CN101144916A - 采用单调制器产生光毫米波方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种属于光纤无线(Radio－on－Fiber，缩写为ROF)通信***技术领域中的采用一个光调制器产生光毫米波的方法和装置。将基带电信号和正弦波射频信号进行混频后产生混频信号，再将混频信号驱动双电极调制器，使调制器处于载波抑制调制状态，产生重复频率为正弦波射频信号两倍的光毫米波，将毫米波通过单模光纤发送到基站。另外还提供了一种实现光毫米波产生装置，可以利用所述的方法产生光毫米波。本发明比以往的光毫米波产生方法节约了昂贵的光子器件，并使得ROF***的结构更加简单。

Description

采用单调制器产生光毫米波方法及装置

(一)技术领域

本发明属于光纤-无线通信(Radio-over-Fiber，缩写为ROF)通信***技术领域。

(二)背景技术

目前无线电频谱资源已非常紧张，适合无线移动网络的频率其实已分割完毕，要进一步发展其他无线新技术，增强现有技术的频谱越来越困难，而我们对信息的需求在不断加强，现存的无线技术难以满足人们对带宽的要求。***无线接入***将会延伸到毫米波段。光纤-无线***(Radio-Over-Fiber，简称为ROF)将会成为解决宽带无线接入最有前景的技术。ROF***充分利用光纤的巨大带宽以降低成本并结合无线通信技术的灵活性，将无线和光网络的融合成为一种既能增加接入网容量和移动性，又能降低运营成本的新型的接入网络。ROF***的基本思想是将复杂的信号处理单元置于中心站，(Central Station，缩写为CS)，而基站(Base Station，简写为BS)只包含简单廉价的接收器件。各基站共享中心站的信号处理单元，减少了昂贵的信号处理单元数量，从而简化了基站的复杂性和结构。

光毫米波的产生是降低造价和提高ROF***性能的关键技术之一。至今为止，已提出的光毫米波的产生的方法有三种：直接强度调制，外部强度调制和远程外差。迄今为止，基于外部强度调制器的光毫米波产生方案具有较高的可靠性和较低价特性。已提出三种不同的外部调制方案来产生光毫米波，如：双边带调制(Double side-band，缩写为DSB)，单边带(Single side band，缩写为SSB)，及光载波抑制(Optical carrier suppression，缩写为OCS)技术。其中基于光OCS调制产生光毫米波的技术结构简单、节约电子器件和光器件的带宽。但是目前的光载波抑制技术产生光毫米波的方案中都必须采用二个光调制器，其中一个单电极调制器用于调制基带信号，另一个双电极调制器用于实现光载波抑制。这样就增加了光毫米波产生的成本。

为了解决上述问题，我们的方案只采用一个双电极调制器就可以实现光毫米波的产生。这样降低了光毫米波产生的成本，同时也降低了中心站的成本。

(三)发明内容

本发明针对上述情况，解决了光载波抑制产生光毫米波所存在的问题，仅使用一个调制器，使得***结构简单，降低***的造价。

为了达到上述目的，本发明所采用的具体方案如下：

在中心站中采用一个电混频器将伪随机序列的基带信号与正弦波信号混频，再进入光调制器将混频的信号调制到光载波上。

所述的光毫米波产生方法包括：

一个连续波激光器，用于产生光载波；一个电混频器，用于将基带信号与正弦波信号实现混频；一个双电极调制器，用于产生光载波抑制信号

所述的光毫米波产生方法，其特征在于包括以下步骤：

使用连续波激光器产生光载波；

使用电混频器将基带信号与正弦波信号混频产生混频信号；

光载波信号进入双电极调制器；

双电极调制器由混频信号驱动产生光载波抑制调制信号，从而产生光毫米波。

本发明还提供了一种光毫米波产生装置。如图1所示。

所述的光毫米波产生装置包括：

基带信号发生器1，用于产生电基带信号；

电混频器2，用于将基带信号与正弦波信号混频；

正弦波发生器3，用于产生一定频率的正弦波信号；

激光器4，用于产生指定波长的单纵模光信号；

偏振控制器5，用于控制激光器输出光的偏振态。

双电极调制器6，用于产生光载波抑制信号；

所述的光毫米波产生装置其特征在于包括以下工作过程：

基带信号发生器1产生的电基带信号与正弦波发生器2产生的正弦波信号进行混频后，再进入双电极调制器6的射频率输入端，由连续波激光器4产生的单纵模光载波信号，首先进入偏振控制器5，调节偏振态，再进入双电极调制器6的光输入端，光载波信号在双电极调制器6中受到混频信号的调制，调制后输出的光信号为载波抑制信号，即为光毫米波，所产生的光毫米波的频率为正弦波信号的二倍。

本发明利用载波抑制原理和电混频原理，利用了双电极强度调制器产生光毫米波所具有较高可靠性和廉价特性，结构简单、易于实现。

(四)附图说明

图1为本发明的光毫米波产生装置结构示意图。

图2为本发明产生的光毫米波频谱；

图3为本发明实现光载波抑制的双电极调制器6的连接方式；

图4为本发明的光毫米波装置构成的ROF***的下行链路

图中：

1-基带信号发生器

2-电混频器

22-电混频器

3-正弦波信号源

33-正弦波信号源

4-激光器

5-偏振控制器

6-双电极调制器

7-光毫米波产生装置

8-掺铒光纤放大器

9-光带通滤波器

10-光衰减器

11-单模光纤

12-光电检测器

13-低通滤波器

14-误码测试仪

15-分支器

16-相移器

17-基站

(五)具体实施方式

下面结合实验例子和附图，对本发明作具体说明。

由图1所示，光毫米波产生装置的各部件分别说明如下：

基带信号发生器1，用于产生电基带信号；正弦波发生器2，用于产生射频信号；电混频器3用于将基带信号与射频信号混频产生混频信号；本实施例中，射频信号为5GHZ，也可以为更高的频率，激光器4，用于产生指定波长的单纵模光信号，可以为DFB-LD；偏振控制器5，用于调节激光器4输出的偏振态，双电极调制器6，用于产生载波抑制调制信号，可以为双电极铌酸锂(D-LN-MOD)调制器，也可以为双电吸收强度调制器；本实施例子双电极调制器6的驱动信号是混频信号，输出信号为光毫米波信号，其重复频率为10GHZ，为正弦波发生器产生的射频信号频率的二倍。

本实施例中产生的光毫米波的频谱如图2所示。

本实施例中光载波抑制双电极调制器6的连接方式，如图3所示。

数据信号源3的输出端与分支器15相连接，分支器输出的一路信号通过相移器16产生180度相移，连接到双电极调制器2的射频信号输出端，分支器输出的另一路信号直接进入双电极调制器2的另一个射频输入端。

所述的双电极调制器2的直流偏置电压等于调制器的半波电压。

所述的光毫米波产生装置的具体连结方式为：激光器4与偏振控制器5输入端相连，偏振控制器5的输出端与双电极调制器6的光接入端相连，双电极调制器6的电接入端与电混频器2的输出端相连，混频器2的输入端分别与基带信号发生器1和正弦波信号发生器3相连，正弦波发生器产生的正弦波射频信号的频率可以为1～30GHz及以上。

所述的光毫米波产生装置7构成的ROF***的下行链路如图4所示。

所述的ROF***的下行链路包括以下工作过程：

光毫米波产生装置7与掺铒光纤放大器8相连，对光毫米波信号进行放大，再与光带通滤波器9相连，对光毫米波进行滤波，再进入光衰减器10调节光功率，输出的光毫米波进入光纤传输链路11传送至基站17。传输光纤为单模光纤SMF-28，在基站中，由光电检测器12将光毫米波转化为电毫米波信号，电毫米波通过电混频器22与正弦波发生器33产生的射频信号混频使信号下传，下传的信号通过低通滤波器13，由误码仪14中检测到传的毫米波。

所述的正弦波信号发生器33产生的射频信号的频率是正弦波信号发生器3的产生的射频率信号的频率的2倍，

本发明中的所述的方法及装置适合于频率为1～40GHZ以及其它频率的WDM光纤传输无线信号***。

本发明采用外部调制器产生载波抑制调制方式和电混频方式产生光毫米波，使得中心站结构简单、高稳定性和造价便宜，产生的光毫米波传输距离长；

总之，本发明的优点是能用较低的成本产生高性能光毫米波，使得ROF***整体结构简单，尽量减少所使用的元器件的数量，性能稳定，容易实现。

Claims (4)

1.一种光毫米波的产生方法，用于为ROF***的下行链路产生可以携带信号的毫米波，其特征在于所述的方法包括以下步骤：

利用电混频器将电基带信号与射频信号混频产生混频率信号；

使用连续波激光器产生光载波；

光载波信号进入双电极调制器并由混频信号驱动产生载波抑制信号形成光毫米波。

2.根据权利1所述的光毫米产生方法，其特征在于：采用了电混频器和双电极调制器。

3.根据权利1所述的光毫米波的产生方法，其特征在于：双电极调制器处于载波抑制调制方式。

4.一种光毫米产生装置，其特征在于：采用了权利1-3中所述的各种方法。

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