專利名稱：多頻率光毫米波產(chǎn)生裝置及相應(yīng)的接收機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于光纖-無線(Radio-over-Fiber，縮寫為ROF)通信系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
未來的超寬帶無線通信技術(shù)采用的通信頻率將會(huì)延伸到毫米波段。但是目前有二個(gè)重要的因素限制了毫米波通信的發(fā)展，其一是毫米波信號(hào)在空氣中傳輸損耗太大，因而傳輸距離太短，另外一個(gè)因素是由于毫米波通信器件太貴，不利于個(gè)人通信。光纖-無線通信系統(tǒng)(Radio-Over-Fiber，簡(jiǎn)稱為ROF)可以解決上述問題。ROF系統(tǒng)包括中心站(Central Station，縮寫為CS)，光纖鏈路和基站。中心站產(chǎn)生光毫米波并將高速數(shù)據(jù)信號(hào)上傳到光毫米波上，帶有數(shù)據(jù)的光毫米波通過光纖發(fā)送至基站，在基站中進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，將光毫米波轉(zhuǎn)變成電毫米波，并通過天線發(fā)射出去。由于單模光纖損耗極低而且傳輸容量大，將毫米波和高速率數(shù)據(jù)同時(shí)調(diào)制到光載波上，可以延長(zhǎng)毫米波的傳輸距離。由于各基站共享中心站的信號(hào)處理單元，這樣減少了昂貴的信號(hào)處理單元數(shù)量，從而簡(jiǎn)化了基站的復(fù)雜性和結(jié)構(gòu)，降低了系統(tǒng)的造價(jià)。
在中心站，光毫米波產(chǎn)生技術(shù)是降低造價(jià)和提高ROF系統(tǒng)性能的關(guān)鍵技術(shù)之一。在中心站將射頻信號(hào)和數(shù)據(jù)基帶信號(hào)同時(shí)調(diào)制到光載波上，并在基站通過光檢測(cè)器將其變成電毫米波。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?；谕獠繌?qiáng)度調(diào)制器的光毫米波產(chǎn)生方案具有較高的可靠性和較低價(jià)特性。A.Wiberg，“Chromaticdispersion in fiber-optic microwave and millimeter transmission”，IEEEPhotonics Technology Letters，Vol.18，No.1，pp.1716-1724，2005，J.Yu，“Optical millimeter-wave generation or up-conversion using externalmodulation”，IEEE Photonics Technology Letters，Vol.18，No.1，pp.265-267，2006。但目前所提出的這些方案一個(gè)調(diào)制器只能產(chǎn)生一種頻率的光毫米波信號(hào)，要產(chǎn)生多頻率的光毫米波，只能采用多個(gè)光調(diào)器，因此增加了光纖無線通信系統(tǒng)的成本。
為了解決上述問題，本發(fā)明提出了一種只采用一個(gè)激光器和一個(gè)光調(diào)制器卻能同時(shí)調(diào)制產(chǎn)生多個(gè)毫米波的方法。這種方法可以將多路射頻信號(hào)和相應(yīng)的數(shù)據(jù)信號(hào)同時(shí)上傳至同一個(gè)光載波上，并發(fā)送至基站，產(chǎn)生多個(gè)頻率的毫米波信號(hào)，同時(shí)將數(shù)據(jù)信號(hào)實(shí)現(xiàn)了上傳，同時(shí)本發(fā)明還提供了一種簡(jiǎn)單的多頻率光毫米波接收機(jī)。

發(fā)明內(nèi)容針對(duì)上述情況，本發(fā)明的目的是提供一種多頻率的光毫米波的產(chǎn)生方法及裝置，能夠同時(shí)將多路射頻載波和相應(yīng)的數(shù)據(jù)基帶信號(hào)進(jìn)行上傳，并提供了一種多頻率的光毫米波接收機(jī)，降低光纖無線通信系統(tǒng)的成本。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的多頻率光毫米波產(chǎn)生方法具體方案如下在中心站，將各路射頻正弦波信號(hào)與相應(yīng)的基帶數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行混頻產(chǎn)生電毫米波，多路電毫米波通過電功率耦合器耦合到一起。耦合后的電信號(hào)再進(jìn)入光調(diào)制器對(duì)光載波進(jìn)行調(diào)制。光調(diào)制器處于光載波抑制方式。
本發(fā)明還提供了多頻率的光毫米波產(chǎn)生裝置，包括多個(gè)混頻器，用于將各射頻正弦波信號(hào)與相應(yīng)的數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行混頻率；一個(gè)電功率耦合器，用于將多個(gè)混頻器輸出的信號(hào)進(jìn)行耦合；一個(gè)單模激光器，用于產(chǎn)生單模連續(xù)波光載波；一個(gè)光調(diào)制器，用于將電功率耦合器輸出的信號(hào)調(diào)制到激光器輸出的光載波上。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供了一個(gè)多毫米波的接收裝置。具體方案如下首先在中心站產(chǎn)生多頻率的光毫米波發(fā)送到基站，在基站中采用光電檢測(cè)器將光毫米波變成多頻率的電毫米波，復(fù)用的電毫米波信號(hào)通過電解復(fù)用器分解成多路電毫米波信號(hào)，每路電毫米波通過混頻器將基帶數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行下傳。
本發(fā)明所述的多頻率的光毫米波接收機(jī)的方案包括一個(gè)光電檢測(cè)器，用于將光纖傳輸過來的多頻率的光毫米波信號(hào)轉(zhuǎn)變成多頻率的電毫米波信號(hào)。
一個(gè)電解復(fù)用器，用于將多頻率的電毫米波信號(hào)進(jìn)行分離；多個(gè)帶通濾波器，分別用于將解復(fù)用后的各路電毫米波信號(hào)進(jìn)行濾波，濾除噪聲。
多個(gè)電混頻器，分別用于將各路電毫米波的數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行下傳。
多個(gè)電低通濾波器，分別用于將下傳后的數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行濾波。
為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，在一個(gè)實(shí)施例中提供了一種多毫米波通信系統(tǒng)的下行鏈路，其包括多頻率的光毫米波產(chǎn)生裝置，主要作用是產(chǎn)生多頻率的光毫米波信號(hào)；光纖鏈路，主要作用是將多頻率的光毫米波信號(hào)傳輸至多頻率的光毫米波接收機(jī)中。
多頻率的光毫米波接收機(jī)，其主要作是將多頻率的光毫米波信號(hào)轉(zhuǎn)變成電毫米波信號(hào)并解復(fù)用，并將各路電毫米波的所攜帶的數(shù)據(jù)信號(hào)下傳。
本發(fā)明采用獨(dú)到的方法產(chǎn)生多頻率的光毫米波，只使用一個(gè)激光器，一個(gè)光調(diào)制器，同時(shí)也發(fā)明了一種簡(jiǎn)單的多頻率的光毫米波接收機(jī)，節(jié)約了光電子器件，降低光纖無線通信系統(tǒng)的成本。


圖1是本發(fā)明的多頻率光毫米波產(chǎn)生裝置示意圖。
圖2是本發(fā)明的多頻率光毫米波接收機(jī)示意圖。
圖3是本發(fā)明的光纖無線通信系統(tǒng)的下行鏈路示意圖；圖中1- 射頻正弦波信號(hào)源2- 數(shù)據(jù)信號(hào)源3- 電混頻器33- 接收機(jī)中的電混頻器4- 電功率耦合器5- 單模激光器(DFB)6- 光調(diào)制器7- 直流偏置電壓源8- 光電檢測(cè)器9- 電解復(fù)用器10- 電帶通濾波器12- 電低通濾波器13- 多頻率的光毫米波產(chǎn)生裝置14- 多頻率的光毫米波接收機(jī)15- 光放大器16- 光纖鏈路具體實(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)明作具體說明。
由圖1所示，為多頻率光毫米波產(chǎn)生裝置。它包括多種頻率射頻正弦波信號(hào)源1，有多個(gè)射頻正弦波信號(hào)源，分別產(chǎn)生頻率為f1........fn的射頻正弦波信號(hào)，其中n為射頻信號(hào)的個(gè)數(shù)。
數(shù)據(jù)信號(hào)源2，有多個(gè)數(shù)據(jù)信號(hào)源，分別產(chǎn)生n路數(shù)據(jù)信號(hào)；電混頻器3，有多個(gè)電混頻器，分別將各路射頻正弦波信號(hào)與相應(yīng)的數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行混頻率。其中n為有限數(shù)，根據(jù)實(shí)際需要確定。例如，n＝4，則有四路信號(hào)，相應(yīng)地需要四路射頻信號(hào)，四路數(shù)據(jù)信號(hào)，四個(gè)混頻器，各路數(shù)據(jù)信號(hào)分別與相應(yīng)的射頻信號(hào)進(jìn)行混頻，得到各路電毫米波。
電功率耦合器4，其主要作用是將分別從各路混頻器輸出的各路電毫米波信號(hào)耦合在一起。
單模激光器5，其主要作用是輸出指定頻率的單縱模激光，作為光載波。
光調(diào)制器6，其主要作用在電耦合器輸出的多路電毫米波的驅(qū)動(dòng)下，對(duì)光載波進(jìn)行調(diào)制，其調(diào)制方式為光載波抑制方式，即直流偏置電壓為光調(diào)制器的半波電壓。
直流偏置電壓源7，其主要作用是為光調(diào)制器提供偏置電壓。
由圖2所示，本發(fā)明的多頻率毫米波接收機(jī)示意圖，它包括光電檢測(cè)器8，用于將光纖傳輸過來的光毫米波信號(hào)轉(zhuǎn)化為多頻率的電毫米波信號(hào)；電解復(fù)用器9，其主要作用是將多頻率電毫米波分開成n路單頻率電毫米波信號(hào)。
帶通濾波器10，其主要作用是將電解復(fù)用器分開的單頻率電毫米波信號(hào)進(jìn)行濾波。
電混頻器33，主要作用是將各路毫米波信號(hào)所攜帶的數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行下傳。
電低通濾波器12，主要用于將數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行濾波。
所述的帶通濾波器10、電混頻器33、以及電低通濾波器12的個(gè)數(shù)與毫米波的頻率數(shù)相同。
所述的數(shù)據(jù)信號(hào)的下傳方式，可以是圖2所示的自混頻方式，也可以是將電毫米波信號(hào)與外加本地毫米波進(jìn)行混頻，得到基帶的數(shù)據(jù)信號(hào)。
由圖3所示，利用本發(fā)明的所述的多頻率光毫米波產(chǎn)生裝置和多頻率的光毫米波接收機(jī)所構(gòu)成的光纖無線通信系統(tǒng)下行鏈路示意圖，其包括多頻率毫米波產(chǎn)生裝置13，其主要作用是產(chǎn)生多頻率的光毫米波。
所述的多頻率光毫米波產(chǎn)生裝置位于全雙工光纖無線通信系統(tǒng)的中心站中。
光放大器15，其主要作用是對(duì)多頻率的光毫米波信號(hào)進(jìn)行放大，所述的光放大器可以是光纖放大器，或半導(dǎo)體光放大器。
多頻率光毫米波接收機(jī)14，其主要作用是將多頻率的光毫米波變成電毫米波后并將不同頻率的毫米波信號(hào)分開，分別將毫米波所攜帶的數(shù)據(jù)信號(hào)下傳變成基帶的數(shù)據(jù)信號(hào)。
光纖鏈路16，其主要作用是將多頻率的光毫米波信號(hào)傳輸?shù)蕉囝l率光毫米波接收機(jī)中。
本發(fā)明中所述的多頻率光毫米波產(chǎn)生裝置及接收機(jī)，適合于頻率為1～100GHZ以及其它頻率的光纖無線通信系統(tǒng)。
本發(fā)明所述的多頻率光毫米波產(chǎn)生裝置及多頻率光毫米波接收機(jī)，只使用了一個(gè)光調(diào)制器可同時(shí)產(chǎn)生多頻率的光毫米波信號(hào)，簡(jiǎn)化了光纖無線通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，降低了光纖無線通信系統(tǒng)的成本。
總之，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是能降低光纖無線通信系統(tǒng)的成本，使得ROF系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，盡量減少了所使用的元器件的數(shù)量，且容易實(shí)現(xiàn)。
權(quán)利要求
1.一種多頻率的光毫米波產(chǎn)生裝置，用于光纖無線通信系統(tǒng)中產(chǎn)生多種頻率的光毫米波信號(hào)并實(shí)現(xiàn)各路數(shù)據(jù)信號(hào)的上傳。其特征在于所述的該裝置的工作過程包括以下步驟將各路射頻率信號(hào)與相應(yīng)的數(shù)據(jù)信號(hào)分別進(jìn)行混頻得到多路電毫米波信號(hào)?；祛l后得到的多路電毫米波信號(hào)再通過電耦合器耦合。耦合后的電毫米波信號(hào)作為光調(diào)制器的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，對(duì)光載波進(jìn)行調(diào)制。光調(diào)制器工作于光載波抑制方式。光調(diào)制器輸出得到多頻率光毫米波信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利1所述的多路光毫米波產(chǎn)生裝置，其特征在于包括多個(gè)射頻信號(hào)源，用于產(chǎn)生射頻正弦波信號(hào)；多個(gè)數(shù)據(jù)信號(hào)源，用于產(chǎn)生數(shù)據(jù)信號(hào)；多個(gè)電混頻器，每個(gè)電混頻器分別用于將一種特定頻率的射頻正弦波信號(hào)與相應(yīng)的數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行混頻得到多路電毫米波信號(hào)。一個(gè)電功率耦合器，用于將多路電毫米波信號(hào)合并在一起。一個(gè)光調(diào)制器，用于將多路毫米波信號(hào)調(diào)制到光載波上，并輸出多路光毫米波信號(hào)。一個(gè)單模激光器，用于產(chǎn)生單縱模激光載波。一個(gè)直流偏置電源，用于為光調(diào)制器提供直流偏置電壓。
3.根據(jù)權(quán)利1要求的多頻率光毫米波產(chǎn)生裝置，其特征在于，所述的光調(diào)制器的偏置電壓等于其半波電壓。
4.一種多頻率的光毫米波接收裝置，其特征在于包括一個(gè)光電檢測(cè)器，用于將接收到的多頻率光毫米波轉(zhuǎn)化為多頻率電毫米波；一個(gè)電解復(fù)用器，用于將多頻率的電毫米波分開成多路單頻率的電毫米波。多個(gè)帶通濾波器，用于對(duì)各路電毫米波信號(hào)進(jìn)行濾波；多個(gè)電混頻器，用于將各路電毫米波信號(hào)所帶的數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行下傳。多個(gè)電低通濾波器，用于將各路下傳后的數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行濾波。
5.由權(quán)利1-4所述的多頻率光毫米波產(chǎn)生裝置及接收機(jī)適合于頻率為1～100GHZ以及其它頻率的光纖無線通信系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種屬于光纖無線(Radio－on－Fiber，縮寫為ROF)通信系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域的多頻率光毫米波產(chǎn)生裝置及其相應(yīng)的接收機(jī)。多頻率的光毫米波產(chǎn)生裝置，將多路射頻正弦波信號(hào)與相應(yīng)的多路數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行混頻，所得多路信號(hào)耦合后驅(qū)動(dòng)光調(diào)制器對(duì)光載波進(jìn)行調(diào)制，得到多頻率的光毫米波號(hào)。多頻率的光毫米波接收機(jī)用于將接收到的多頻率光毫米波信號(hào)變成多頻率的電毫米波信號(hào)，然后再分成多路單頻率的電毫米波信號(hào)，并將其數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行下傳。本發(fā)明可應(yīng)用于全雙工光纖無線通信系統(tǒng)中。本發(fā)明只采用一個(gè)光調(diào)制器即可產(chǎn)生多頻率光毫米波信號(hào)，可行性高，節(jié)約了系統(tǒng)的成本。
文檔編號(hào)H04J14/02GK101026418SQ200710034399
公開日2007年8月29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)