
邊帶頻譜示意圖和單邊帶示意圖8是本發(fā)明實施例二的發(fā)射機(jī)端的系統(tǒng)流程示意圖9是本發(fā)明實施例二的產(chǎn)生單邊帶光信號調(diào)制示意圖10 圖13分別是本發(fā)明實施例二中電域基帶信號、射頻信號頻譜示意圖、
光域信號雙邊帶頻譜示意圖和單邊帶示意具體實施例方式
下面將結(jié)合本發(fā)明中的附圖，對本發(fā)明光單邊帶發(fā)射裝置和基于OFDM系統(tǒng)的兩個實施例的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
圖l示出了本發(fā)明產(chǎn)生單邊帶光信號的發(fā)射裝置結(jié)構(gòu)圖。
此裝置主要利用的是光的I、 Q調(diào)制器102,它主要包括兩個并行的光外調(diào)制器107、 108, —個激光器109和一個耦合器119。光外調(diào)制器107、 108這里采用的是雙臂驅(qū)動的馬赫曾德爾調(diào)制器(MZ調(diào)制器)；激光器109用于產(chǎn)生光載波；耦合器119用于將兩個MZ調(diào)制器輸出的光信號耦合到一起。下面具體介紹一下如何通過102產(chǎn)生一個單邊帶的光的OFDM信號。
根據(jù)John G.Proakis編著的《Digital Communications》中關(guān)于單邊帶信號的基本理論，我們知道對于任意一個實的信號g(/)來說，通過求其希爾伯特變換(k0信號)，就可得到其對應(yīng)的單邊帶信號g(0 + /xg(0。根據(jù)這一基本理論Leonard R.Kahn 1961年在Proceedings of the IRE上才是出了 "Compatible SingleSideband"理論，其中指出;0)=孖(gO)) =+ g0))，即1 + g(f)+)x ;(,)仍然是一個單邊帶的信號。所以本發(fā)明就是通過光的I、 Q調(diào)制使輸入的信號g(,)和
g(0轉(zhuǎn)換成上述單邊帶的形式」exp(^y;。證,)x[l + g(0 + J'x^)](厶。證為光載波)，從而產(chǎn)生單邊帶的光信號。具體原理如下
根據(jù)I路和Q路上的雙臂驅(qū)動MZ調(diào)制器的基本調(diào)制公式是
F , +F『
五,
h——^ x exp2
DC
(1)
這里&和五一 分別是MZ調(diào)制器的輸入光和輸出光的場強(qiáng)；^是MZ調(diào)制器的半波電壓；^,。和^^分別是MZ調(diào)制器的上下臂上的輸入電調(diào)制信號；&c肪和^c w分別是MZ調(diào)制器的上下臂上的偏置電壓。令
(2)
(3)
將(2) (3)代入(1)中得:
五 ，=
五， 五.■— x exp [乂;r x A ] h——^ x exp [-_/;r x -2 ]
2
2
xexp _/;rx
x cos(;r x
2
V
j7 — 「 + j/— )/
'叩—m '/。w」w r Z)C —up r 。C」。w
(4)
x C0SO x —'"十。d,。"
激光器109是用于產(chǎn)生光載波￡, "鄉(xiāng)(_/2冗乙,力，J為光載波振幅，X。^為載波頻率。110是分路器，將109產(chǎn)生的光載波分為兩路111和112，且都等于￡, 。
偏置電壓產(chǎn)生器113和116分別產(chǎn)生調(diào)制I路和Q路MZ調(diào)制器時所需要的偏置電壓。這里113產(chǎn)生-^;/4的電壓，并將其分為114、 115兩路，作為I路MZ調(diào)制器的上下臂驅(qū)動電壓；同理，116產(chǎn)生-f;/2的電壓，且分為117、 118兩路作為Q路MZ調(diào)制器的上下臂驅(qū)動電壓。
根據(jù)上面的敘述，可以得到I路MZ調(diào)制器的各個分量的不同值為
Kp—w」=^—,"」=^;g(0 (5)<formula>formula see original document page 9</formula>
x為小于l的實數(shù)，這里乘以x是為了使這兩個輸入電調(diào)制信號足夠小，從而減
小調(diào)制信號失真。
將(5)和(6) 、 (7)和(8)分別代入(4)中可以得到F r , 《洲—&/4、
<formula>formula see original document page 9</formula>
這里因為 ；rxxg(/) l ， 所以 cos(;rxxg(0) l , sin(;rx;cg(/))《；rxxg(X)，sin(;rxx,;(0;rxx^4w。得到￡。u,,和￡。,,,_。后輸入到耦合器119。
耦合器119的作用是將I、 Q路輸出的光信號耦合到一起完成光的I、 Q調(diào)制。其基本調(diào)制公式如下，我們?nèi)●詈掀鞯妮敵龆?即^ w120:
<formula>formula see original document page 9</formula>
將(9)和(10)代入到(11)得:<formula>formula see original document page 10</formula>
120符合上面的敘述單邊帶形式^exp(2;r厶w,)x[l + g(/) + j'x^)]。所以通過本發(fā)明光的I、 Q調(diào)制方法產(chǎn)生一個單邊帶光信號^m,,120。
本發(fā)明實施例一適用于基帶數(shù)字OFDM信號的光單邊帶調(diào)制方式；本發(fā)明實施例二適用于射頻調(diào)制的OFDM信號的光單邊帶調(diào)制方式。
實施例 一 、參見圖2詳細(xì)說明，圖2為本實施例的發(fā)射機(jī)端的系統(tǒng)流程示意圖。
步驟201:系統(tǒng)開始，首先輸入需要在光傳輸系統(tǒng)傳輸?shù)臄?shù)字序列(aj。步驟202:根據(jù)OFDM的基本原理，對輸入的(aj進(jìn)行處理，得到基帶的
OFDM信號—0和其希爾伯特變換信號；(O,
參見圖3,圖3為OFDM信號產(chǎn)生的基本示意圖。具體介紹了如何產(chǎn)生m(o
和附(/)信號。
針對步驟201產(chǎn)生的(aj,串/并變換器301首先對其進(jìn)行串并變換，將原有的串行比特數(shù)據(jù)流變換成并行比特數(shù)據(jù)流，然后進(jìn)入到信號映射模塊302。
信號映射模塊302的目的是根據(jù)實際系統(tǒng)各個子載波所采用的調(diào)制方式，對并行數(shù)據(jù)流完成相應(yīng)的調(diào)制映射，形成調(diào)制信息序列輸入到反傅立葉變換器303。
反傅立葉變換器303得到數(shù)字域的OFDM已調(diào)信號的時域抽樣序列，然后經(jīng)過并/串換器304。
并/串換器304將并行輸入的OFDM已調(diào)信號變?yōu)榇休敵鲂盘?mn }。
然后將(mn)分為兩路， 一路輸入到數(shù)/沖莫變換器(D/A) 305中的， 一路進(jìn)入希爾伯特變換器307中。
數(shù)/模變換器305是將數(shù)字信號{ mn }變換成模擬信號306一) ， 306一)作為后面步驟203的一個輸入信號用來驅(qū)動光I、 Q調(diào)制器的I路MZ調(diào)制器。
希爾伯特變換器307包括一個數(shù)字的希爾伯特變換器307和一個數(shù)/模變換器308。相對于模擬信號，對數(shù)字信號進(jìn)行希爾伯特變換要簡單容易的多，用現(xiàn)有的數(shù)字信號處理芯片就能完成，所以這里在OFDM信號還是數(shù)字信號時，就對其進(jìn)行希爾伯特變換，然后再對其進(jìn)行D/A，變換成模擬信號309"r)(= )。 309;(0也作為后面步驟203的一個輸入信號用來驅(qū)動光I、 Q
10調(diào)制器的Q路MZ調(diào)制器。
步驟203:由步驟202產(chǎn)生的m(/)和；W信號分別驅(qū)動光的I、 Q調(diào)制器的I路和Q路，從而產(chǎn)生一個單邊帶光的基帶OFDM信號。參見圖4，圖4為產(chǎn)生單邊帶光的基帶OFDM信號調(diào)制示意圖。
由于w(/)和；(0都是實信號，所以它們可以分別相當(dāng)于圖l單邊帶光信號發(fā)射裝置中的兩個輸入信號100g(,)和lOlg(,),所以通過調(diào)制光的I、 Q調(diào)制器即可實現(xiàn)圖4中的單邊帶調(diào)制方法。
光的I、 Q調(diào)制器401中的激光器404、 I路和Q路上的MZ調(diào)制器402和403、 I路和Q路上MZ調(diào)制器的偏置電壓模塊405和406以及光耦合器407分別相當(dāng)于圖1中的激光器109、 I路和Q路上的MZ調(diào)制器107和108、 I路和Q路上MZ調(diào)制器的偏置電壓模塊113和116以及光耦合器119,且這些相對應(yīng)模塊的初始值設(shè)定的都是相同的。唯一不同的就是I、 Q路上的輸入電調(diào)制信號，但306、 309和100、 101的意義是相同的。所以具體的原理這里不再贅述，耦合器輸出端408同圖1中的120—樣，是一個單邊帶光的基帶OFDM信號。
圖5、圖6和圖7分別描述了此實施例中電域基帶信號頻譜示意圖、光域信號雙邊帶頻譜示意圖和單邊帶示意圖。從這三個圖中可以直觀的看出當(dāng)電信號是基帶時，光單邊信號相對于雙邊帶信號的頻譜分布來。
步驟204:將產(chǎn)生的單邊帶光的OFDM信號^，,輸入到光纖中。
本發(fā)明實施例通過光的I、 Q調(diào)制方法，產(chǎn)生單邊帶的光的基帶OFDM信號，此種單邊帶光信號調(diào)制方法簡單，系統(tǒng)抗色散能力強(qiáng)，且增加了系統(tǒng)的傳輸距離。
實際應(yīng)用中，還存在一種將射頻域的OFDM信號調(diào)制到光載波上進(jìn)行單邊帶傳輸，以下實施例二則詳細(xì)說明實際應(yīng)用流程。
實施例二、參見圖8詳細(xì)說明，圖8為本實施例的發(fā)射機(jī)端的系統(tǒng)流程示意圖。
步驟801:系統(tǒng)開始，首先輸入需要在光傳輸系統(tǒng)傳輸?shù)臄?shù)字序列^)。步驟802:根據(jù)正交頻分復(fù)用(OFDM)的基本原理，對輸入的(aj進(jìn)行處
理，得到基帶的OFDM信號w(0和其希爾伯特變換信號wW。
參見圖2,圖2為OFDM信號產(chǎn)生的基本示意圖。具體的產(chǎn)生步驟和方法
同實施例一中步驟202相同，這里不再贅述。經(jīng)過步驟802仍然產(chǎn)生m(/)信號
306和)")信號309。
步驟803:將基帶的0FDM信號調(diào)制到射頻域。將基帶信號調(diào)制成射頻信號，傳統(tǒng)的方法就是對原有的信號乘以一個射頻 載波^cos(2;r/^)即可(^為載波的振幅，厶,.為射頻頻率)。這里為了以后較容易 產(chǎn)生單邊帶的光信號，將w(0信號306和；(O信號309并行輸入到圖9的模塊901 中進(jìn)行射頻調(diào)制，具體方法參考圖9。
圖9中主要包括兩大部分，第一個部分901是完成將基帶的OFDM信號調(diào)制 到射頻域，第二個部分902就是進(jìn)行光的I、 Q調(diào)制，產(chǎn)生單邊帶光信號。
這里介紹第一部分卯l,對m(/)信號306通過乘法器905與射頻載波產(chǎn)生器 903相乘得到w(,)xcos(2;rU)成為射頻信號908;對二(0信號309通過乘法器 906與射頻載波產(chǎn)生器904相乘得到m(,)xsin(2丌/^)成為射頻信號810。且將 908和910分別輸入到第二部分902完成步驟804的任務(wù)。
步驟804:將調(diào)制后的射頻OFDM信號輸入到光的I、 Q調(diào)制器中產(chǎn)生單邊 帶光信號。具體的方法主要參考圖9中的902模塊。
首先輸入到902的是步驟803產(chǎn)生的一Oxcos(2/r/;^)信號908和 w(,)xsin(2;r/,0信號910。根據(jù)《通信原理》，我們知道
//[w(/) x cos(2;r= w(0 x sin(2;r(13)
即卯8的希爾伯特變換是910。這樣908和910就相當(dāng)于圖1單邊帶光信號 發(fā)射裝置中的100和101信號，所以通過調(diào)制光的1、Q調(diào)制器即可實現(xiàn)模塊902 中的單邊帶調(diào)制方法。
模塊902中的激光器904、 I路和Q路上的MZ調(diào)制器912和913、 I路和Q 路上MZ調(diào)制器的偏置電壓模塊914和915以及光耦合器918分別相當(dāng)于圖1 中的激光器109、 I路和Q路上的MZ調(diào)制器107和108、 I路和Q路上MZ調(diào) 制器的偏置電壓模塊113和116以及光耦合器119,且這些相對應(yīng)模塊的初始值 設(shè)定的都是相同的。唯一不同的就是I、 Q路上的輸入電調(diào)制信號，但908、 910 和100、 101的意義是相同的。所以具體的原理過程這里不再贅述，耦合器輸出 端920同圖1中的120 —樣，是一個單邊帶光的射頻域OFDM信號。
圖10、圖11、圖12和圖13分別描述了此實施例中電域基帶信號頻譜示意 圖、射頻信號頻譜示意圖、光域信號雙邊帶頻譜示意圖和單邊帶示意圖。從這 三個圖中可以直觀的看出當(dāng)電信號是頻帶時，光單邊信號相對于雙邊帶信號的 頻譜分布來。
步驟805:將產(chǎn)生的單邊帶光的OFDM信號輸入到光纖中。 以上對本發(fā)明所述的通過光的T、 Q調(diào)制來產(chǎn)生單邊帶光信號的方法和發(fā)射 裝置進(jìn)行了詳細(xì)的介紹，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時，對于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在具體
實施方式及應(yīng)用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為 對本發(fā)明的限制，在不背離本發(fā)明所述方法的精神和權(quán)利要求范圍的情況下對 它進(jìn)行的各種顯而易見的改變都在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種新型的通過光的I、Q調(diào)制來實現(xiàn)單邊帶光信號的調(diào)制方法和發(fā)射裝置，其特征在于僅需要一個光的I、Q調(diào)制器即可。光的I、Q調(diào)制器即是通過驅(qū)動兩個并聯(lián)的光外調(diào)制器(這里用到的是雙臂驅(qū)動的MZ調(diào)制器)，從而將I路和Q路上的電信號調(diào)制到光載波上去的。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型的通過光的I、 Q調(diào)制來實現(xiàn)單邊帶 光信號的調(diào)制方法和發(fā)射裝置，其特征在于針對輸入的任意實信號g(O和其希爾伯特變換;")，將其分別作為光I、 Q 調(diào)制器的I路和Q路上的輸入電調(diào)制信號，通過調(diào)制光載波可轉(zhuǎn)化為類似于^xp(h厶一力x[l十g(,) + j'xg(0]的單邊帶光信號形式(/舗w為光載波)，從而產(chǎn)生光單邊帶調(diào)制。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l、 2所述的一種新型的通過光的I、 Q調(diào)制來實現(xiàn)單邊 帶光信號的調(diào)制方法和發(fā)射裝置，針對I、 Q路的輸入電調(diào)制信號，I、 Q路 MZ調(diào)制器相對應(yīng)的偏置電壓，其特征在于I路MZ調(diào)制器上下臂的偏置電壓設(shè)為-^/4 Q路MZ調(diào)制器上下臂的偏置電壓設(shè)為-^/2 。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1-3所述的一種新型的通過光的I、 Q調(diào)制來實現(xiàn)單邊帶 光信號的調(diào)制方法和發(fā)射裝置，可適用于光的正交頻分復(fù)用(OFDM)系統(tǒng) 中，其特征在于不僅適用于基帶的OFDM系統(tǒng)，還適用于射頻調(diào)制的OFDM系統(tǒng)； 在產(chǎn)生數(shù)字OFDM信號后，就對其進(jìn)行希爾伯特變換。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的通過光的I、 Q調(diào)制來實現(xiàn)單邊帶光的OFDM 信號的調(diào)制方法，其特征在于，所述在產(chǎn)生數(shù)字OFDM信號后，就對其進(jìn)行 希爾伯特變換具體步驟為步驟1:將產(chǎn)生的數(shù)字基帶0FDM信號{mn}分為兩路； 步驟2: 一路進(jìn)行l(wèi)t/模變換(D/A)得到基帶OFDM信號"切； 步驟3:另一路先進(jìn)行數(shù)字域的希爾伯特變換，再進(jìn)行數(shù)/模變換得到；(r) (= ;(O )。
6、 根據(jù)權(quán)利要求2、 4、 5所述的通過光的I、 Q調(diào)制來實現(xiàn)單邊帶光的 OFDM信號的調(diào)制方法，所述基帶OFDM系統(tǒng)輸入到光1、 Q調(diào)制器中的電調(diào)制信號，其特征在于輸入到光I、 Q調(diào)制器中的I路和Q路輸入電調(diào)制信號分別是xm(f)，(JC為小于1的實數(shù))。這里乘以x是為了使這兩個輸入電調(diào)制信號足夠小，從而減小調(diào)制信號失真。
7、 根據(jù)權(quán)利要求2-5所述的通過光的I、 Q調(diào)制來實現(xiàn)單邊帶光的OFDM 信號的調(diào)制方法，所述射頻調(diào)制的OFDM系統(tǒng)輸入到光I、 Q調(diào)制器中的電 調(diào)制信號，其特征在于首先將得到的基帶OFDM信號m(O及其希爾伯特變換；(O分別乘以射頻載波，調(diào)制到射頻域，然后再分別作為光的I、 Q調(diào)制器的輸入電調(diào)制信號即，I路；cw(0xcos(2;r厶力；Q ^各x^;(0xsin(2;r/^) (x為小于1的實數(shù))。這里乘以x是為了使這兩個輸入電調(diào)制信號足夠小，從而減小調(diào)制信號失真。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1-7所述的通過光的I、 Q調(diào)制來實現(xiàn)單邊帶光的OFDM 信號的調(diào)制方法，^f"對I、 Q路的輸入OFDM電調(diào)制^f言號，I、 Q路MZ調(diào)制器 相對應(yīng)的偏置電壓，其特征在于I路MZ調(diào)制器上下臂的偏置電壓設(shè)為-^/4 Q路MZ調(diào)制器上下臂的偏置電壓設(shè)為-F,/2 。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種在光的正交頻分復(fù)用系統(tǒng)中通過光的I、Q調(diào)制來實現(xiàn)單邊帶光信號的調(diào)制方法和光單邊帶發(fā)射裝置。此單邊帶調(diào)制方法和發(fā)射裝置，在只需滿足如下條件——輸入到光I、Q調(diào)制器Q路上的電調(diào)制信號g(t)是I路輸入電調(diào)制信號g(t)的希爾伯特變換(g(t)為任意實信號)的情況下，僅通過控制一個光的I、Q調(diào)制器就能實現(xiàn)光的單邊帶調(diào)制；同時此單邊帶光信號的調(diào)制方法和發(fā)射裝置，可適用于光的正交頻分復(fù)用(OFDM)系統(tǒng)中，其特征在于，不僅適用于基帶的OFDM系統(tǒng)，還適用于射頻調(diào)制的OFDM系統(tǒng)。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低、信號處理要求低且與現(xiàn)有系統(tǒng)兼容等優(yōu)點。
文檔編號H04B10/00GK101465692SQ200910076418
公開日2009年6月24日 申請日期2009年1月7日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月7日
發(fā)明者喬耀軍, 劉學(xué)君, 婧 寧, 曉 杜, 紀(jì)越峰 申請人:北京郵電大學(xué)