双矢量射频信号生成方法及装置

本技术涉及光电信号领域，具体涉及一种双矢量射频信号生成方法及装置。

背景技术：

1、随着互联网的发展以及虚拟现实(vr)、数字孪生和短视频等高速、高质量数据服务应用的出现，用户对无线网络容量的需求呈指数级增长。如今，光纤无线电(rof，radioover fiber，光载无线电技术)是一种可将低成本的光电元件用于分布式天线的成熟技术，并且随着大容量光纤通信和多功能无线通信系统的融合，rof系统已成为未来宽带移动数据通信的有力竞争者。更高频率的毫米波波段不仅具有大带宽，而且非常具有易于实现光纤通信和无线通信无缝集成的优势。

2、基于im/dd(intensity modulation/direct detection，强度调制/直接检测)的rof传输系统具有简单的系统结构，im/dd系统的马赫-曾德尔调制器仅保留驱动信号的强度信息，而后对光载波进行调制；在接收端，通过光电探测器对光载无线信号直接进行包络检波，就可以完成信号的传输。

3、发明人发现，在现有技术中，基于im/dd的光纤无线电传输系统受限于其简单的系统结构，由于毫米波波段的无线通信链路通常具有很大的路径损耗而受到功率限制，因此它只能处理相对简单和低频谱效率低数据调制，例如ook(on-and-off keying,二进制开关键控)和qpsk(quadrature phase shift keying，正交相移键控)信号等。同时，光纤无线传输系统中所使用的光电器件的非线性影响也会限制高阶qam(quadrature amplitudemodulation,正交振幅调制)的传输，从而阻碍了系统频谱效率的提高。

技术实现思路

1、针对现有技术中的问题，本技术提供一种双矢量射频信号生成方法及装置，能够减小传输系统中所使用的光电器件非线性影响的限制，从而提高系统的频谱效率和信道容量，提高传输速率。

2、为了解决上述问题中的至少一个，本技术提供以下技术方案：

3、第一方面，本技术提供一种双矢量射频信号生成方法，包括：

4、在发射端数字信号处理模块中选定两个独立的伪随机二进制序列并将其映射为相同阶或不同阶的两路正交振幅调制信号，其中，两路所述正交振幅调制信号采用单载波调制或正交频分复用调制后得到两路复基带信号，所述两路复基带信号包括两路单载波信号、两路正交频分复用信号以及一路单载波信号和一路正交频分复用信号中的一种；

5、对所述两路复基带信号分别进行两倍上采样处理后通过根升余弦滤波器；

6、将经过所述根升余弦滤波器处理后的两个所述复基带信号分别送入并行的带通delta-sigma调制器中进行过采样处理和噪声整形处理，得到仅包含+1电平和-1电平的两路开关键控序列。

7、进一步地，在所述得到仅包含+1电平和-1电平的两路开关键控序列之后，包括：

8、将得到的仅包含+1电平和-1电平的两路开关键控序列进行信号合并，生成对应的正交相移键控信号；

9、对所述正交相移键控信号进行交织处理，得到经过所述交织处理后的正交相移键控信号。

10、进一步地，在所述得到经过所述交织处理后的正交相移键控信号之后，包括：

11、对所述正交相移键控信号进行平衡预编码处理，使得在接收端光电二极管检测后能无失真恢复出正常的正交相移键控信号；

12、将预编码后的信号上采样至能够匹配任意波形发生器的采样率后再进行上变频处理和数模转换，得到对应的模拟信号以驱动马赫-曾德尔调制器，从而得到携带正交相移键控信息的光载波，其中，所述马赫-曾德尔调制器用于调制外腔激光器输出的连续波。

13、进一步地，在所述得到携带正交相移键控信息的光载波之后，包括：

14、将所述马赫-曾德尔调制器输出的携带信息的光载波输入光电二极管进行检测，得到信号载波频率为马赫-曾德尔调制器的驱动信号载波频率的两倍的射频信号。

15、进一步地，在所述得到信号载波频率为马赫-曾德尔调制器的驱动信号载波频率的两倍的射频信号之后，包括：

16、将所述光电二极管检测后得到的射频信号进行模数转换得到数字信号，对得到的数字信号下变频至基带并对所述基带信号进行重采样；

17、将经过所述重采样后的基带信号进行针对正交相移键控的数字信号处理，得到对应的正交相移键控信号，其中，所述针对正交相移键控的数字信号处理依次包括时钟恢复、恒模算法均衡、载波恢复和正交相移键控硬判决；

18、将经过所述数字信号处理后得到的正交相移键控信号送入解交织器，得到两路带通delta-sigma调制器输出的两路开关键控序列；

19、分别对所述两路开关键控序列进行下变频至基带、低通滤波、匹配滤波处理、单载波/正交频分复用解调以及正交振幅解调，得到发射端的两个伪随机二进制序列。

20、进一步地，所述分别对所述两路开关键控序列进行下变频至基带、低通滤波、匹配滤波处理、单载波/正交频分复用解调以及正交振幅解调，得到发射端的两个伪随机二进制序列，包括：

21、分别将所述两路开关键控序列进行下变频后输入到两个抽取滤波器中进行低通滤波处理；

22、将经过所述低通滤波处理后的基带信号分别输入与发射端根升余弦滤波器对应的匹配滤波器并经过单载波/正交频分复用解调以及正交振幅解调后，得到发射端的两个伪随机二进制序列。

23、进一步地，所述带通delta-sigma调制器包括内插滤波器、数字上变频器和1比特bp-dsm模数转换器。

24、第二方面，本技术提供一种双矢量射频信号生成装置，包括：

25、调制模块，用于在发射端数字信号处理模块中选定两个独立的伪随机二进制序列并将其映射为相同阶或不同阶的两路正交振幅调制信号，其中，两路所述正交振幅调制信号采用单载波调制或正交频分复用调制后得到两路复基带信号，所述两路复基带信号包括两路单载波信号、两路正交频分复用信号以及一路单载波信号和一路正交频分复用信号中的一种；

26、基带信号处理模块，用于对所述两路复基带信号分别进行两倍上采样处理后通过根升余弦滤波器；

27、生成模块，用于将经过所述根升余弦滤波器处理后的两个所述复基带信号分别送入并行的带通delta-sigma调制器中进行过采样处理和噪声整形处理，得到仅包含+1电平和-1电平的两路开关键控序列。

28、第三方面，本技术提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现所述的双矢量射频信号生成方法的步骤。

29、第四方面，本技术提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现所述的双矢量射频信号生成方法的步骤。

30、第五方面，本技术提供一种计算机程序产品，包括计算机程序/指令，该计算机程序/指令被处理器执行时实现所述的双矢量射频信号生成方法的步骤。

31、由上述技术方案可知，本技术提供一种双矢量射频信号生成方法及装置，通过在发射端数字信号处理模块中选定两个独立的伪随机二进制序列并将其映射为相同阶或不同阶的两路正交振幅调制信号；所述正交振幅调制信号采用单载波调制或正交频分复用调制，从而得到两路复基带信号；对所述两路复基带信号分别进行两倍上采样处理后通过根升余弦滤波器；将经过所述根升余弦滤波器处理后的两个所述复基带信号分别送入并行的带通delta-sigma调制器中进行过采样处理和噪声整形处理，得到仅包含+1电平和-1电平的两路开关键控序列，由此能够减小传输系统中所使用的光电器件非线性影响的限制，从而提高系统的频谱效率和信道容量，提高传输速率。