基于光頻梳源和波分復用的mimo傳輸系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及信號傳輸技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于光頻梳源和波分復用的MMO傳輸系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]如圖1 所不，MIMO(multiple-1nput and multiple-output，多輸入多輸出)天線系統(tǒng)是指在無線通信發(fā)射端和接收端采用多天線進行通信的技術(shù)，MMO技術(shù)的應用主要有三種:傳輸分集、波束賦型和空間復用，傳輸分集是指在發(fā)射端使用多天線發(fā)射相同的信息，從而在接收端獲得比單天線更高的增益；波束賦型是指利用多天線陣列的空間相關(guān)性產(chǎn)生干涉，從而使輻射指向特定方向；空間復用是指利用不同收發(fā)天線之間的時空信息傳輸多路獨立信號，從而增大天線系統(tǒng)的吞吐率。大規(guī)模的MMO不僅限于一維的天線陣列，還可能是二維的天線面或者不規(guī)則圖形。
[0003]光頻梳源(optical frequency comb)是具有一系列離散、等間隔的頻譜的光源，光頻梳源之間具有良好的相干性，如圖2所示，光頻梳源頻譜中每根光頻梳源就像“梳齒”一樣，因此被稱為“光頻梳”。光頻梳源可以通過穩(wěn)定鎖模激光器脈沖序列來產(chǎn)生，也可以簡單地通過對激光源進行強度調(diào)制和相位調(diào)制來產(chǎn)生。在目前已經(jīng)報道的研宄成果中，已經(jīng)可以產(chǎn)生頻譜寬度超過50THz，頻梳個數(shù)近千根的光頻梳源，在MMO信號傳輸中，每一根光頻梳源可以加載一路天線信號，從而實現(xiàn)大規(guī)模MIMO信號的傳輸。
[0004]相關(guān)技術(shù)中，針對MMO信號的傳輸，方案一中提出了一種基于極化復用(PDM)的2x2的MIMO信號傳輸系統(tǒng)，如圖3所示，該方案中，激光光源通過耦合器分成兩路，通過電光調(diào)制分別加載2x2MM0信號的兩路信號，然后通過偏振合束器將兩路激光耦合到一起，經(jīng)摻鉺光纖放大器(EDFA)光放大之后由光纖進行遠距離傳輸，在天線發(fā)射端，兩路激光經(jīng)偏振分束器分為兩路載波，然后由光電探測得到兩路MMO信號，由天線發(fā)射出去。在該方案中，由于可用的偏振模式只有有限的幾個，因此該方案所能傳輸?shù)腗MO天線數(shù)目也受到限制，只能通過增加激光源的方式來實現(xiàn)多路MIMO傳輸，系統(tǒng)的成本也會隨之提高，擴展性很差。另外，方案二中提出了一種基于WDM(Wavelength Divis1n Multiplexing，波分復用)和 RoF (Rad1 over Fiber，光載無線傳輸)-DAS (Distributed Antenna System，分布式天線系統(tǒng))的MMO傳輸方案，該方案通過使用兩路激光器，實現(xiàn)了 2.4GHz和5GHz雙頻2x2MIM0信號的傳輸，但是基于該原理，MIMO數(shù)目受限于激光源數(shù)，無法適應大規(guī)模天線的要求。除此之外，方案三基于微環(huán)振蕩器產(chǎn)生的密集光頻梳源實現(xiàn)了 2x2MM0信號的全光產(chǎn)生和傳輸，在該方案中，采用頻率間隔為312.5KHz的光頻梳源和陣列波導光柵(AWG)對基帶數(shù)字信號進行傅里葉反變換(IFFT)變換，從而實現(xiàn)正交頻分復用技術(shù)(OFDM)調(diào)制，再將調(diào)制之后的OFDM信號直接分兩路調(diào)制到兩路光載波上，經(jīng)過光纖傳輸之后通過兩個天線發(fā)射出去，該方案實現(xiàn)的是發(fā)射分集方式的MIMO傳輸，而沒有體現(xiàn)出光頻梳源在MIMO數(shù)目擴展性和空間復用性方面的關(guān)鍵應用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問題之一。為此，本發(fā)明的一個目的在于提出一種只需單一激光源即可進行多路MIMO信號傳輸?shù)幕诠忸l梳源和波分復用的MIMO傳輸系統(tǒng)。
[0006]為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明實施例的基于光頻梳源和波分復用的MMO傳輸系統(tǒng)，包括:中心站，所述中心站包括:激光源，所述激光源用于產(chǎn)生激光信號；光頻梳源產(chǎn)生模塊，所述光頻梳源產(chǎn)生模塊與所述激光源相連，所述光頻梳源產(chǎn)生模塊用于根據(jù)所述激光信號產(chǎn)生多路光頻梳源；第一波分復用模塊，所述第一波分復用模塊與所述光頻梳源產(chǎn)生模塊相連，所述第一波分復用模塊用于將所述多路光頻梳源一一分離為多個單路光頻梳源；時空編碼模塊，所述時空編碼模塊用于對多路高速MIMO基帶信號進行時空編碼，并生成多路時空編碼信號；多個電光調(diào)制模塊，每個所述電光調(diào)制模塊分別與所述時空編碼模塊和所述第一波分復用模塊相連，每個所述電光調(diào)制模塊用于對至少一路所述光頻梳源和至少一路所述時空編碼信號進行電光調(diào)制，并生成至少一路MMO信號；傳輸模塊，所述傳輸模塊與所述中心站相連，所述傳輸模塊用于傳輸所述多個電光調(diào)制模塊輸出的多路MMO信號；基站，所述基站與所述傳輸模塊相連，所述基站包括:多個光電探測模塊，所述多個光電探測模塊分別與所述多個電光調(diào)制模塊一一對應，每個所述光電探測模塊用于探測至少一路MIMO信號；多個MIMO天線，每個所述MIMO天線用于發(fā)射單路MIMO信號。
[0007]根據(jù)本發(fā)明實施例的基于光頻梳源和波分復用的MMO傳輸系統(tǒng)具有以下有益效果:只需要單一激光源即可產(chǎn)生多路激光源，并進行多路MMO信號的調(diào)制和傳輸，具有傳輸穩(wěn)定性高、結(jié)構(gòu)簡單等特點。
[0008]進一步地，在本發(fā)明的一個實施例中，任意兩路所述光頻梳源之間的頻率間隔大于或等于1GHz。
[0009]進一步地，在本發(fā)明的一個實施例中，所述中心站還包括:光纖放大器，所述光纖放大器設(shè)置在所述光頻梳源產(chǎn)生模塊和所述第一波分復用模塊之間，所述光纖放大器用于對所述多路光頻梳源進行功率放大。
[0010]進一步地，在本發(fā)明的一個實施例中，每個所述電光調(diào)制模塊包括:至少一個電光調(diào)制器，每個所述電光調(diào)制器分別與所述時空編碼模塊和所述第一波分復用模塊相連，每個所述電光調(diào)制器用于對單路所述光頻梳源和單路所述時空編碼信號進行電光調(diào)制，并生成單路MMO信號。
[0011 ] 進一步地，在本發(fā)明的一個實施例中，所述中心站還包括:第一合波模塊，所述第一合波模塊分別與所述多個電光調(diào)制模塊相連，所述第一合波模塊用于對所述多個電光調(diào)制模塊輸出的多路MMO信號進行合波處理。
[0012]進一步地，在本發(fā)明的一個實施例中，所述基站還包括:第二波分復用模塊，所述第二波分復用模塊用于將所述合波處理后的多路MIMO信號一一分離為單路MIMO信號。
[0013]進一步地，在本發(fā)明的一個實施例中，每個所述光電探測模塊包括:至少一個第一光電探測器，所述至少一個第一光電探測器分別與所述至少一個電光調(diào)制器一一對應，每個所述第一光電探測器用于探測單路MIMO信號。
[0014]進一步地，在本發(fā)明的一個實施例中，每個所述電光調(diào)制模塊還包括:至少一根光纖，所述至少一根光纖與所述至少一個電光調(diào)制器一一對應，每根所述光纖分別與所述第一波分復用模塊相連，每根所述光纖用于傳輸與對應電光調(diào)制器的單路所述光頻梳源間隔預設(shè)頻率的單路光頻梳源。
[0015]進一步地，在本發(fā)明的一個實施例中，所述中心站還包括:第二合波模塊，所述第二合波模塊分別與所述電光調(diào)制模塊相連，所述第二合波模塊用于對所述電光調(diào)制模塊輸出的多路MMO信號和多路光頻梳源進行合波處理。
[0016]進一步地，在本發(fā)明的一個實施例中，所述基站還包括:第三波分復用模塊，所述第三波分復用模塊用于將所述合波處理后的信號一一分離為單路MMO信號和與所述單路MIMO信號間隔預設(shè)頻率的單路光頻梳源。
[0017]進一步地，在本發(fā)明的一個實施例中，所述基站還包括:多個耦合器，所述多個耦合器分別與所述多個電光調(diào)制模塊一一對應，每個所述耦合器用于對單路MMO信號和與所述單路MIMO信號間隔預設(shè)頻率的單路光頻梳源進行耦合。
[0018]進一步地，在本發(fā)明的一個實施例中，每個所述光電探測模塊包括:至少一個第二光電探測器