一种面向高效移动前传的传输性能优化方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种面向高效移动前传的传输性能优化方法及装置，包括在发送端，移动信号和控制字通过数字正交滤波器组在电域中实现信道聚合，接着聚合后的信号通过单边带上变频变换到中频，进而输入数模转换器，最后DAC输出的电信号通过光相位调制器注入到单波长光纤链路；在接收端，采用马赫

【技术实现步骤摘要】
一种面向高效移动前传的传输性能优化方法及装置


[0001]本专利技术属于光通信
，尤其是面向高效移动前传的传输性能优化方法及装置。

技术介绍

[0002]近年来，随着第五代移动通信系统在全球范围内大规模部署，各种互联网新兴应用层出不穷，这些新兴的应用和服务不仅进一步加剧了网络带宽资源的消耗，而且对网络的延迟、灵活性、可扩展性和成本的严格需求提出了严峻的挑战。为了更好的支持这类网络，云无线接入网C
‑
RAN通过减少基站机房数量，采用协作化、虚拟化等技术，实现了低成本、高带宽、灵活的无线网络运营，从而被认定为第五代移动通信系统的一个重要架构。在C
‑
RAN中，采用光纤链路的移动前传(mobile fronthaul，MFH)系统承载基带处理单元(baseband unit，BBU)池与远程无线电单元(remote radio unit，RRU)之间的数据传输，从而简化小区配置和协调多点(coordinated multi
‑
point，CoMP)通信。同时，为了解决移动前传中频谱效率较低的问题，业界提出了通过基于数字正交滤波器的控制字和移动信号的同步传输的高效移动前传(efficient mobile fronthaul，EMF)解决方案。
[0003]在实际的高效移动前传EMF应用场景中，传统的强度调制和直接检测(intensity modulation and direct detection，IMDD)光链路因其成本效益和简单性而通常被优先考虑。然而，如申请号为202110340085.8的专利所公开的方案，为了确保稳定和高效的传输性能，在发射端上需要额外的直流偏置和复杂的偏置点控制电路。随着小蜂窝基站的密集部署和远程无线电单元RRU数目的增加，传统的IMDD光链路将不可避免地为高效移动前传网络带来较高的能耗，从而难以满足云无线接入网络架构对物理层绿色接入的要求。同时，由于强度调制器固有的非线性响应，IMDD光链路需要较高的接收光功率来获得较高的链路增益，并提高不充足的动态范围，这对光链路特性造成了严格的限制，特别是对EMF上行传输。
[0004]为了解决当前基于传统的IMDD光链路的高效移动前传网络所面临的问题，业界提出了采用相位调制直接检测(phase modulation and direct detection，PMDD)光链路取代传统的IMDD光链路。光相位调制直接检测PMDD不仅消除了对直流偏置和复杂的偏置点控制电路的需求，允许更简单和低功率的发射器实现，而且还提供了大量的固有优势，例如，更低的光损耗，更高的线性度，以及在多通道传输中恒定强度引起的对通道串扰的不敏感性。为了实现相位调制的信号能够直接检测，业界提出了基于光学滤波器和色散设备的相位调制信号到强度调制信号转换的方案。在这些方案中，光学滤波器对信号带宽有严苛的要求，同时色散设备会导致与频率相关的相移，因此这些缺点也极大的限制了这些方案在实际高效移动前传EMF应用场景中的适用性。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术的目的在于提出一种面向高效移动前传的传输性能优化方法及装置，其传输链路能够有效提升射频信号增益，并提供充足的动态范围。
[0006]为了实现上述目的本专利技术采用的技术方案是：一种面向高效移动前传的传输性能优化方法，包括：
[0007]在发送端，移动信号和控制字数据通过数字正交滤波器组在电域中实现信道聚合，接着利用单边带上变频将聚合后的信号变换到中频，进而输入数模转换器，最后数模转换器输出的电信号通过光相位调制器注入到单波长光纤链路；
[0008]在接收端，采用马赫
‑
曾德尔干涉仪直接检测PMDD光链路，将光相位调制信号转换为光强度调制信号，然后利用光电探测器进行光电转换，最后经模数转换器，数字化的信号下变频到基频，进而输入多个并行的数字正交滤波器，并在数字域进行解调与恢复。
[0009]在上述技术方案的基础上，所述单边带上变频通过基于希尔伯特变换的单边带上变频将聚合信号变换到中频，变频后聚合信号中心频率f
c
取决于马赫
‑
曾德尔干涉仪的上下臂差分时延τ，需满足：f
c
＝(2k+1)/2τ，其中k为自然数。
[0010]在上述技术方案的基础上，所述马赫
‑
曾德尔干涉仪的上下臂差分时延τ取决于聚合信号带宽B，需满足：B＜1/2τ。
[0011]在上述技术方案的基础上，通过设置适当的上采样因子，并且在数字滤波空间中选择合适的中心频率的数字正交滤波器，数字域中的单边带上变频和下变频操作可以被消除。
[0012]在上述技术方案的基础上，所述数模转换器的采样速率F
s_DAC
取决于上变频后聚合信号的中心频率f
c
和聚合信号带宽B，需满足：F
s_DAC
＞2
×
(f
c
+B/2)。
[0013]在上述技术方案的基础上，所述马赫
‑
曾德尔干涉仪偏置在正交点上，即：ω
c
τ+θ0＝(2m+1)π/2，其中ω
c
和θ0分别是光载波角频率和由外部偏置所导致的马赫
‑
曾德尔干涉仪上下臂相移差，m为整数。
[0014]在上述技术方案的基础上，所述正交点偏置的马赫
‑
曾德尔干涉仪MZI的上下臂输出信号具有相同的光功率，非平衡探测器和平衡探测器均可被使用来进行光电转换。
[0015]在上述技术方案的基础上，所述马赫
‑
曾德尔干涉仪经偏置点优化后的最佳偏置点V
bias
取决于马赫
‑
曾德尔干涉仪的消光比ER，即满足：
[0016]上臂：V
bias
＝ω
c
τ+θ0＝2mπ
±
cos
‑1(ER
‑
1/ER+1)
[0017]下臂：V
bias
＝ω
c
τ+θ0＝(2m+1)π
±
cos
‑1(ER
‑
1/ER+1)。
[0018]本专利技术还采具有的技术方案：一种面向高效移动前传的传输性能优化装置，包括数字正交滤波器组、上变频单元、数模转换器、相位调制器、马赫
‑
曾德尔干涉仪、光电变换单元、模数转换器和下变频单元，其中在发射端，移动信号和控制字数据通过数字正交滤波器组在电域中实现信道聚合，进而输入上变频单元中完成基于希尔伯特变换的单边带上变频操作，上变频后的聚合信号依次经过数模转换器和相位调制器，最后聚合的电信号被调制到光载波上，注入到单波长光纤链路；在接收端，光信号经过马赫
‑
曾德尔干涉仪完成光相位调制信号到光强度调制信号的转换，转换后的光强度调制信号通过光电变换单元进行光电转换，进而输入模数转换器本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种面向高效移动前传的传输性能优化方法，其特征在于，包括：在发送端，移动信号和控制字数据通过数字正交滤波器组在电域中实现信道聚合，接着利用单边带上变频将聚合后的信号变换到中频，进而输入数模转换器，最后数模转换器输出的电信号通过光相位调制器注入到单波长光纤链路；在接收端，采用马赫
‑
曾德尔干涉仪直接检测PMDD光链路，将光相位调制信号转换为光强度调制信号，然后利用光电探测器进行光电转换，最后经模数转换器，数字化的信号下变频到基频，进而输入多个并行的数字正交滤波器，并在数字域进行解调与恢复。2.根据权利要求1所述一种面向高效移动前传的传输性能优化方法，其特征在于：所述单边带上变频通过基于希尔伯特变换的单边带上变频将聚合信号变换到中频，变频后聚合信号中心频率f
c
取决于马赫
‑
曾德尔干涉仪的上下臂差分时延τ，需满足：f
c
＝(2k+1)/2τ，其中k为自然数。3.根据权利要求2所述一种面向高效移动前传的传输性能优化方法，其特征在于：所述马赫
‑
曾德尔干涉仪的上下臂差分时延τ取决于聚合信号带宽B，需满足：B<1/2τ。4.根据权利要求2所述一种面向高效移动前传的传输性能优化方法，其特征在于：通过设置适当的上采样因子，并且在数字滤波空间中选择合适的中心频率的数字正交滤波器，数字域中的单边带上变频和下变频操作可以被消除。5.根据权利要求2或3所述一种面向高效移动前传的传输性能优化方法，其特征在于：所述数模转换器的采样速率F
s_DAC
取决于上变频后聚合信号的中心频率f
c
和聚合信号带宽B，需满足：F
s_DAC
＞2
×
(f
c
+B/2)。6.根据权利要求1所述一种面向高效移动前传的传输性能优化方法，其特征在于：所述马赫
‑
曾德尔干涉仪偏置在正交点上，即：ω
c
τ+θ0＝(2m+1)π/2，其中ω
c
和θ0分别是光载波角频率和由外部偏置所导致的马赫
‑
曾德尔干涉仪上下臂相移差，m为整数。7.根据权利要求6所...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓明亮，青廉，白嘉诚，
申请(专利权)人：重庆邮电大学，
类型：发明
国别省市：