【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于光纤通信，具体涉及一种基于光纤布拉格光栅的模拟移动前传方法。
技术介绍
1、近年来，随着第五代移动通信系统(5g)在全球范围内的大规模部署，诸如智慧城市、自动驾驶汽车、虚拟现实等新应用大量涌现，全球移动数据不仅对带宽需求呈现出爆炸式的增长，而且对网络的延迟、灵活性和成本等提出了严峻的挑战。为了满足不断增长的带宽和网络需求，同时降低无线接入网的建设与运维成本，云无线接入网(cloud-radioaccess network，c-ran)由于能够支持大规模多入多出技术、协作多点技术和网络容量共享，被视为5g/b5g的核心解决方案。在c-ran中，传统分布式基站的远端射频单元(remoteradio unit,rru)被拉远至射频天线，基带单元(baseband unit,bbu)迁移并集中于中心机房的虚拟化bbu池。因此，c-ran中出现一个连接bbu池和rru的重要部分，即移动前传(mobile fronthaul,mfh)。近年，根据5g c-ran中数据处理的实时性需求，下一代无线接入网(next generation-ratio access network,ng-ran)在延续c-ran中基带处理资源复用和站点协同能力的前提下，将传统bbu划分为分布单元(distributed unit,du)和集中单元(centralized unit,cu)，同时集成rru与射频天线为有源天线单元(active antennaunit,aau)，因此mfh承载了du与aau之间的数据传输。
2、传统的mfh主
3、由于强度调制直接检测(intensity modulation and direct detection，imdd)光收发机在成本和结构等方面具有优势，因此a-mfh广泛采用imdd。然而，imdd a-mfh仍然面临以下三个亟待解决的问题：1)额外的能量消耗；即为了获得最佳且稳定的传输性能，光发射机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aau数目的增加,imdd a-mfh将不可避免地面临严峻的能耗问题，难以达到ng-ran对物理层绿色接入的要求。2)固有的低链路射频增益和小动态范围；由于im具有非线性响应特点，imdd需要较高的接收光功率确保足够的链路射频增益和动态范围，因此imdd对a-mfh的光链路特性具有严格的限制。3)较高的多波长信道串话干扰；由于能够在单根光纤中同时建立多个低时延的点到点连接，波分复用无源光网络(wavelength division multiplexing-passive optical network,wdm-pon)被视为mfh的首选光解决方案。然而，非恒定功率的模拟光im信号在wdm-pon传输中具有较低的信道串话容忍性。为了解决当前imdd a-mfh面临的上述问题，业界提出了采用相位调制直接检测(phasemodulation and directdetection，pmdd)取代imdd。pmdd不仅消除了光发射机对直流偏置和偏置点控制电路的需求，导致简单和低功耗的发射机实现结构，而且还提供了大量的光链路优势，例如：大动态范围、高线性响应和低信道串话干扰等。
4、光pm广泛应用于微波光子系统，由于光谱存在“完美平衡”的特点，光pm信号的相位信息无法通过dd恢复。为此，微波光子学领域的人员致力于打破光pm信号的光谱平衡，实现相位调制到强度调制(phase modulation-to-intensity modulation,pm-im)转换。常见的方案为采用色散器件、光滤波器或受激布里渊散射效应获得pm-im转换。但是，色散器件不可避免地在光pm信号中引入与频率相关的相移，滤波滚降特性限制了光滤波器方案所能获得的最佳性能，受激布里渊散射效应的工作带宽较小(mhz量级)。因此，以上pm-im的转换方案难以应用于a-mfh。
技术实现思路
1、为解决以上现有技术存在的问题，本专利技术提出了一种基于光纤布拉格光栅的模拟移动前传方法，该方法能够有效降低建设与运维成本，提供大动态范围、高线性响应和低信道串话干扰等链路特性。
2、为实现上述目的，本专利技术提出了一种基于光纤布拉格光栅的模拟移动前传方法，该方法包括：构建移动通信网络，该网络包括发送端和接收端；
3、发送端包括数字正交成形滤波器组、数模转换器、光相位调制器以及激光器；移动信号通过数字正交成形滤波器组在电域中实现信道聚合；将聚合后的信号进行数模转换，得到模拟电信号；激光器发射c波段的光载波，根据c波段的光载波采用光相位调制器对模拟电信号进行调制，得到光相位调制信号；通过将光相位调制信号注入到单波长光纤链路中进行信号传输；
4、接收端包括光纤布拉格光栅、光电变换器、模数转换器以及数字正交匹配滤波器组；光信号经过光纤布拉格光栅，利用透射或反射的光滤波特性打破光相位调制信号中边带的幅度平衡，实现将光相位调制信号转化为光强度调制信号；将光强度调制信号通过光电变换器进行光电转换，并将转换后的电信号输入模数转换器中，得到数字化的电信号；将数字化的电信号输入多个并行的数字正交匹配滤波器，在数字域进行信道分离，恢复出移动信号。
5、优选的，采用数字正交成形滤波器组对多个移动信号进行聚合包括：将各个移动信号分别进行分离，得到移动信号的i分量和q分量；对移动信号的i分量和q分量分别进行上采样处理；对上采样的信号进行滤波处理；将所有滤波后的i分量信号和q分量信号进行聚合，得到聚合后的信号。
6、优选的，利用光纤布拉格光栅的光滤波特性打破光相位调制信号的幅度平衡后的光场强度为：
7、
8、β＝πvrf/vπ
9、其中，po为激光器输出光功率，jn(·)为n阶贝塞尔函数，β为相位调制指数，vrf为施加到相位调制器的信号幅度，vπ是相位调制器的半波电压；r(ω)和θ(ω)分别为光纤布拉格光栅的功率反射系数和相位响应。
10、进一步的，光纤布拉格光栅的功率反射系数满足特定的条件，该条件为：
11、r(ωc+ω)≠r(ωc-ω)
12、其中，本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于光纤布拉格光栅的模拟移动前传方法，其特征在于，包括：构建移动通信网络，该网络包括发送端和接收端；
2.根据权利要求1所述的一种基于光纤布拉格光栅的模拟移动前传方法，其特征在于，采用数字正交成形滤波器组对多个移动信号进行聚合包括：将各个移动信号分别进行分离，得到移动信号的I分量和Q分量；对移动信号的I分量和Q分量分别进行上采样处理；对上采样的信号进行滤波处理；将所有滤波后的I分量信号和Q分量信号进行聚合，得到聚合后的信号。
3.根据权利要求1所述的一种基于光纤布拉格光栅的模拟移动前传方法，其特征在于，利用光纤布拉格光栅的光滤波特性打破光相位调制信号的幅度平衡后的光场强度为：
4.根据权利要求3所述的一种基于光纤布拉格光栅的模拟移动前传方法，其特征在于，光纤布拉格光栅的功率反射系数满足特定的条件，该条件为：
5.根据权利要求3所述的一种基于光纤布拉格光栅的模拟移动前传方法，其特征在于，光纤布拉格光栅在特定位置处引入相位跳变，形成相移-光纤布拉格光栅；通过将光相位调制信号的一个一阶共轭信号边带完全置于相移-光纤布拉格光栅的反射
6.根据权利要求5所述的一种基于光纤布拉格光栅的模拟移动前传方法，其特征在于，在光单边带传输后，利用简化的克莱默-克朗尼格算法降低接收机中平方律检测的信号与信号拍频串扰对传输性能的劣化，恢复出基带信号，即：
7.根据权利要求5所述的一种基于光纤布拉格光栅的模拟移动前传方法，其特征在于，相移-光纤布拉格光栅采用半峰全宽为BFWHW、信号带宽为Bs的光栅，其中半峰全宽和信号带宽满足BFWHW>Bs。
8.根据权利要求1所述的一种基于光纤布拉格光栅的模拟移动前传方法，其特征在于，光纤布拉格光栅的透射输出和反射输出构成平衡探测的光接收机结构，通过光接收机结构降低光纤布拉格光栅滤波导致的信号功率损耗，抑制载波频率失谐引起的残余幅度噪声。
9.根据权利要求1所述的一种基于光纤布拉格光栅的模拟移动前传方法，其特征在于，光纤布拉格光栅根据各类5G/B5G物理层新空口的传输需求，选择满足传输性能要求的光纤布拉格光栅类型；其中光纤布拉格光栅可选择的类型包括均匀光纤布拉格光栅、相移光纤布拉格光栅以及各类切趾光纤布拉格光栅。
...【技术特征摘要】
1.一种基于光纤布拉格光栅的模拟移动前传方法，其特征在于，包括：构建移动通信网络，该网络包括发送端和接收端；
2.根据权利要求1所述的一种基于光纤布拉格光栅的模拟移动前传方法，其特征在于，采用数字正交成形滤波器组对多个移动信号进行聚合包括：将各个移动信号分别进行分离，得到移动信号的i分量和q分量；对移动信号的i分量和q分量分别进行上采样处理；对上采样的信号进行滤波处理；将所有滤波后的i分量信号和q分量信号进行聚合，得到聚合后的信号。
3.根据权利要求1所述的一种基于光纤布拉格光栅的模拟移动前传方法，其特征在于，利用光纤布拉格光栅的光滤波特性打破光相位调制信号的幅度平衡后的光场强度为：
4.根据权利要求3所述的一种基于光纤布拉格光栅的模拟移动前传方法，其特征在于，光纤布拉格光栅的功率反射系数满足特定的条件，该条件为：
5.根据权利要求3所述的一种基于光纤布拉格光栅的模拟移动前传方法，其特征在于，光纤布拉格光栅在特定位置处引入相位跳变，形成相移-光纤布拉格光栅；通过将光相位调制信号的一个一阶共轭信号边带完全置于相移-光纤布拉格光栅的反射谱陷波中，即：r(ωc+ω)＝0或r(ωc-ω)＝0，且使另一个一阶共轭信号边...
【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：重庆邮电大学空间通信研究院，
类型：发明
国别省市：
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