基于光频梳源和波分复用的mimo传输系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及信号传输技术领域，特别涉及一种基于光频梳源和波分复用的MMO传输系统。
【背景技术】
[0002]如图1 所不，MIMO(multiple-1nput and multiple-output，多输入多输出)天线系统是指在无线通信发射端和接收端采用多天线进行通信的技术，MMO技术的应用主要有三种:传输分集、波束赋型和空间复用，传输分集是指在发射端使用多天线发射相同的信息，从而在接收端获得比单天线更高的增益；波束赋型是指利用多天线阵列的空间相关性产生干涉，从而使辐射指向特定方向；空间复用是指利用不同收发天线之间的时空信息传输多路独立信号，从而增大天线系统的吞吐率。大规模的MMO不仅限于一维的天线阵列，还可能是二维的天线面或者不规则图形。
[0003]光频梳源(optical frequency comb)是具有一系列离散、等间隔的频谱的光源，光频梳源之间具有良好的相干性，如图2所示，光频梳源频谱中每根光频梳源就像“梳齿”一样，因此被称为“光频梳”。光频梳源可以通过稳定锁模激光器脉冲序列来产生，也可以简单地通过对激光源进行强度调制和相位调制来产生。在目前已经报道的研宄成果中，已经可以产生频谱宽度超过50THz，频梳个数近千根的光频梳源，在MMO信号传输中，每一根光频梳源可以加载一路天线信号，从而实现大规模MIMO信号的传输。
[0004]相关技术中，针对MMO信号的传输，方案一中提出了一种基于极化复用(PDM)的2x2的MIMO信号传输系统，如图3所示，该方案中，激光光源通过耦合器分成两路，通过电光调制分别加载2x2MM0信号的两路信号，然后通过偏振合束器将两路激光耦合到一起，经掺铒光纤放大器(EDFA)光放大之后由光纤进行远距离传输，在天线发射端，两路激光经偏振分束器分为两路载波，然后由光电探测得到两路MMO信号，由天线发射出去。在该方案中，由于可用的偏振模式只有有限的几个，因此该方案所能传输的MMO天线数目也受到限制，只能通过增加激光源的方式来实现多路MIMO传输，系统的成本也会随之提高，扩展性很差。另外，方案二中提出了一种基于WDM(Wavelength Divis1n Multiplexing，波分复用)和 RoF (Rad1 over Fiber，光载无线传输)-DAS (Distributed Antenna System，分布式天线系统)的MMO传输方案，该方案通过使用两路激光器，实现了 2.4GHz和5GHz双频2x2MIM0信号的传输，但是基于该原理，MIMO数目受限于激光源数，无法适应大规模天线的要求。除此之外，方案三基于微环振荡器产生的密集光频梳源实现了 2x2MM0信号的全光产生和传输，在该方案中，采用频率间隔为312.5KHz的光频梳源和阵列波导光栅(AWG)对基带数字信号进行傅里叶反变换(IFFT)变换，从而实现正交频分复用技术(OFDM)调制，再将调制之后的OFDM信号直接分两路调制到两路光载波上，经过光纤传输之后通过两个天线发射出去，该方案实现的是发射分集方式的MIMO传输，而没有体现出光频梳源在MIMO数目扩展性和空间复用性方面的关键应用。
【发明内容】
[0005]本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种只需单一激光源即可进行多路MIMO信号传输的基于光频梳源和波分复用的MIMO传输系统。
[0006]为了实现上述目的，根据本发明实施例的基于光频梳源和波分复用的MMO传输系统，包括:中心站，所述中心站包括:激光源，所述激光源用于产生激光信号；光频梳源产生模块，所述光频梳源产生模块与所述激光源相连，所述光频梳源产生模块用于根据所述激光信号产生多路光频梳源；第一波分复用模块，所述第一波分复用模块与所述光频梳源产生模块相连，所述第一波分复用模块用于将所述多路光频梳源一一分离为多个单路光频梳源；时空编码模块，所述时空编码模块用于对多路高速MIMO基带信号进行时空编码，并生成多路时空编码信号；多个电光调制模块，每个所述电光调制模块分别与所述时空编码模块和所述第一波分复用模块相连，每个所述电光调制模块用于对至少一路所述光频梳源和至少一路所述时空编码信号进行电光调制，并生成至少一路MMO信号；传输模块，所述传输模块与所述中心站相连，所述传输模块用于传输所述多个电光调制模块输出的多路MMO信号；基站，所述基站与所述传输模块相连，所述基站包括:多个光电探测模块，所述多个光电探测模块分别与所述多个电光调制模块一一对应，每个所述光电探测模块用于探测至少一路MIMO信号；多个MIMO天线，每个所述MIMO天线用于发射单路MIMO信号。
[0007]根据本发明实施例的基于光频梳源和波分复用的MMO传输系统具有以下有益效果:只需要单一激光源即可产生多路激光源，并进行多路MMO信号的调制和传输，具有传输稳定性高、结构简单等特点。
[0008]进一步地，在本发明的一个实施例中，任意两路所述光频梳源之间的频率间隔大于或等于1GHz。
[0009]进一步地，在本发明的一个实施例中，所述中心站还包括:光纤放大器，所述光纤放大器设置在所述光频梳源产生模块和所述第一波分复用模块之间，所述光纤放大器用于对所述多路光频梳源进行功率放大。
[0010]进一步地，在本发明的一个实施例中，每个所述电光调制模块包括:至少一个电光调制器，每个所述电光调制器分别与所述时空编码模块和所述第一波分复用模块相连，每个所述电光调制器用于对单路所述光频梳源和单路所述时空编码信号进行电光调制，并生成单路MMO信号。
[0011 ] 进一步地，在本发明的一个实施例中，所述中心站还包括:第一合波模块，所述第一合波模块分别与所述多个电光调制模块相连，所述第一合波模块用于对所述多个电光调制模块输出的多路MMO信号进行合波处理。
[0012]进一步地，在本发明的一个实施例中，所述基站还包括:第二波分复用模块，所述第二波分复用模块用于将所述合波处理后的多路MIMO信号一一分离为单路MIMO信号。
[0013]进一步地，在本发明的一个实施例中，每个所述光电探测模块包括:至少一个第一光电探测器，所述至少一个第一光电探测器分别与所述至少一个电光调制器一一对应，每个所述第一光电探测器用于探测单路MIMO信号。
[0014]进一步地，在本发明的一个实施例中，每个所述电光调制模块还包括:至少一根光纤，所述至少一根光纤与所述至少一个电光调制器一一对应，每根所述光纤分别与所述第一波分复用模块相连，每根所述光纤用于传输与对应电光调制器的单路所述光频梳源间隔预设频率的单路光频梳源。
[0015]进一步地，在本发明的一个实施例中，所述中心站还包括:第二合波模块，所述第二合波模块分别与所述电光调制模块相连，所述第二合波模块用于对所述电光调制模块输出的多路MMO信号和多路光频梳源进行合波处理。
[0016]进一步地，在本发明的一个实施例中，所述基站还包括:第三波分复用模块，所述第三波分复用模块用于将所述合波处理后的信号一一分离为单路MMO信号和与所述单路MIMO信号间隔预设频率的单路光频梳源。
[0017]进一步地，在本发明的一个实施例中，所述基站还包括:多个耦合器，所述多个耦合器分别与所述多个电光调制模块一一对应，每个所述耦合器用于对单路MMO信号和与所述单路MIMO信号间隔预设频率的单路光频梳源进行耦合。
[0018]进一步地，在本发明的一个实施例中，每个所述光电探测模块包括:至少一个第二光电探测器