CN101715249B - 一种全双工通信的光纤无线*** - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种全双工通信的光纤无线***。它由中心站、基站组成，中心站和基站之间通过光纤传输链路连接。中心站采用基带信号与射频正弦波信号混频产生副载波信号，经光相位调制器调制产生光双边带-差分相移键控信号，经过功率放大后传至基站。基站将中心站传输过来的信号分离；通过光分路器分成上下两路：上路产生载波抑制-差分相移键控光载毫米波，光电转换成下行毫米波信号，通过天线发送给无线终端；下路通过光电转换产生参考本振信号，与上行毫米波信号混频，下变频成上行基带信号；中心载波被上行基带信号进行重调制，传送回中心站。本发明简化了光载毫米波的产生装置、降低了成本，结构简单灵活，扩展性强，结构更加紧凑，易于集成。

Description

一种全双工通信的光纤无线***
技术领域
本发明涉及一种光纤-无线(Radio-Over-Fiber，简称为ROF)通信技术，特别是一种产生载波抑制-差分相移键控光载毫米波信号，并实现光纤无线***的全双工通信。
技术背景
光纤-无线通信技术采用光纤链路来传输无线电信号，将宽带无线通信的可移动、点对多点接入等特性与光纤通信的超带宽、高可靠性有机结合起来，为大容量、低成本的无线电信号有线传输和超过Gbit/s的超宽带无线接入提供了理想的解决方案。对于光纤无线***，高质量光载毫米波的产生是实现通信的关键技术之一。近年来，国内外研究人员提出了许多光载毫米波产生方案，比如双边带光载毫米波，单边带光载毫米波，载波抑制光载毫米波。其中的双边带光载毫米波受到光纤色散的影响，信号功率随传输距离的增加周期性衰减；单边带光载毫米波能克服光纤色散影响，但接收灵敏度较低。另外，产生单/双边带光载毫米波的频率效率低，均要求提供与光载毫米波的重复频率相等的调制信号。比较而言，载波抑制光载毫米波则不但接收灵敏度高，而且需要的调制信号频率也仅为光载毫米波重复频率的一半。尤其是通过在载波抑制光载毫米波上加载差分相移键控信号(即，产生了载波抑制-差分相移键控光载毫米波)，可以克服色散导致的码元波形畸变问题，提高了毫米波信号的传输距离。
经对现有技术的文献检索发现，Qingjiang Chang等人在IEEE Journal of LightwaveTechnology，26(15)：2611-2618(《IEEE光波技术》2008)上发表的Generation andTransmission of Optical Carrier Suppressed-Optical Differential(Quadrature)Phase-Shift Keying(OCS-OD(Q)PSK)Signals in Radio Over Fiber Systems(《光纤无线***中载波抑制-差分相移(四相)键控信号的产生和传输》)中，提及使用双电极的M-Z产生载波抑制-差分相移键控光载毫米波，并同时实现了上行链路的光载波重用、以及上行毫米波信号的下变频功能。然而，由于该***中采用的双电极M-Z调制器是基于载波抑制调制方式实现的，需要在双电极M-Z调制器的上下臂加载一对反相的副载波驱动信号；而且也必需配置复杂的***控制电路以消除双电极M-Z调制器的直流偏置漂移问题。因此该***需要的电器件数目多，电域上的信号处理比较复杂。另一方面，由于该***使用一阶上边带进行波长重用，因此要配置可调谐的光带通滤波器以滤出一阶上边带，该光带通滤波器中心波长及通频带的范围必须能根据光载毫米波重复频率的变化进行调节，由此导致了基站的结构复杂、缺乏灵活性和扩展性。另外，在该***中较高功率的中心载波并没有得到充分的利用，造成了信号功率浪费。
发明内容
本发明针对上述现有技术的不足，提出了使用无直流偏置的光相位调制器和固定波长的光滤波器就可以产生载波抑制-差分相移键控光载毫米波和实现上行链路光载波重用的方法。本发明提供了一种实现载波抑制-差分相移键控光载毫米波的产生、上行链路的光载波重用和上行毫米波信号的下变频三重功能的全双工通信的光纤无线***。
为了达到上述目的，本发明采用的具体技术方案如下：
一种全双工通信的光纤无线***，由中心站、基站组成，中心站和基站之间通过光纤传输链路连接。
中心站采用基带信号与射频正弦波信号混频产生副载波信号，该副载波信号通过光相位调制器调制激光器输出的连续光波，产生光双边带-差分相移键控信号，将上述光双边带-差分相移键控信号进行功率放大后通过光纤链路传输至基站。
基站首先使用光滤波器将光双边带-差分相移键控信号的一阶边带和中心载波分离；通过光分路器将一阶边带分成上下两路：上路一阶边带即产生载波抑制-差分相移键控光载毫米波，将其光电转换成下行毫米波信号，并通过天线发送给无线终端；下路一阶边带通过光电转换产生参考本振信号，该参考本振信号与上行毫米波信号混频，将上行毫米波信号下变频成上行基带信号；中心载波作为上行链路的光载波被上述下变频得到的上行基带信号进行重调制，重调制后的光信号经光纤链路传送回中心站进行接收。
本发明采用光相位调制器和光滤波器产生载波抑制-差分相移键控光载毫米波信号。由于采用了光相位调制，可以有效地避免光强度调制器的直流偏置漂移导致的***不稳定问题，因此不需要复杂的外控电路，简化了光载毫米波的产生装置、降低了***成本。本发明提出的全双工光纤无线***中，在基站使用中心波长固定的光滤波器分离出光双边带-差分相移键控信号的中心载波作为上行链路的光载波进行重调制，光滤波器的频率范围不需要根据调制信号频率进行调谐，因此基站的结构更加简单灵活，基站的扩展性更强。此外，***的所有信号功率都得到了充分的利用，由于采用光双边带-差分相移键控信号中较大信号功率的中心载波作为上行链路的光载波进行重调制，因此，基站不需要外加光放大装置对上行光载波进行放大，基站的结构更加紧凑，易于集成。
附图说明
图1为本发明中心站示意图
图2为本发明基站示意图
图3为本发明中心站和基站连接示意图
具体实施方式
下面结合附图详细描述本发明的具体实施方式。
本发明的全双工光纤无线***由中心站、基站组成，中心站和基站之间通过光纤传输链路连接。
如图1所示，本发明的全双工光纤无线***中心站的各部件及功能说明如下：电混频器用于混频双极性不归零基带信号与射频正弦波信号以产生副载波信号；电放大器用于放大副载波信号的信号功率；激光器用于产生指定波长的光载波，可以为DFB-LD；偏振控制器用于调节激光器输出光载波的偏振态；光相位调制器用于产生光双边带-差分相移键控信号；光电接收机，用于接收上行链路的光信号；光环形器，用于将下行传输的光双边带-差分相移键控信号发送至光纤中，同时也接收来自上行链路的光信号，并发送给中心站的上行链路光电接收机中。
所述的中心站各部件具体连接方式为：激光器的输出端与偏振控制器的输入端用相连；偏振控制器的输出端与光相位调制器的输入端相连；电混频器的两输入端分别输入双极性不归零基带信号和射频正弦波信号，电混频器的输出端则与电放大器的输入端相连。电放大器的输出端与光相位调制器的射频信号输入端相连。光相位调制器的输出端与光滤波器的输入端连接。所述中心站的工作过程是：激光器输出的光载波经偏振控制器的偏振控制后进入光相位调制器；双极性不归零基带信号与射频正弦波信号通过电混频器混频产生副载波信号；该副载波信号经过电放大器放大后输入到光相位调制器的射频端口驱动光相位调制器，产生光双边带-差分相移键控信号；所述的光双边带-差分相移键控信号通过光环形器后再经过光纤传输至基站。
本发明的全双工光纤无线***的基站如图2所示，各部件及功能说明如下：光环形器将经光纤传输后的光双边带-差分相移键控信号转发给光滤波器，同时也将上行光信号转发给传输光纤以传送回中心站；光滤波器，用于分离光双边带-差分相移键控信号的中心载波和一阶边带，可以采用光环形器+布拉格光纤光栅实现，该布拉格光纤光栅的中心波长是固定的，也可以采用中心波长固定的双输入输出端的光交错复用器；光分路器将分离后的一阶边带分成上行两路；1比特延时干涉仪将上路一阶边带(即为载波抑制-差分相移键控光载毫米波)转换成载波抑制-幅移键控光载毫米波；光电探测器将载波抑制-幅移键控光载毫米波转换成下行毫米波信号；光电探测器将下路一阶边带光电转换成参考本振信号；电混频器将上行毫米波信号与参考本振信号混频，使上行毫米波信号的下变频成上行基带信号；射频天线将光电探测器输出的下行毫米波信号发送出去，同时接收无线终端的上行毫米波信号；电光强度调制器将上行毫米波信号下变频产生的上行基带信号调制到中心载波上。
所述的基站各部件具体连接方式以及基站的工作过程为：光滤波器有两个输出端口，其中的一个输出端口输出来自中心站的光双边-差分相移键控信号的中心载波，与电光强度调制器相连。光滤波器的另一个输出端口输出光双边-差分相移键控信号的一阶边带，与光分路器连接，光分路器进一步将一阶边带分成上下两路。分光器也有二个输出端口，其一输出端与1比特延时干涉仪相连，通过1比特延时干涉仪将上路一阶边带(即为载波抑制-差分相移键控光载毫米波)转换成载波抑制-幅移键控光载毫米波。1比特延时干涉仪输出端与光电探测器相连，将载波抑制-幅移键控光载毫米波转换成下行毫米波信号。光电探测器可以为PIN光电二极管。光电探测器输出端与电放大器相连，对下行毫米波信号进行放大。电放大器的输出端与射频天线相连，通过射频天线将下行毫米波信号转换成无线电波发送出去。光分路器的另外一个输出端口与光电探测器直接连接，通过光电探测器将下路一阶边带转换成参考本振信号。电混频器的两输入端则分别连接光电探测器的输出端和射频天线。参考本振信号通过电混频器与射频天线接收到的上行毫米波信号混频，将上行毫米波信号下变频成上行基带信号，通过电混频器的输出端口输出。光强度调制器的射频输入端口与电混频器的输出端口连接，下变频后产生的上行基带信号通过电光强度调制器调制到光滤波器输出的中心载波上。光强度调制器的输出端口与光环形器相连，通过光环形器将已经加载了上行基带信号的中心载波转发到传输光纤中，通过光纤传送回中心站进行接收。
本发明的全双工光纤无线***中心站和基站的具体连接如图3所示，光纤链路的一端连接中心站的光环形器的端口，光纤链路的另外一端连接基站的光环形器的端口。光纤链路采用标准单模光纤SMF-28。

Claims (4)

1.一种全双工通信的光纤无线***，由中心站、基站组成，中心站和基站之间通过光纤传输链路连接，其特征在于：
a) 所述中心站，采用基带信号与射频正弦波信号混频产生副载波信号，所述的副载波信号通过光相位调制器调制激光器输出的连续光波产生光双边带差分相移键控信号，所述的光双边带差分相移键控信号进行功率放大后通过光纤链路传输至基站；
b) 所述基站，采用光滤波器将所述的光双边带差分相移键控信号的一阶边带和中心载波分离，再通过光分路器将所述的一阶边带分成上下两路；
所述的上路一阶边带即为载波抑制-差分相移键控光载毫米波，将其经过一个1比特延时干涉仪转换成载波抑制-幅移键控光载毫米波，所述载波抑制-幅移键控光载毫米波通过光电探测器进行光电转换成下行毫米波信号，所述下行毫米波信号通过天线发送给无线终端；
所述的下路一阶边带直接经过光电探测器进行光电转换产生参考本振信号，所述参考本振信号通过电混频器与上行毫米波信号混频，将所述上行毫米波信号下变频成上行基带信号；
所述的中心载波作为上行链路的光载波输入到光强度调制器，被所述下变频得到的上行基带信号进行重调制，所述重调制后的光信号经过光纤链路传送回中心站进行接收。
2.根据权利要求1所述的一种全工通信的光纤无线***，其特征在于所述的基带信号为双极性不归零信号。
3.根据权利要求1所述的一种全双工通信的光纤无线***，其特征在于所述的光滤波器可采用两输出端口的光交错复用器实现，从光交错复用器奇数端输出的是一阶边带，偶数端输出的是中心载波。
4.根据权利要求1所述的一种全双工通信的光纤无线***，其特征在于所述的光滤波器可采用环形器结合布拉格光纤光栅实现，布拉格光纤光栅中透射出来的是一阶边带，环形器端输出的是中心载波。
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Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101951295B (zh) * 2010-09-09 2013-01-23 北京交通大学 一种基于相移法产生光载ssb调制的毫米波发生器
CN102546016B (zh) * 2010-12-13 2015-04-22 湖南大学 基于差分相移键控格式的光纤无线通信***
CN102195656B (zh) * 2011-03-25 2015-01-07 华为技术有限公司 一种有源光学天线、微波发射***及发送信息的方法
CN102842017B (zh) * 2012-07-10 2015-10-28 深圳市捷顺科技实业股份有限公司 一种读头的扩展方法、装置和***
CN105721060B (zh) * 2016-01-13 2018-06-15 北京邮电大学 一种应用偏振复用实现载波重利用的双向多业务接入rof传输***和方法
CN106899355B (zh) * 2017-03-27 2019-04-30 湖南工学院 全光技术微波接收***与方法
CN107863679B (zh) * 2017-11-27 2020-05-05 中国科学院上海光学精密机械研究所 基于相位调制器的调频激光信号产生的装置
CN108519167B (zh) * 2018-04-16 2019-12-24 湖南工学院 无线光子温度传感***和方法
CN108718213B (zh) * 2018-07-23 2023-11-24 华北水利水电大学 基于偏振复用的全双工有线无线混合光接入***及方法
CN111555812B (zh) * 2020-04-20 2023-03-28 复旦大学 采用双极化mzm调制器同时产生有线无线信号的装置及***
CN111614405A (zh) * 2020-05-25 2020-09-01 济南浪潮高新科技投资发展有限公司 一种基于双平行相位调制器的镜像抑制混频器
CN115333636A (zh) * 2022-07-26 2022-11-11 广东分数维无线科技有限公司 一种采用两级电光调制的光载双射频前传装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101001121A (zh) * 2007-01-09 2007-07-18 湖南大学 一种结构简单的光纤无线通信毫米波解调方法和***
CN101001126A (zh) * 2006-08-03 2007-07-18 余建军 全双工通信Radio－Over－Fiber中光毫米波产生和波长重用方法和***
CN101001114A (zh) * 2006-11-21 2007-07-18 湖南大学 结构简单的全双工光纤无线通信***
CN101459917A (zh) * 2009-01-08 2009-06-17 清华大学 一种双工毫米波光纤无线电***及其调制方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101001126A (zh) * 2006-08-03 2007-07-18 余建军 全双工通信Radio－Over－Fiber中光毫米波产生和波长重用方法和***
CN101001114A (zh) * 2006-11-21 2007-07-18 湖南大学 结构简单的全双工光纤无线通信***
CN101001121A (zh) * 2007-01-09 2007-07-18 湖南大学 一种结构简单的光纤无线通信毫米波解调方法和***
CN101459917A (zh) * 2009-01-08 2009-06-17 清华大学 一种双工毫米波光纤无线电***及其调制方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
文鸿.光线无线***中光毫米波的产生和全双工通信研究.《湖南大学》.2009, *

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