一种毫米波非视距通信系统及其方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及光通信及无线通信领域，具体地说，涉及一种高速率的毫米波非视距 通信系统。
【背景技术】
[0002] 下一代宽带无线通信系统要实现在有限的频谱资源的条件下提供更多的通信业 务、更高的通信速率和更好的通信质量。人们对多媒体宽带业务的需求日益增强，而目前拥 塞的微波频谱面对这些精彩纷呈的业务却显得力不从心，因此毫米波频段的应用是无线通 信迈向更大容量和更高速率的有效途径。
[0003] 毫米波系统具有频段宽、设备尺寸小和受大气衰减影响显著的特点；光纤拥有丰 富的频带资源和抗电磁干扰的能力，将毫米波和光纤传输技术相融合，可以有效解决毫米 波传输距离短和控制系统成本等问题，具有广阔的应用前景。由于60GHz附近的几个GHz 频段属于自由使用频段，因此目前毫米波的通信主要基于60GHz的频率。
[0004] MIMO技术可以在不增加带宽和发射功率的前提下提高系统的容量和频谱利用率， 它是可以同时提高无线通信的覆盖范围、速率并且保证通信质量的技术。它通过空间复 用获得较高的数据传输率，此时的带宽并没有被展宽，所以频谱利用率会随着发射天线或 (和）接收天线的数目增加而得到提高。此外，当衰落信道不相关时，可以通过空间分集技 术来对抗信道的衰落。
[0005] OFDM技术通过频率分集将宽频带划分为许多的子载波，并把高速的数据调制到各 个子载波上进行并行地传输。在每一个子载波上的码速率都是原来的（为子载波的个数）， 得到的符号周期远远大于信道的时延扩展时间，从而将频率选择性衰落信道转化成为多个 并行的频率平衰落信道。另外，通过将每个码元加上循环前缀作为保护间隔，可以有效抑制 符号间的干扰。
[0006] 目前主要问题：
[0007] (I) 60Hz毫米波仅可以视距传播，该频段受氧气和雨雾衰耗很大，通信距离短。
[0008] (2)城市内无线信道传输功率受限。
[0009] (3)城市内多建筑等障碍物，通信时多径效应显著。
【发明内容】
[0010] 本发明所要解决的技术问题在于提供一种毫米波非视距通信系统及其方法，以解 决现有技术中存在的60HZ毫米波仅可以视距传播，通信距离短的问题。
[0011] 为达上述目的，本发明提供一种毫米波非视距通信系统，其特征在于，应用于基站 和中心站点之间进行毫米波非视距通信，所述通信系统包括：
[0012] 光纤射频传输模块：用于基于输入的光源，通过光电转换生成毫米波，并基于光纤 传输所述毫米波；
[0013] 高阶矢量调制模块：接收到所述毫米波后，采用正交幅度调制方法对所述毫米波 进行高阶的幅度和相位的联合调制，输出高阶调制信号；
[0014] 正交频分复用模块：通过正交频分复用技术将宽带信道分成多个子信道，将接收 到所述调制信号基于所述多个子信道进行并行传输；
[0015] 多输入多输出无线模块：基于多个天线同时接收和发射并行传输的所述调制信 号，以实现毫米波非视距通信。
[0016] 上述毫米波非视距通信系统，其特征在于，所述毫米波为35Hz波段的信号。
[0017] 上述毫米波非视距通信系统，其特征在于，所述高阶调制信号为4096阶调制信 号。
[0018] 上述毫米波非视距通信系统，其特征在于，所述光纤射频传输模块，还包括：
[0019] 中心站传输模块：用于在中心站产生一光信号，并基于一基带信号对所述光信号 进行调制，完成所述光信号的幅度和强度调制后，生成射频信号对外传输；
[0020] 基站传输模块：用于在基站对接收到的所述射频信号进行光电转换，解调恢复所 述射频信号，并将所述射频信号放大后通过天线发射；
[0021] 光纤链路：连接所述中心站和所述基站，实现光信号的传输。
[0022] 上述毫米波非视距通信系统，其特征在于，所述高阶矢量调制模块，还包括：
[0023] 查找表模块：用于基于一星座映射表对接收到所述射频信号进行电平值查找和星 座映射，完成所述射频信号的4096阶信号调制，输出高频调制信号；
[0024] 串并转换模块：用于对接收到的所述高频调制信号进行数据串并转换后，输出多 路并行数据；
[0025] 控制模块：对所述查找表模块和所述串并转换模块进行控制，根据参数设置，对查 找、数据映射和串并转换操作进行控制。
[0026] 上述毫米波非视距通信系统，其特征在于，所述正交频分复用模块，还包括：
[0027] 傅里叶逆变换模块：用于对经过高阶调制的所述多路并行数据进行傅里叶逆变 换，输出正交频分复用信号；
[0028] 并串转换模块：用于对所述正交频分复用信号进行并行转串行，输出串行的数据， 用于后续发射；
[0029] 后处理模块：用于将所述串行数据加入循环前缀，以克服多径衰落信道引起的码 间串扰，并对所述串行数据进行数模转换和低通滤波的处理。
[0030] 上述毫米波非视距通信系统，其特征在于，所述多输入多输出无线模块，还包括：
[0031] 空时编码模块：用于将所述串行数据进行空时编码，输出高速信息流，以确保接收 端获得最大的分集增益和编码增益，增加系统的可靠性；
[0032] 数模转换模块：用于将经过空时编码的所述高速信息流进行数模转换，输出模拟 信号，以进行天线发射；
[0033] 模拟模块：用于将所述模拟信号进行整形滤波处理，并进行上变频，通过天线进行 所述模拟信号的无线发射。
[0034] 上述毫米波非视距通信系统，其特征在于，所述星座映射表的电平值的实部和虚 部值相同，并且，所述实部与所述虚部共同采用同一个所述星座映射表。
[0035] 上述毫米波非视距通信系统，其特征在于，所述中心站传输模块，还包括：
[0036] 激光发生器：用于产生承载通信信号的光信号；
[0037] 光相位调制器：用于基于所述光信号，使用微波信号驱动光相位调制器产生扫频 光波；
[0038] 光强度调制器：用于基于所述光信号，进行光强度调制，输出光强度调制信号；
[0039] 梳状滤波器：集中设置于所述中心站，对所述光强度调制信号进行滤波，将频率变 化的光波转变为强度变化的光波；
[0040] 光探测器：用于检测所述基站通过光纤传回的光信号。
[0041] 本发明还提供一种毫米波非视距通信方法，应用于包含光纤射频传输模块、高阶 矢量调制模块、正交频分复用模块和多输入多输出无线模块的毫米波非视距通信系统，其 特征在于，包括 ：
[0042] 光纤射频传输步骤：用于基于输入的光源，进行光电转换为毫米波，并基于光纤传 输所述毫米波；
[0043] 高阶矢量调制步骤：接收到所述毫米波后，采用正交幅度调制方法对所述毫米波 进行高阶的幅度和相位的联合调制，输出高阶调制信号；
[0044] 正交频分复用步骤：通过频率分集将宽带信道分成多个相互正交的的子信道，将 接收到所述调制信号基于所述子信道进行并行传输；
[0045] 多输入多输出无线步骤：基于多个天线同时接收和发射并行传输的所述调制信 号，以实现毫米波非视距通信。
[0046] 上述毫米波非视距通信方法，其特征在于，所述光纤射频传输步骤，还包括：
[0047] 中心站传输步骤：用于在中心站产生一光信号，并基于一基带信号对所述光信号 进行调制，完成所述光信号的幅度和强度调制后，生成射频信号对外传输；
[0048] 基站传输步骤：用于在基站对接收到的所述射频信号进行光电转换，解调恢复所 述射频信号，并将所述射频信号放大后通过天线发射。
[0049] 上述毫米波非视距通信方法，其特征在于，所述高阶矢量调制步骤，还包括：
[0050] 查找表步骤：用于基于一星座映射表对接收到所述射频信号进行电平值查找和星 座映射，完成所述射频信号的4096阶信号调制，输出高频调制信号；
[0051] 串并转换步骤：用于对接收到的所述高频调制信号进行数据串并转换后，输出多 路并行数据；
[0052] 控制步骤：对所述查找表模块和所述串并转换模块进行控制，根据参数设置，对查 找、数据映射和串并转换操作进行控制。
[0053] 上述毫米波非视距通信方法，其特征在于，所述正交频分复用步骤，还包括：
[0054] 傅里叶逆变换步骤：用于对经过高阶调制的所述多路并行数据进行傅里叶逆变 换，输出正交频分复用