【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及赫兹通信、自由空间光通信、太赫兹光接收和相干检测，尤其涉及一种太赫兹-自由空间光收发机一体化方法。
技术介绍
1、自由空间光通信(fso)因其频谱资源丰富、无需频谱授权、频谱效率高、波束角窄、良好天气条件下损耗小等优点,在需要高速、高带宽、可靠和安全通信的场景中发挥重要作用，例如卫星对地通信、卫星间通信、无线接入网等通信场景中。尤其在点对点通信中，fso的窄波束角使其几乎不受多径效应影响，大大降低了接收端dsp载波恢复算法的复杂度。然而，大气中的雨、雾、云等天气条件会对fso传输性能产生影响，导致信号衰减和传输中断。fso传输距离受限于光波传播的能力和大气吸收，同时需要对准发送和接收器之间的可见路径，要求较高的定向精度和对准过程，且光波在空中传输容易受到环境中的大气湍流、尘埃、震动等因素的干扰，这都将影响fso信号的传输质量和稳定性。相较而言，太赫兹波(thz)穿透能力强、频谱资源丰富且具有超宽带优势，能够在恶劣环境中实现可靠的传输，但为了克服信号衰减和环境干扰，太赫兹通信通常需要较高的传输功率，且容易受到多径效应和信号衰落的影响，导致传输信道变化较大。因此，若将太赫兹电信号和自由空间光信号融合传输，能够结合fso和thz传输各自的优势，实现全环境下的高速宽带通信。fso/thz收发机一体化系统将提供更大的宽带无线传输容量，满足日益增长的高速数据需求，为下一代超越5g的无线网络提供关键解决方案。
2、目前已有相关研究人员在太赫兹和fso结合传输上取得了进展，在研究[wang k,yu j,wei y,e
3、上述研究虽然结合了太赫兹和自由空间光通信，但是已有的方法不是将太赫兹和fso链路相串联进行数据传输，就是需要两套独立的fso和thz设备来实现并行传输功能，所提到的并行传输系统的发射器都是分开独立的。如果太赫兹和fso的硬件能够集成共享，那么就将大大降低发射器的复杂性和重量。因此，本方案提出了一种融合传输方式，能够让thz和fso共享一个发射机，实现全环境下的高速宽带通信，可以有效扩展下一代无线网络架构，在各种环境条件下获得更大的宽带无线传输容量。
技术实现思路
1、基于
技术介绍
存在的技术问题，本专利技术提出了一种太赫兹-自由空间光收发机一体化方法。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、一种太赫兹-自由空间光收发机一体化方法，包括如下步骤：(1)：发射端产生太赫兹光信号后，采用utc-pd产生太赫兹电信号；(2)：将调制光信号分为两路，其中一路信号通过utc-pd进行光电转化，另一路信号被牵引出来，通过一个自聚焦棒产生平行光，作为待入射光线；(3)：在utc-pd后设置一个材质板，由utc-pd产生的太赫兹电信号直接透过该材质板，同时将通过自聚焦棒的平行光入射到该材质板上，通过调整材质板的角度，使得其反射的光与透射的电太赫兹信号在同一条路径上，需考虑材质板的材质、大小、厚度等因素；(4)：产生thz/fso融合信号后经过一个透镜，而后由无线信道传输，在接收端，太赫兹电信号和光信号由独立的接收机同时接收；(5)：使用示波器(osc)对信号采样；(6)：将采样后的信号送入dsp模块进行离线数字信号处理，针对不同信号，采用相应载波恢复算法进行信号恢复；(7)：计算snr与ber，评估方案性能。
4、优选的，步骤(1)采用太赫兹和自由空间光融合传输方式，thz和fso共享发射机。
5、优选的，步骤(3)所采用的材质板包括但不限于pmma、pp或其他对电和光太赫兹透明且能反射光的材质，需反射10％的能量。
6、优选的，步骤(1)中采用光子辅助产生太赫兹信号、电子器件直接生成太赫兹信号或太赫兹量子级联激光器等。
7、优选的，适用于多种通信系统，包括但不限于光子辅助的毫米波太赫兹系统，极化复用的相干传输系统，直调直检系统，适用于各种信号格式，包括但不限于qpsk、16qam、高阶qam信号、pam信号、ofdm和dmt信号。
8、优选的，该融合传输的思路适用于各种偏振形式，包括但不限于单极化传输、双极化方向传输。
9、优选的，发射端太赫兹电信号和光信号融合生成，接收端太赫兹电信号和光信号由独立的接收机同时接收，光太赫兹接收机对准发射器，电太赫兹接收机设置在光学接收机左右1米的范围之内。
10、优选的，光太赫兹信号经掺铒光纤放大器(edfa)放大后，发送到集成相干接收器(icr)，采用一个本振lo信号进行零差检测，最后用示波器(osc)捕获信号，再进行离线dsp处理。
11、优选的，电太赫兹信号首先由透镜聚焦，然后由太赫兹天线接收；首先使用低噪声放大器(lna)对信号进行增强，而后用本地振荡器(lo)驱动混频器实现下变频，经电放大器(ea)放大后，用示波器(osc)捕获信号，再进行离线dsp处理。
12、优选的，dsp中的载波恢复算法，包括但不限于时钟恢复算法、色散补偿算法、cma/cmma均衡算法、频偏补偿算法(foe)、相偏补偿算法(cpe)、ddlms盲均衡本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种太赫兹-自由空间光收发机一体化方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种太赫兹-自由空间光收发机一体化方法，其特征在于，步骤(1)采用太赫兹和自由空间光融合传输方式，THz和FSO共享发射机。
3.根据权利要求1所述的一种太赫兹-自由空间光收发机一体化方法，其特征在于，步骤(3)所采用的材质板包括PMMA、PP或对电和光太赫兹透明且能反射光的材质，需反射10％的能量。
4.根据权利要求1所述的一种太赫兹-自由空间光收发机一体化方法，其特征在于，步骤(1)中采用光子辅助产生太赫兹信号、电子器件直接生成太赫兹信号或太赫兹量子级联激光器。
5.根据权利要求1所述的一种太赫兹-自由空间光收发机一体化方法，其特征在于，适用于多种通信系统包括光子辅助的毫米波太赫兹系统，极化复用的相干传输系统，直调直检系统，适用于信号格式包括QPSK、16QAM、高阶QAM信号、PAM信号、OFDM和DMT信号。
6.根据权利要求1所述的一种太赫兹-自由空间光收发机一体化方法，其特征在于，该融合传输的思路适用于偏振形式，包
7.根据权利要求1所述的一种太赫兹-自由空间光收发机一体化方法，其特征在于，发射端太赫兹电信号和光信号融合生成，接收端太赫兹电信号和光信号由独立的接收机同时接收，光太赫兹接收机对准发射器，电太赫兹接收机设置在光学接收机1米左右的范围之内。
8.根据权利要求1所述的一种太赫兹-自由空间光收发机一体化方法，其特征在于，光太赫兹信号经掺铒光纤放大器(EDFA)放大后，发送到集成相干接收器(ICR)，采用一个本振LO信号进行零差检测，最后用示波器(OSC)捕获信号，再进行离线DSP处理。
9.根据权利要求1所述的一种太赫兹-自由空间光收发机一体化方法，其特征在于，电太赫兹信号首先由透镜聚焦，然后由太赫兹天线接收；首先使用低噪声放大器(LNA)对信号进行增强，而后用本地振荡器(LO)驱动混频器实现下变频，经电放大器(EA)放大后，用示波器(OSC)捕获信号，再进行离线DSP处理。
10.根据权利要求1所述的一种太赫兹-自由空间光收发机一体化方法，其特征在于，DSP中的载波恢复算法，包括时钟恢复算法、色散补偿算法、CMA/CMMA均衡算法、频偏补偿算法(FOE)、相偏补偿算法(CPE)、DDLMS盲均衡算法、MIMO-VLNE算法，算法参数根据不同系统，不同的信道特性，不同传输指标选择。
...【技术特征摘要】
1.一种太赫兹-自由空间光收发机一体化方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种太赫兹-自由空间光收发机一体化方法，其特征在于，步骤(1)采用太赫兹和自由空间光融合传输方式，thz和fso共享发射机。
3.根据权利要求1所述的一种太赫兹-自由空间光收发机一体化方法，其特征在于，步骤(3)所采用的材质板包括pmma、pp或对电和光太赫兹透明且能反射光的材质，需反射10％的能量。
4.根据权利要求1所述的一种太赫兹-自由空间光收发机一体化方法，其特征在于，步骤(1)中采用光子辅助产生太赫兹信号、电子器件直接生成太赫兹信号或太赫兹量子级联激光器。
5.根据权利要求1所述的一种太赫兹-自由空间光收发机一体化方法，其特征在于，适用于多种通信系统包括光子辅助的毫米波太赫兹系统，极化复用的相干传输系统，直调直检系统，适用于信号格式包括qpsk、16qam、高阶qam信号、pam信号、ofdm和dmt信号。
6.根据权利要求1所述的一种太赫兹-自由空间光收发机一体化方法，其特征在于，该融合传输的思路适用于偏振形式，包括单极化传输、双极化方向传输。
7.根据权利要求1所述的一种太赫兹-自由空间光...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵先明，余建军，张沁漪，窦兴林，
申请(专利权)人：北京红山信息科技研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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