光纖無線通信系統技術方案

本實用新型專利技術是一種光纖無線通信系統。特別是一種四倍頻雙毫米波光纖無線通信系統。本實用新型專利技術利用馬赫增德爾調制器將本地振蕩信號用于光信號的載波抑制調制產生第一、三階邊帶，利用光交錯復用器將四個邊帶分離成兩組，組成頻率差四倍于本地振蕩信號的邊帶模。兩組分別經光濾波器將單個邊帶濾出并加載數據，之后用一個四端口光耦合器將四個邊帶功率均衡，并傳送到基站。本實用新型專利技術在基站用光交錯復用器分成兩組信號并經光檢測器拍頻產生四倍頻電毫米波，從而可降低本振信號源的頻率，采用一個光調制器即可產生雙四倍頻光毫米波信號。另外，本實用新型專利技術采用單邊加載數據，減少誤碼串擾，且增加信號帶寬及提高系統性能，且在提高頻譜利用率的基礎上節省了系統造價。（*該技術在2019年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術是一種光纖無線通信系統，特別是一種四倍頻雙毫米波光纖無線通信系統。屬于光纖無線通信系統的創新技術。
技術介紹
未來的下一代超寬帶無線通信技術采用的通信頻率將會延伸到毫米波段，無線通 信中寬帶要求，必須利用現有的光纖通信技術。因此，光纖無線通信(Radio-over-Fiber System,簡稱為RoF系統)將會成為解決下一代超寬帶無線接入最具有前景的技術。RoF系 統包括中心站，光纖鏈路和基站。中心站產生光毫米波，并通過光纖發送至基站。而基站只 包含簡單的接收器件用于進行光電轉換，將光毫米波轉變成電毫米波，并通過天線發射出 去。由于各基站共享中心站的信號處理單元，這樣減少了昂貴的信號處理單元數量，從而簡 化了基站的復雜性和結構。 在中心站中，光毫米波產生技術是降低造價和提高RoF系統性能的關鍵技術之 一。迄今為止，已提出的光毫米波的產生的方法有三種直接強度調制，外部強度調制和遠 程外差技術。而基于外部調制器的光毫米波產生方案具有較高的可靠性和較低價格特性， 因而最有可能成為RoF系統中產生光毫米波的首先技術，另外，在毫米波產生方案中，帶寬 和頻譜利用率以及提高傳輸性能是技術研究最關心的問題。如何同時產生多個高頻率的光 毫米波是解決問題的著重點。但目前所提出的這些方案只滿足一個本地起振器，只能產生 一個高頻光毫米波信號，或者多個本地起振器產生相應數量的兩倍頻光毫米波信號。對于 兩倍頻光毫米波的產生方法，如果要產生高頻毫米波，則需要使用高頻的本地起振信號源， 因此增加了光纖無線通信系統的成本。
技術實現思路
本技術的目的在于考慮上述問題而提供一種可以降低使用本振信號源的頻 率，減少調制器/本地起振器數量，降低誤碼率，提高系統性能的光纖無線通信系統。本實 用新型可增加信號帶寬，提高頻譜利用率，且節省系統造價，降低成本。 本技術的技術方案是本技術的光纖無線通信系統，包括有用于產生指 定波長的單縱模光載波的單模激光器、產生射頻信號的射頻正弦波信號源、對光載波進行 調制的馬赫增德爾調制器、為馬赫增德爾調制器提供偏置電壓的直流偏置電壓源、將馬赫 增德爾調制器輸出的四個邊帶光信號分離成兩組的光交錯復用器、將每組中的兩個邊帶進 行分離的三端口濾波器、有兩個數據信號源的數據信號源、將相應的數據信號加載到一階 的上下邊帶的光強度調制器、使其四個邊帶的功率大致相等的四端口耦合器，其中單模激 光器及射頻正弦波信號源的輸出端與馬赫增德爾調制器的輸入端連接，直流偏置電壓源為 馬赫增德爾調制器提供偏置電壓，馬赫增德爾調制器的輸出端與光交錯復用器的輸入端連 接，光交錯復用器的兩個輸出端分別與兩個三端口濾波器連接，三端口濾波器的兩個輸出 端分別與光強度調制器及四端口耦合器的輸入端連接，兩個數據信號源的輸出端分別與兩個光強度調制器的輸入端連接，兩個光強度調制器的輸出端與四端口耦合器的輸入端連接。 上述馬赫增德爾調制器的偏壓電壓等于其半波電壓。 上述射頻正弦波信號源產生頻率為f0的射頻信號。 上述四端口耦合器的輸出端經由光纖傳輸到基站。 上述基站接收機中的光交錯分離器的兩個輸出端分別與兩個光電檢測器的輸入端連接。 上述兩個光電檢測器的輸出端分別與兩個電混頻器的輸入端連接。 上述兩個電混頻器的輸出端分別與兩個電低通濾波器的輸入端連接。 上述兩個電低通濾波器的輸出端與光纖無線通信系統的下行鏈路連接。 上述下行鏈路包括中心站、基站、光放大器和光纖鏈路，中心站通過光放大器及光纖鏈路與基站連接。 上述光電檢測器為PIN光電二極管。 本技術利用單模激光器產生一個連續光信號，采用一個本地振蕩信號通過馬赫增德爾調制器直接調制光信號，調節馬赫增德爾調制器的偏壓，使其為半波電壓，實現光信號的載波抑制調制，形成幾乎所有功率集中在第一、三階邊帶的調制信號。為了實現上述低誤碼率的目的，本技術采用了單邊加載數據的方案，馬赫增德爾調制器輸出的四個邊帶經光交錯復用器分成兩組，其中一個由第一階的上邊帶和第三階的下邊帶組成，另一組由第一階的下邊帶和第三階的上邊帶組成。兩組經相應的三端口濾波器分別將一階的邊帶濾出并經光強度調制器進行調制，這與以往的兩個邊帶一起調制相比，降低了數據傳輸的誤碼率，因此提高了系統的傳輸性能。此外，本技術還提供了四個邊帶功率平均化裝置，經過調制的一階信號與未調制的三階信號經一個四端口耦合器進行耦合，耦合器的耦合比例由一階與三階的功率比例決定，實現四個邊帶功率基本相等。另外，本技術還提供了一個雙毫米波的接收裝置，中心站產生的四倍頻雙毫米波發送到基站，在基站用光交錯復用器將光毫米波分為兩組，采用光電檢測器對兩組信號進行拍頻形成攜帶基帶數據信號的四倍頻的毫米波信號。每路電毫米波通過混頻器將其數據進行下傳。本技術采用獨到光毫米波信號產生方案，增加了信號帶寬，極大提高頻譜利用率及系統的性能。本技術是一種設計巧妙，性能優良，方便實用的光纖無線通信系統。附圖說明圖1為本技術的四倍頻雙毫米波產生裝置的示意圖。 圖2為四倍頻雙毫米波接收機的示意圖。 圖3為本技術的光纖無線通信系統的下行鏈路的示意圖。具體實施方式 實施例 本技術的結構示意圖如圖1、2、3所示，包括有用于產生指定波長的單縱模光載波的單模激光器1、產生射頻信號的射頻正弦波信號源2、對光載波進行調制的馬赫增德爾調制器3、為馬赫增德爾調制器3提供偏置電壓的直流偏置電壓源4、將馬赫增德爾調制器3輸出的四個邊帶光信號分離成兩組的光交錯復用器5、將每組中的兩個邊帶進行分離 的三端口濾波器6、有兩個數據信號源的數據信號源7、將相應的數據信號加載到一階的上 下邊帶的光強度調制器8、使其四個邊帶的功率大致相等的四端口耦合器9，其中單模激光 器1及射頻正弦波信號源2的輸出端與馬赫增德爾調制器3的輸入端連接，直流偏置電壓 源4為馬赫增德爾調制器3提供偏置電壓，馬赫增德爾調制器3的輸出端與光交錯復用器 5的輸入端連接，光交錯復用器5的兩個輸出端分別與兩個三端口濾波器6連接，三端口濾 波器6的兩個輸出端分別與光強度調制器8及四端口耦合器9的輸入端連接，兩個數據信 號源7的輸出端分別與兩個光強度調制器8的輸入端連接，兩個光強度調制器8的輸出端 與四端口耦合器9的輸入端連接。 本實施例中，上述馬赫增德爾調制器3的偏壓電壓等于其半波電壓。上述射頻正 弦波信號源2產生頻率為f0的射頻信號。上述四端口耦合器9的輸出端經由光纖傳輸到基站。 本實施例中，上述基站接收機中的光交錯分離器55的兩個輸出端分別與兩個光電檢測器10的輸入端連接。上述兩個光電檢測器10的輸出端分別與兩個電混頻器11的輸入端連接。上述兩個電混頻器11的輸出端分別與兩個電低通濾波器12的輸入端連接。上述兩個電低通濾波器12的輸出端與光纖無線通信系統的下行鏈路連接。 本實施例中，上述下行鏈路包括中心站13、基站14、光放大器15和光纖鏈路16，中心站13通過光放大器15和光纖鏈路16與基站14連接。 本實施例中，上述光電檢測器10為PIN光電二極管。 本技術的工作原理如下單模激光器1產生一個連續的光信號，射頻正弦波 信號源2，，產生頻率為f0的射頻信號，在射頻正弦波信號源2的驅動下，通過馬赫增德爾本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種光纖無線通信系統，其特征在于包括有用于產生指定波長的單縱模光載波的單模激光器（１）、產生射頻信號的射頻正弦波信號源（２）、對光載波進行調制的馬赫增德爾調制器（３）、為馬赫增德爾調制器（３）提供偏置電壓的直流偏置電壓源（４）、將馬赫增德爾調制器（３）輸出的四個邊帶光信號分離成兩組的光交錯復用器（５）、將每組中的兩個邊帶進行分離的三端口濾波器（６）、有兩個數據信號源的數據信號源（７）、將相應的數據信號加載到一階的上下邊帶的光強度調制器（８）、使其四個邊帶的功率大致相等的四端口耦合器（９），其中單模激光器（１）及射頻正弦波信號源（２）的輸出端與馬赫增德爾調制器（３）的輸入端連接，直流偏置電壓源（４）為馬赫增德爾調制器（３）提供偏置電壓，馬赫增德爾調制器（３）的輸出端與光交錯復用器（５）的輸入端連接，光交錯復用器（５）的兩個輸出端分別與兩個三端口濾波器（６）連接，三端口濾波器（６）的兩個輸出端分別與光強度調制器（８）及四端口耦合器（９）的輸入端連接，兩個數據信號源（７）的輸出端分別與兩個光強度調制器（８）的輸入端連接，兩個光強度調制器（８）的輸出端與四端口耦合器（９）的輸入端連接。

【技術特征摘要】
一種光纖無線通信系統，其特征在于包括有用于產生指定波長的單縱模光載波的單模激光器(1)、產生射頻信號的射頻正弦波信號源(2)、對光載波進行調制的馬赫增德爾調制器(3)、為馬赫增德爾調制器(3)提供偏置電壓的直流偏置電壓源(4)、將馬赫增德爾調制器(3)輸出的四個邊帶光信號分離成兩組的光交錯復用器(5)、將每組中的兩個邊帶進行分離的三端口濾波器(6)、有兩個數據信號源的數據信號源(7)、將相應的數據信號加載到一階的上下邊帶的光強度調制器(8)、使其四個邊帶的功率大致相等的四端口耦合器(9)，其中單模激光器(1)及射頻正弦波信號源(2)的輸出端與馬赫增德爾調制器(3)的輸入端連接，直流偏置電壓源(4)為馬赫增德爾調制器(3)提供偏置電壓，馬赫增德爾調制器(3)的輸出端與光交錯復用器(5)的輸入端連接，光交錯復用器(5)的兩個輸出端分別與兩個三端口濾波器(6)連接，三端口濾波器(6)的兩個輸出端分別與光強度調制器(8)及四端口耦合器(9)的輸入端連接，兩個數據信號源(7)的輸出端分別與兩個光強度調制器(8)的輸入端連接，兩個光強度調制器(8)的輸出端與四端口耦合器(9)的輸入端連接。2. 根據權利要求l所述的光纖無線通信系統，其特征在于上述馬赫增德爾調制器(3) 的偏...

【專利技術屬性】
技術研發人員：黃旭光，謝金玲，
申請(專利權)人：華南師范大學，
類型：實用新型
國別省市：81[中國|廣州]