相位不敏感的100 GHz光子毫米波相干探测技术
2021-08-25许炜梁周擎奕王继宽邹昱聪
许炜梁,周擎奕,王继宽,邹昱聪,张 教,,朱 敏,
(1.东南大学 移动通信国家重点实验室,江苏 南京 210096;2.网络通信与安全紫金山实验室,江苏 南京 211111)
0 引言
随着5G时代的到来,4K/8K视频、虚拟现实、增强现实、云计算和物联网等应用在相当大的程度上对实时通信速率提出了更高的要求[1-4]。光无线融合(FWI)技术结合了光纤通信大容量和无线通信灵活接入的优势,是满足这些应用需求的关键技术之一[5]。在未来的6G时代,传统低频段通信已不能满足日益剧增的数据流量的迫切需求,载波频率向更高频率发展并逐步迈入太赫兹波段是一个必然的趋势[6-9]。由于全电方式产生太赫兹波受制于电子器件的带宽瓶颈,一般采用光子辅助方式产生太赫兹信号[5]。为了进一步提升传输系统容量,一般采用高频谱效率的调制格式,比如脉冲幅度调制(PAM)和正交幅度调制(QAM)。
QAM信号的产生需要I/Q调制器、I/Q不平衡的补偿和载波恢复算法,这大大增加了系统成本和DSP复杂度。而PAM信号因为仅在幅度上有信息,在相位上没有承载信息,所以通过低成本的强度调制器就可以产生[10]。文献[11]基于强度调制-直接探测(IM-DD)实现了在城域网和接入网的PAM4信号传输。但是,直接检测只能用较低的接收机灵敏度得到PAM信号的幅度信息。为了减少信道色散的影响并提高接收机灵敏度,可以使用相干探测代替直接探测并使用简单的DSP算法进行恢复处理[12]。由于使用了强度调制器,相干系统的成本可以有效降低。文献[8,9]实验验证了使用强度调制相干探测实现W波段的PAM-4信号的无线传输,但是由于产生的PAM-4信号是相位敏感的,需要额外的载波恢复算法,增加了DSP复杂度。……