專(zhuān)利名稱(chēng)：無(wú)調(diào)制器的光毫米波產(chǎn)生方法及全雙工光纖無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于光纖-無(wú)線(xiàn)(Radio-over-Fiber，縮寫(xiě)為ROF)通信系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
未來(lái)的無(wú)線(xiàn)接入系統(tǒng)無(wú)疑將會(huì)延伸到毫米波段，由于毫米波信號(hào)在空氣中傳輸距離短，且毫米波電子器件較為昂貴，目前的無(wú)線(xiàn)接入方式不能適應(yīng)毫米波通信的要求。光纖-無(wú)線(xiàn)系統(tǒng)(Radio-Over-Fiber System，簡(jiǎn)稱(chēng)為ROF系統(tǒng))將會(huì)成為解決寬帶無(wú)線(xiàn)接入最有前景的技術(shù)。ROF系統(tǒng)是在中心站中將毫米波和數(shù)據(jù)信號(hào)同時(shí)上傳到光載波上，并傳輸至基站，在基站中只需進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換和放大，因而基站的結(jié)構(gòu)可變得簡(jiǎn)單。因而ROF系統(tǒng)可以以最低的價(jià)格滿(mǎn)足毫米波通信的要求。
光毫米波的產(chǎn)生是降低造價(jià)和提高ROF系統(tǒng)性能的關(guān)鍵技術(shù)之一。至今為止，已提出的光毫米波的產(chǎn)生的方法有三種直接強(qiáng)度調(diào)制，外部強(qiáng)度調(diào)制和遠(yuǎn)程外差。A.Wiberg，“Chromatic dispersion in fiber-optic microwaveand millimeter transmission”，IEEE Photonics TechnologyLetters，Vol.18，No.1，pp.1716-1724，2005，J.Yu，“Opticalmillimeter-wave generation or up-conversion using external modulation”，IEEE Photonics Technology Letters，Vol.18，No.1，pp.265-267，2006。單目前所采用的這些技術(shù)在中心站都必須采用一個(gè)光源和至少一個(gè)寬帶電光調(diào)制器。光源產(chǎn)生連續(xù)波用作光載波或者直接調(diào)制數(shù)據(jù)信號(hào)，寬帶電光調(diào)制器在正弦波射頻信號(hào)的驅(qū)動(dòng)下產(chǎn)生光毫米波。目前這些方法勢(shì)必增加了中心站的造價(jià)，因此如何用最簡(jiǎn)單、廉價(jià)的方法產(chǎn)生光毫米波是目前ROF系統(tǒng)中所必須解決的關(guān)鍵性的技術(shù)。
為了解決上述問(wèn)題，我們的方案只采用一個(gè)直接調(diào)制激光器可以實(shí)現(xiàn)光毫米波的產(chǎn)生，同時(shí)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信號(hào)的上傳。這樣中心站無(wú)需使用寬帶電光調(diào)制器，降低了光毫米波產(chǎn)生的成本，同時(shí)也降低了中心站的成本；本發(fā)明還提供了一種全雙工光纖無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)，利用了激光器產(chǎn)生的中心載波作為上行鏈路的光載波，在基站中無(wú)需使用光源，本發(fā)明提出了五種簡(jiǎn)單基站結(jié)構(gòu)和與之相應(yīng)的二種用戶(hù)移動(dòng)終端接收機(jī)的簡(jiǎn)化方案。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明針對(duì)上述情況，本發(fā)明的目的是解決光毫米波產(chǎn)生所存在的問(wèn)題，僅使用一個(gè)激光器產(chǎn)生光毫米波同時(shí)上傳數(shù)據(jù)信號(hào)，使得中心站結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，降低系統(tǒng)的造價(jià)。本發(fā)明提供了五種簡(jiǎn)單的基站結(jié)構(gòu)，在簡(jiǎn)化了中心站的同時(shí)，也簡(jiǎn)化了全雙工光纖無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)的基站。與之相對(duì)應(yīng)，本發(fā)明還提供了二種用戶(hù)移動(dòng)終端接收機(jī)的簡(jiǎn)化方案。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的光毫米波產(chǎn)生的方案如下在中心站中將隨機(jī)序列的基帶數(shù)據(jù)信號(hào)和射頻正弦波信號(hào)混頻后驅(qū)動(dòng)直接調(diào)制激光器，即可實(shí)現(xiàn)將毫米波信號(hào)和數(shù)據(jù)信號(hào)同時(shí)上傳至光載波上。直接調(diào)制激光器產(chǎn)生雙邊帶毫米波信號(hào)，雙邊帶信號(hào)發(fā)送至光纖鏈路并傳送至基站，在基站中將雙邊帶信號(hào)分解為一階邊帶信號(hào)和中心載波，其中一階邊帶信號(hào)即可形成光毫米波，而中心載波可作為上行鏈路的光載波。
所述的光毫米波產(chǎn)生方法，其特征在于包括以下步驟使用的激光器為直接調(diào)制的激光器；將數(shù)據(jù)信號(hào)和射頻正弦波信號(hào)混頻后直接調(diào)制到光載波上；直接調(diào)制激光器輸出雙邊帶調(diào)制信號(hào)；雙邊帶信號(hào)的頻譜包括中心載波和一階邊帶；雙邊帶調(diào)制信號(hào)發(fā)送至光纖鏈路并傳送至基站；在基站中濾波的方法將一階邊帶和中心載波分開(kāi)，其中一階邊帶形成光毫米波；為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供了一種利用直接調(diào)制激光器產(chǎn)生光毫米波的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的中心站。如圖1所示。
所述的利用直接調(diào)制器產(chǎn)生光毫米波的中心站包括一個(gè)射頻正弦波信號(hào)源，用于產(chǎn)生射頻正弦波信號(hào)；一個(gè)電混頻器，用于將射頻信號(hào)和基帶數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行混頻；一個(gè)直接調(diào)制激光器，用于將混頻后的基帶信號(hào)和射頻信號(hào)調(diào)制到一定波長(zhǎng)的光載波上；所述的中心站其特征在于包括以下工作過(guò)程電基帶數(shù)據(jù)信號(hào)和射頻正弦波信號(hào)通過(guò)混頻器進(jìn)行混頻，混頻后的信號(hào)驅(qū)動(dòng)直接調(diào)制激光器對(duì)激光器產(chǎn)生的光載波進(jìn)行調(diào)制，直接調(diào)制激光器輸出雙邊帶信號(hào)，雙邊帶信號(hào)包括中心載波和一階邊帶信號(hào)。雙邊帶信號(hào)發(fā)送至光纖鏈路中，并傳送至基站。
為了進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供了與所述的中心站相適應(yīng)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的基站。
本發(fā)明所述的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的基站，其工作過(guò)程如下將中心站產(chǎn)生的雙邊帶信號(hào)分開(kāi)成為二路，一路是一階邊帶信號(hào)，產(chǎn)生光毫米波，這是下行鏈路；另一路是中心載波，用作上行鏈路的光載波。在下行鏈路中，一階邊帶信號(hào)進(jìn)入光電檢測(cè)器，產(chǎn)生電毫米波，電毫米波經(jīng)過(guò)高頻電放大器進(jìn)行放大后，通過(guò)天線(xiàn)發(fā)射出去，變成無(wú)線(xiàn)電信號(hào)。在上行鏈路中，從天線(xiàn)中接收來(lái)自于用戶(hù)移動(dòng)終端的無(wú)線(xiàn)信號(hào)，并將接收到的信號(hào)調(diào)制到光載波上，或者將無(wú)線(xiàn)信號(hào)所帶的數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行下傳，再將數(shù)據(jù)信號(hào)調(diào)制到光載波上，并發(fā)送至中心站進(jìn)行處理。
本發(fā)明所述的基站，按照上行鏈路的構(gòu)造不同，本發(fā)明還提供了五種簡(jiǎn)單的方案方案一當(dāng)接收到無(wú)線(xiàn)電信號(hào)后可以將信號(hào)分成二路，分別進(jìn)入電混頻器，通過(guò)混頻后下傳的數(shù)據(jù)信號(hào)再驅(qū)動(dòng)電光調(diào)制器，將數(shù)據(jù)信號(hào)調(diào)制到光載波上，電光調(diào)制器輸出的光信號(hào)發(fā)送至中心站。所述的光載波來(lái)是從中心站發(fā)送過(guò)來(lái)的中心光載波。
方案二在混頻器中將天線(xiàn)收到的無(wú)線(xiàn)電信號(hào)與無(wú)線(xiàn)載波同頻率的本振信號(hào)進(jìn)行混頻，下傳的數(shù)據(jù)信號(hào)后再通過(guò)電光調(diào)制器調(diào)制到中心光載波上并發(fā)送至中心站。
方案三將接收到的無(wú)線(xiàn)電信號(hào)采用方案一所述的自混頻方法將數(shù)據(jù)信號(hào)下傳，再將數(shù)據(jù)信號(hào)輸入至半導(dǎo)體光放大器的電輸入端，基站所接收到的中心光載波作為半導(dǎo)體放大器的輸入光。通過(guò)半導(dǎo)體光放大器將上行鏈路的數(shù)據(jù)信號(hào)調(diào)制到光載波上變成光信號(hào)并同時(shí)得到放大，輸出的光信號(hào)送至中心站。
方案四將接收到的無(wú)線(xiàn)電信號(hào)采用方案一所述的自混頻方法將數(shù)據(jù)信號(hào)下傳，再將數(shù)據(jù)信號(hào)輸入至F-P激光器的電輸入端，激光器的光輸入端輸入光中心載波，這樣通過(guò)F-P激光器將上行鏈路的數(shù)據(jù)信號(hào)調(diào)制到光載波上，F(xiàn)-P激光器輸出的光信號(hào)發(fā)送至中心站。
方案五將接收到的無(wú)線(xiàn)電信號(hào)通過(guò)外部電光調(diào)制器調(diào)制到中心光載波上，并發(fā)送至基站。
為了進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)上述目的，按照接收機(jī)的不同，本發(fā)明還提供了二種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的用戶(hù)移動(dòng)終端方案。
方案一用戶(hù)移動(dòng)終端包括上行鏈路和下行鏈路，下行鏈路中，用戶(hù)移動(dòng)終端天線(xiàn)接收來(lái)自于基站發(fā)過(guò)來(lái)的無(wú)線(xiàn)電信號(hào)，分成二路，一路輸入電混頻器的其中一個(gè)輸入端，另一路輸入至另一輸入端，二路信號(hào)混頻后解調(diào)出數(shù)據(jù)信號(hào)，在上行鏈路中，將用戶(hù)的數(shù)據(jù)信號(hào)與射頻信號(hào)源產(chǎn)生的載波信號(hào)進(jìn)行混頻，再通過(guò)用戶(hù)移動(dòng)終端天線(xiàn)發(fā)射出去。
方案二方案二的用戶(hù)移動(dòng)終端的上行鏈路與方案一是相同的，下行鏈路中無(wú)線(xiàn)電信號(hào)與一個(gè)本振無(wú)線(xiàn)電信號(hào)進(jìn)行混頻解調(diào)出數(shù)據(jù)信號(hào)。
本發(fā)明所述的移動(dòng)終端的下行鏈路與天線(xiàn)構(gòu)成了用戶(hù)移動(dòng)終端接收機(jī)。
本發(fā)明所述的用戶(hù)移動(dòng)終端接收機(jī)方案一與所述的基站方案一、三、四、五配合使用，以及與本發(fā)明所述的中心站構(gòu)成了的全雙工光纖無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)。
本發(fā)明所述的用戶(hù)移動(dòng)終端接收機(jī)方案二與所述的基站方案二配合使用，并與所述的中心站構(gòu)成了全雙工光纖無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)。
本發(fā)明利用激光直接調(diào)制原理，節(jié)約光子器件，并采用了簡(jiǎn)單的基站結(jié)構(gòu)和相應(yīng)的用戶(hù)移動(dòng)終端，使得整個(gè)ROF系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于實(shí)現(xiàn)。


圖1為本發(fā)明的中心站的示意圖。
圖2為本發(fā)明基站實(shí)現(xiàn)方案一；圖3為本發(fā)明基站實(shí)現(xiàn)方案二；圖4為本發(fā)明基站實(shí)現(xiàn)方案三；圖5為本發(fā)明基站實(shí)現(xiàn)方案四；圖6為本發(fā)明基站實(shí)現(xiàn)方案五；圖7為本發(fā)明的用戶(hù)移動(dòng)終端方案一；圖8為本發(fā)明的用戶(hù)移動(dòng)終端方案二；圖9為第一種基站實(shí)現(xiàn)方案與第一種用戶(hù)移動(dòng)終端方案圖10為第二種基站實(shí)現(xiàn)方案與第二種用戶(hù)移動(dòng)終端方案圖中1-基帶數(shù)據(jù)信號(hào)2-射頻正弦波信號(hào)源22-基站中的射頻正弦波信號(hào)源222-用戶(hù)移動(dòng)終端的上行鏈路正弦波信號(hào)源2222-用戶(hù)移動(dòng)終端的下行鏈路正弦波信號(hào)源3-中心站中的電混頻器33-基站中的電混頻器333-用戶(hù)移動(dòng)終端的上行鏈路電混頻器3333-用戶(hù)移動(dòng)終端的下行鏈路電混頻器4-直接調(diào)制激光器5-中心站6-下行光纖鏈路7-光濾波器(光交叉復(fù)用器、光可調(diào)諧濾波、光纖光柵)
8-基站9-下行鏈路光電檢測(cè)器99-上行鏈路光檢測(cè)器10-高頻電放大器11-雙工機(jī)12-基站天線(xiàn)13-電光調(diào)制器14-上行光纖鏈路15-光環(huán)形器16-半導(dǎo)體光放大器17-法布里-伯羅腔激光器(F-P激光器)18-用戶(hù)移動(dòng)終端天線(xiàn)19-用戶(hù)移動(dòng)終端雙工機(jī)具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)驗(yàn)例子和附圖，對(duì)本發(fā)明作具體說(shuō)明。
由圖1所示，中心站的各部件分別說(shuō)明如下基帶數(shù)據(jù)信號(hào)1，是指下行鏈路的數(shù)據(jù)信號(hào)；射頻率正弦波信號(hào)源2，產(chǎn)生射頻正弦波信號(hào)；混頻率器3，用于將數(shù)據(jù)信號(hào)與射頻正弦波信號(hào)進(jìn)行混頻率；直接調(diào)制激光器4，用于產(chǎn)生指定波長(zhǎng)的單縱模光載波并將混頻輸出的信號(hào)調(diào)制到光載波上，可以為DFB-LD；本實(shí)施例中，射頻信號(hào)為1-40GHZ，也可以為更高的頻率；中心站中的光電檢測(cè)器99，主要用于將上行鏈路發(fā)送過(guò)來(lái)的光信號(hào)進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換。
圖2為本發(fā)明所述的基站的第一種實(shí)現(xiàn)方案，包括光濾波器7，主要功能是將中心站通過(guò)光纖傳送過(guò)來(lái)的雙邊帶光信號(hào)分離，分離后的信號(hào)分為二路，一路為一階邊帶信號(hào)，另一路為中心載波。本實(shí)施例中光濾波器7可以為光纖光柵，可調(diào)諧濾波器，或光交錯(cuò)復(fù)用器等；光檢測(cè)器9，其主要作用是將一階邊帶信號(hào)進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，產(chǎn)生電毫米波信號(hào)，其頻率為射頻信號(hào)源2所產(chǎn)生的射頻信號(hào)的二倍；高頻率電放大器10，其主要作用是對(duì)電毫米波進(jìn)行放大；雙工機(jī)11，其主要作用是信號(hào)的收發(fā)，即將下行鏈路的電毫米波傳送至天線(xiàn)，同時(shí)也接收來(lái)自于天線(xiàn)的無(wú)線(xiàn)電信號(hào)，并傳送至上行鏈路的相應(yīng)元器件；天線(xiàn)12，主要用于將下行鏈路的電毫米波信號(hào)發(fā)射至空氣中，同時(shí)也接收來(lái)自于用戶(hù)端的無(wú)線(xiàn)電信號(hào)并通過(guò)雙工機(jī)11傳送至上行鏈路相應(yīng)的元器件中；混頻器33，其主要作用是將來(lái)自于同一路的無(wú)線(xiàn)電信號(hào)進(jìn)行混頻，通過(guò)自混頻后即可下傳數(shù)據(jù)信號(hào)；電光調(diào)制器13，是上行鏈路的元器件，其主要作用是將上行鏈路的數(shù)據(jù)信號(hào)調(diào)制到中心光載波上。電光調(diào)制器13的光輸入端與濾波器7相連結(jié)，輸入的是中心光載波，其電輸入端為來(lái)自于混頻器33的數(shù)據(jù)信號(hào)。電光調(diào)制器13的輸出光信號(hào)發(fā)送至上行鏈路光纖中并傳送至中心站的檢測(cè)器99。
圖3為本發(fā)明所述的基站的第二種實(shí)現(xiàn)方案下行鏈路中所有元器件與所述的基站的第一種實(shí)現(xiàn)方案所描述的相應(yīng)元器件相同；天線(xiàn)12，雙工機(jī)11的功能與第一種實(shí)現(xiàn)方案所描述的相同；上行鏈路中電光調(diào)制器13的連接與工作方式與所述的基站的第一種實(shí)現(xiàn)方案相同；射頻率正弦波信號(hào)源22，主要用于產(chǎn)生射頻正弦波信號(hào)；電混頻器33，其輸入信號(hào)一路來(lái)自于天線(xiàn)所接收到的無(wú)線(xiàn)電信號(hào)，另一路信號(hào)由射頻正弦波信號(hào)源22所產(chǎn)生，射頻正弦波信號(hào)源22所產(chǎn)生的射頻正弦波信號(hào)的頻率等于中心站中射頻正弦波信號(hào)源2所產(chǎn)生的信號(hào)頻率的二倍；電光調(diào)制器13，其作用與基站的第一種實(shí)現(xiàn)方案所描述的一致。
圖4為本發(fā)明所述的基站的第三種實(shí)現(xiàn)方案下行鏈路中所有元器件與所述的基站的第一種實(shí)現(xiàn)方案所描述的相應(yīng)元器件相同；天線(xiàn)12，雙工機(jī)11的功能與基站的第一種實(shí)現(xiàn)方案所描述的相同；混頻器33的工作方式及連接信號(hào)的方式與基站的第一種實(shí)現(xiàn)方案所描述的相同；半導(dǎo)體光放大器16，主要用于將混頻器33輸出的數(shù)據(jù)信號(hào)調(diào)制到中心光載波上并同時(shí)進(jìn)行放大。其電輸入端與電混頻器33的輸出端相連，其光連接端與光環(huán)形器的第2端口相連；光環(huán)形器15，其第1端口與光濾波器7相連，從濾波器7分離出來(lái)的中心光載波輸入至光環(huán)形器第1端口，通過(guò)第2端口進(jìn)入半導(dǎo)體光放大器16受到上行鏈路數(shù)據(jù)信號(hào)的調(diào)制，經(jīng)調(diào)制和放大的光信號(hào)從半導(dǎo)體光放大器16輸出再次進(jìn)入光環(huán)形器第2端口，通過(guò)光環(huán)形器的第3端口輸出，發(fā)送至上行鏈路的光纖14中。
圖5為本發(fā)明所述的基站的第四種實(shí)現(xiàn)方案濾波器7，光電檢測(cè)器9，高頻電放大器10，雙工機(jī)11，天線(xiàn)12，光環(huán)形器15等器件的功能與連接方式與本發(fā)明所述的基站的第三種實(shí)現(xiàn)方案所描述的相同；F-P激光器17，其主要作用是將上行鏈路的數(shù)據(jù)調(diào)制到中心光載波上。F-P激光器17的電輸入端與電混頻器33的輸出端相連，電輸入端輸入數(shù)據(jù)信號(hào)，其光端口與光環(huán)形器15相連。
第四種方案的基站，其上行鏈路的工作過(guò)程如下基站中的天線(xiàn)12接收來(lái)自于用戶(hù)移動(dòng)終端的無(wú)線(xiàn)信號(hào)并通過(guò)基站中的雙工機(jī)11分二路轉(zhuǎn)發(fā)至電混頻器33的二個(gè)電輸入端，下傳數(shù)據(jù)信號(hào)從電混頻器輸出。數(shù)據(jù)信號(hào)傳送至F-P激光器17的電輸入端，并作為其驅(qū)動(dòng)信號(hào)；光環(huán)形器15的第1端口接收來(lái)自于光濾波器7的光中心載波并通過(guò)端口2輸入至F-P激光器的光端口，在激光器中將數(shù)據(jù)信號(hào)調(diào)制到光中心載波上，并從光端口輸出，輸出的光信號(hào)進(jìn)入光環(huán)形器的第2端口，并傳送至第3端口，由第3端口發(fā)送至上行鏈路光纖14中。
圖6為本發(fā)明所述的基站的第五種實(shí)現(xiàn)方案其下行鏈路的元器件濾波器7，光電檢測(cè)器9，高頻電放大器10，雙工機(jī)11，天線(xiàn)12等器件的功能與連接方式與本發(fā)明所述的基站的第一種實(shí)現(xiàn)方案所描述的相同；電光調(diào)制器13，其電輸入端輸入的信號(hào)為來(lái)自于雙工機(jī)11的天線(xiàn)接收的無(wú)線(xiàn)電信號(hào)，光輸入端的輸入信號(hào)是濾波器輸出的光中心載波。因此，電光調(diào)制器13的作用是直接將無(wú)線(xiàn)電信號(hào)調(diào)制到中心光載波上，并輸出至上行鏈路的光纖14中。
本發(fā)明所述的用戶(hù)移動(dòng)終端，按照其接收機(jī)的不同，本發(fā)明提供了二種實(shí)現(xiàn)方案圖7為本發(fā)明所述第一種用戶(hù)移動(dòng)終端方案用戶(hù)接收天線(xiàn)18，主要用于接收無(wú)線(xiàn)電信號(hào)和發(fā)送無(wú)線(xiàn)電信號(hào)，用戶(hù)移動(dòng)終端雙工機(jī)19用于轉(zhuǎn)發(fā)天線(xiàn)所接收和發(fā)送的無(wú)線(xiàn)信號(hào)；用戶(hù)移動(dòng)終端下行鏈路混頻器3333，二個(gè)輸入端所輸入的信號(hào)來(lái)自于天線(xiàn)所接收到的同一信號(hào)，并進(jìn)行混頻，輸出所需要的數(shù)據(jù)信號(hào)；用戶(hù)移動(dòng)終端中的正弦波信號(hào)源222，其主要作用是產(chǎn)生上行鏈路的射頻正弦波載波信號(hào)；混頻器333，其主要作用是將用戶(hù)的數(shù)據(jù)信號(hào)與上行鏈路的射頻正弦波載波信號(hào)進(jìn)行混頻，調(diào)制產(chǎn)生用戶(hù)上行鏈路的無(wú)線(xiàn)電信號(hào)；正弦波信號(hào)源222，混頻器333，雙工機(jī)19，以及天線(xiàn)18構(gòu)成了用戶(hù)移動(dòng)終端的上行鏈路，或稱(chēng)為用戶(hù)移動(dòng)終端發(fā)射機(jī)；雙工機(jī)19，混頻率器333以及天線(xiàn)18構(gòu)成了用戶(hù)移動(dòng)終端的下行鏈路，或稱(chēng)為用戶(hù)移動(dòng)終端接收機(jī)；
圖8為本發(fā)明所述第二種用戶(hù)移動(dòng)終端方案用戶(hù)天線(xiàn)18，用戶(hù)端雙工機(jī)19，上行鏈路混頻器333以及上行鏈路射信號(hào)源222的連接方式和工作過(guò)程與本發(fā)明所述的用戶(hù)移動(dòng)終端的第一種方案相同；用戶(hù)下行鏈路混頻器3333，其主要作用是將接收到無(wú)線(xiàn)電信號(hào)與下行鏈路射頻信號(hào)源2222產(chǎn)生的射頻信號(hào)混頻，得到用戶(hù)需要的數(shù)據(jù)信號(hào)。
本發(fā)明所述的全雙工光纖無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)，由本發(fā)明所述的中心站，基站及用戶(hù)移動(dòng)終端所構(gòu)成。所述的基站與用戶(hù)移動(dòng)終端的組合方式為基站的第一、三、四、五種實(shí)現(xiàn)方案必須與第一種用戶(hù)移動(dòng)終端方案相配合使用。本實(shí)施例中如圖9，為第一種基站實(shí)現(xiàn)方案與第一種用戶(hù)移動(dòng)終端方案所構(gòu)成的全雙工光纖無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)。
基站的第二種實(shí)現(xiàn)方案與第二種用戶(hù)移動(dòng)終端接收機(jī)實(shí)現(xiàn)方案所述的用戶(hù)移動(dòng)終端相配合使用。本實(shí)施例中如圖10，為第二種基站實(shí)現(xiàn)方案與第二種移動(dòng)終端接收機(jī)所構(gòu)成的全雙工光纖無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)。
本發(fā)明中的所述的方法及裝置適合于頻率為1～40GHZ以及其它頻率的WDM光纖傳輸無(wú)線(xiàn)信號(hào)系統(tǒng)。
本發(fā)明采用直接調(diào)制激光器產(chǎn)生光毫米波，不必使用光調(diào)制器，使得中心站結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、高穩(wěn)定性和造價(jià)便宜，同時(shí)構(gòu)造了幾種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的基站和用戶(hù)移動(dòng)終端，簡(jiǎn)化了全雙工光纖無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。
總之，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是能用較低的成本產(chǎn)生高性能光毫米波，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的基站，簡(jiǎn)單的用戶(hù)移動(dòng)終端機(jī)，盡量減少了所使用的元器件的數(shù)量，性能穩(wěn)定，容易實(shí)現(xiàn)。
權(quán)利要求
1.一種光毫米波的產(chǎn)生方法，用于為ROF系統(tǒng)的下行鏈路產(chǎn)生可以攜帶數(shù)據(jù)信號(hào)的光毫米波，其特征在于所述的方法包括以下步驟使用的激光器為直接調(diào)制的激光器；將數(shù)據(jù)信號(hào)和射頻正弦波信號(hào)混頻后直接調(diào)制到光載波上；直接調(diào)制激光器輸出雙邊帶調(diào)制信號(hào)；雙邊帶信號(hào)的頻譜包括中心載波和一階邊帶；雙邊帶調(diào)制信號(hào)發(fā)送至光纖鏈路并傳送至基站；在基站中采用濾波的方法將一階邊帶和中心載波分開(kāi)，其中一階邊帶形成光毫米波；
2.根據(jù)權(quán)利1所述的濾波方法，可以采用光可調(diào)諧濾波器、光交錯(cuò)復(fù)用器以及光纖光柵等器件來(lái)實(shí)現(xiàn)。
3.一種全雙工光纖無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括中心站，包括一個(gè)射頻正弦波信號(hào)源，一個(gè)電混頻器，一個(gè)直接調(diào)制激光器，其工作過(guò)程如下電混頻器將射頻正弦波信號(hào)與數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行混頻，輸出的混頻信號(hào)驅(qū)動(dòng)直接調(diào)制激光器，對(duì)光載波進(jìn)行調(diào)制，產(chǎn)生雙邊帶信號(hào)。基站，其主要作用是將中心站產(chǎn)生的雙邊帶信號(hào)中的一階邊帶信號(hào)和光中心載波進(jìn)行有效的分離，分離得到的一階邊帶信號(hào)進(jìn)入光電檢測(cè)器轉(zhuǎn)換成電毫米波信號(hào)，并通過(guò)天線(xiàn)發(fā)射至大氣中；同時(shí)將天線(xiàn)接收到的無(wú)線(xiàn)電信號(hào)調(diào)制到濾波器分離出來(lái)的光中心載波上，并發(fā)送至中心站的光檢測(cè)器中。用戶(hù)移動(dòng)終端，主要包括移動(dòng)終端接收機(jī)和發(fā)射機(jī)，接收機(jī)的主要作用是接收基站發(fā)送過(guò)來(lái)的無(wú)線(xiàn)電毫米波信號(hào)，發(fā)射機(jī)的主作用是將用戶(hù)數(shù)據(jù)信號(hào)與射頻載波信號(hào)混頻并發(fā)射至大氣中。
4.根據(jù)權(quán)利2所述的全雙工光纖無(wú)線(xiàn)通信的中心站，其特征在于采用了權(quán)利1所述的光毫米波產(chǎn)生方法。
5.根據(jù)權(quán)利2所述的全雙工光纖無(wú)線(xiàn)通信的基站，本發(fā)明提供了5種上行鏈路的實(shí)現(xiàn)方案，方案1是將從天線(xiàn)接收到的無(wú)線(xiàn)電信號(hào)分成二路進(jìn)行混頻，下傳數(shù)據(jù)信號(hào)后送入外部光調(diào)制器，將上行鏈路的數(shù)據(jù)信號(hào)調(diào)制到中心光載波上。方案2是將從天線(xiàn)接收到的無(wú)線(xiàn)電信號(hào)與本振射頻波信號(hào)進(jìn)行混頻，下傳數(shù)據(jù)信號(hào)后送入外部調(diào)制器將上行鏈路的數(shù)據(jù)信號(hào)調(diào)制到中心光載波上。方案3是將從天線(xiàn)接收到的無(wú)線(xiàn)電信號(hào)分成二路進(jìn)行混頻，下傳數(shù)據(jù)信號(hào)后送入半導(dǎo)體光放大器后將數(shù)據(jù)信號(hào)調(diào)制到光中心載波上并同時(shí)進(jìn)行放大。方案4是從天線(xiàn)接收到的無(wú)線(xiàn)電信號(hào)分成二路進(jìn)行混頻，下傳數(shù)據(jù)信號(hào)后送入F-P激光器后將數(shù)據(jù)信號(hào)調(diào)制到光中心載波上并同時(shí)進(jìn)行放大，方案5是將從天線(xiàn)接收到的無(wú)線(xiàn)電信號(hào)直接調(diào)制到光中心載波上并發(fā)送至中心站。
6.根據(jù)權(quán)利2所述的全雙工無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)的移動(dòng)終端，其接收機(jī)有二種方案，方案1是將接收到的信號(hào)分成二路進(jìn)行混頻，下傳數(shù)據(jù)信號(hào)。方案2是將接收到的無(wú)線(xiàn)信號(hào)與本振射頻信號(hào)進(jìn)行混頻，下傳數(shù)據(jù)信號(hào)。
7.根據(jù)權(quán)利4所述的五種基站的方案，所述的方案一、三、四、五與權(quán)利5所述移動(dòng)終端接收機(jī)的方案1相配合使用。所述的基站方案2與權(quán)利5所述的移動(dòng)終端接收機(jī)的方案2相配合使用。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種屬于光纖無(wú)線(xiàn)(Radio－on－Fiber，縮寫(xiě)為ROF)通信系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域、不采用光調(diào)制器產(chǎn)生光毫米波的方法及其全雙工光纖無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)。將基帶數(shù)據(jù)信號(hào)與射頻正弦波信號(hào)混頻后驅(qū)動(dòng)直接調(diào)制激光器，產(chǎn)生雙邊帶信號(hào)，并通過(guò)光纖傳送至基站，在基站中采用濾波的方法分離一階邊帶信號(hào)和中心載波。一階邊帶形成重復(fù)頻率為射頻信號(hào)兩倍的光毫米波。本發(fā)明所述的全雙工光纖無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)，提供了5種上行鏈路的實(shí)現(xiàn)方案以及二種接收機(jī)方案。所述的光毫米波產(chǎn)生方法及由此構(gòu)成的全雙工光纖無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)減少了使用的光器件的數(shù)量，可獲得經(jīng)濟(jì)效果。
文檔編號(hào)H04B10/12GK101043274SQ200710034398
公開(kāi)日2007年9月26日 申請(qǐng)日期2007年2月7日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月7日
發(fā)明者余建軍, 陳林 申請(qǐng)人:湖南大學(xué)