專利名稱：一種16QAM調(diào)制方式的光學(xué)4倍頻毫米波RoF系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光學(xué)4倍頻的RoF(RoF，Radio over Fiber)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，從光波產(chǎn) 生毫米波的同時，又實現(xiàn)將信號對光波的調(diào)制轉(zhuǎn)為對毫米波的調(diào)制。
背景技術(shù)：
近年來光載無線通信以其寬頻帶，高靈活度，在寬帶無線接入網(wǎng)領(lǐng)域成為一項非 常有吸引力的解決方案。為了適應(yīng)未來通信的要求，光載無線系統(tǒng)所用的射頻頻率必須向 著更高端發(fā)展，所以大多數(shù)光載無線系統(tǒng)所選用的射頻頻段一般是毫米波頻段。基于光學(xué) 倍頻法的毫米波RoF系統(tǒng)就是光載無線系統(tǒng)具有代表性的一種。在過去的幾年間所提出的 基于光學(xué)倍頻法的RoF系統(tǒng)，還是存在一定的問題。由于其本身是基于諧波來產(chǎn)生毫米波， 往往在基站中光電轉(zhuǎn)換后，光電流中，有許多的諧波分量，而調(diào)制信號則會調(diào)制每個諧波分 量，這將導(dǎo)致大量有用信號的功率被浪費。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種在光電流中，諧波分量少，且經(jīng)濟、易于實現(xiàn)的RoF系 統(tǒng)。為了達到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是提供了一種16QAM調(diào)制方式的光學(xué)4倍 頻毫米波RoF系統(tǒng)，包括中心站、基站和下行鏈路光纖，中心站和基站通過下行鏈路光纖連 接，其特征在于中心站包括激光器，激光器通過保偏尾纖與第一雙電極Mach-Zehnder光 調(diào)制器的輸入端相連，在第一雙電極Mach-Zehnder光調(diào)制器的一條臂上的RF電極加由一 個微波信號源輸出的余弦微波信號，第一偏壓電極加上電壓V1,另一條臂上的RF電極加由 微波信號源產(chǎn)生再經(jīng)一個第一 η移相器移相的余弦微波信號，第二偏壓電極接地，第一雙 電極Mach-Zehnder光調(diào)制器的輸出端通過保偏尾纖連接第二 Mach-Zehnder光調(diào)制器的輸 入端，在第二 Mach-Zehnder光調(diào)制器中一條臂上的RF電極加由微波信號源產(chǎn)生再經(jīng)一個 η /2移相器移相的正弦微波信號，第三偏壓電極加上電壓V2，在另一條臂上的RF電極加由 微波信號源產(chǎn)生的再經(jīng)一個η/2移相器和一個第二 π移相器移相的正弦微波信號，第四 偏壓電極接地，第二雙電級Mach-Zehnder調(diào)制器的輸出端通過保偏光纖與一個光強度調(diào) 制器的光輸入端連接，一個16QAM信號源加到光強度調(diào)制器的RF電極，一個偏壓控制器加 到光強度調(diào)制器的偏壓電極，光強度調(diào)制器的輸出端與一個EDFA光纖放大器的輸入端相 連接，EDFA光纖放大器的輸入端連接到基站。本發(fā)明的優(yōu)點是1、與以往的基于光學(xué)倍頻法的毫米波產(chǎn)生方案相比，光電流中相鄰諧波之間的頻 率間隔是掃描微波信號的4倍，而不是以往的2倍，當(dāng)用16QAM中頻信號來調(diào)制光波幅度 時，光電流中每一根純凈諧波的附近都存在上邊帶與下邊帶。如果諧波太多會導(dǎo)致有用信 號分配在所需諧波上的能量太少，本方案則使諧波數(shù)量進一步減少。2、以往的基于光學(xué)4倍頻的毫米波，使用了一個并聯(lián)的雙電極Mach-Zehnder調(diào)制器，此器件價格昂貴，而本方案使用的兩個串聯(lián)雙電極Mach-Zehnder調(diào)制器，價格上要低 廉很多。3、激光器的相位噪聲在雙電極光調(diào)制器中抵消，使生成的毫米波頻譜純凈。


圖1為本發(fā)明的16QAM調(diào)制方式的光學(xué)4倍頻毫米波RoF信號生成系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框 圖；圖2為16QAM調(diào)制的毫米波信號頻譜圖。
具體實施例方式以下結(jié)合實施例來具體說明本發(fā)明。實施例如圖1所示，本發(fā)明提供的一種16QAM調(diào)制方式的光學(xué)4倍頻毫米波RoF系統(tǒng)，包 括中心站1、基站2和下行鏈路光纖3，中心站1和基站2通過下行鏈路光纖3連接，其特征 在于中心站1包括激光器1-1，激光器1-1通過保偏尾纖與第一雙電極Mach-Zehnder光調(diào) 制器1-14的輸入端相連，在第一雙電極Mach-Zehnder光調(diào)制器1_14的一條臂上的RF電 極加由一個微波信號源1-2輸出的余弦微波信號，第一偏壓電極1-5加上電壓Vl，另一條臂 上的RF電極加由微波信號源1-2產(chǎn)生再經(jīng)一個第一 π移相器1-3移相的余弦微波信號， 第二偏壓電極1-6接地，第一雙電極Mach-Zehnder光調(diào)制器1_14的輸出端通過保偏尾纖 連接第二 Mach-Zehnder光調(diào)制器1_15的輸入端，在第二 Mach-Zehnder光調(diào)制器1_15中
一條臂上的RF電極加由微波信號源1-2產(chǎn)生再經(jīng)一個f移相器1-4移相的正弦微波信號，
第三偏壓電極1-8加上電壓V2，在另一條臂上的RF電極加由微波信號源1-2產(chǎn)生的再經(jīng)一
個f移相器1-4和一個第二 π移相器1-7移相的正弦微波信號，第四偏壓電極1-9接地，
第二雙電級Mach-Zehnder調(diào)制器1_15的輸出端通過保偏光纖與一個光強度調(diào)制器1_10， 簡稱為IM，的光輸入端連接，一個16QAM信號源1-11加到光強度調(diào)制器1_10的RF電極，一 個偏壓控制器1-12加到光強度調(diào)制器1-10的偏壓電極，光強度調(diào)制器1-10的輸出端與一 個EDFA光纖放大器1-13的輸入端相連接，EDFA光纖放大器1_13的輸入端連接到基站2。所述基站2包括一個光探測器2-1，光探測器2-1通過下行鏈路光纖3與所述EDFA 光纖放大器1-13的輸入端相連，光探測器2-1的電輸出端與一個前置低噪聲放大器2-2的 輸入端相連，前置低噪聲放大器2-2的輸出端與一個帶通濾波器2-3的輸入端相連，帶通濾 波器2-3的輸出端與一個毫米波功率放大器2-4的輸入端相連接，毫米波功率放大器2-4 的輸出端與一個毫米波發(fā)射天線2-5相連?？刂朴嘞椅⒉ㄐ盘栐?-2的輸出幅度以獲得最佳的調(diào)相指數(shù)，在基站2的光探測 器2-1的電輸出端含有余弦微波的高次諧波，諧波與諧波之間的頻率間隔為余弦微波信號 源1-2頻率的4倍。16QAM信號源1_11加到光強度調(diào)制器1_10的RF電極，偏壓控制器 1-12加到光強度調(diào)制器1-10的偏壓電極，來補償外界環(huán)境造成的光強度調(diào)制器1-10線性 工作點的變化。諧波產(chǎn)生過程的數(shù)學(xué)模型如下
假設(shè)雙電極Mach-Zehnder光調(diào)制器兩臂時延差τ = 0。偏壓電極(1_5)接地，偏 壓電極(1-8)接地，即使兩個雙電極Mach-Zehnder光調(diào)制器偏置在傳輸曲線的最高點。第一 Mach-Zehnder光調(diào)制器的輸入光波電場 Enm (t) = Ecexp (ω ct+ Φ (t)) 第一 Mach-Zehnder光調(diào)制器的輸出光波電場
權(quán)利要求
1.一種16QAM調(diào)制方式的光學(xué)4倍頻毫米波RoF系統(tǒng)，包括中心站(1)、基站( 和下 行鏈路光纖(3)，中心站(1)和基站( 通過下行鏈路光纖C3)連接，其特征在于中心站 (1)包括激光器(1-1)，激光器(1-1)通過保偏尾纖與第一雙電極Mach-Zehnder光調(diào)制器 (1-14)的輸入端相連，在第一雙電極Mach-Zehnder光調(diào)制器(1_14)的一條臂上的RF電極 加由一個微波信號源(1-2)輸出的余弦微波信號，第一偏壓電極(1-5)加上電壓VI，另一 條臂上的RF電極加由微波信號源(1-2)產(chǎn)生再經(jīng)一個第一 π移相器(1-3)移相的余弦微 波信號，第二偏壓電極(1-6)接地，第一雙電極Mach-Zehnder光調(diào)制器(1_14)的輸出端通 過保偏尾纖連接第二 Mach-Zehnder光調(diào)制器(1-1 的輸入端，在第二 Mach-Zehnder光調(diào)制器(1-15)中一條臂上的RF電極加由微波信號源(1-2)產(chǎn)生再經(jīng)一個f移相器(1-4)移相的正弦微波信號，第三偏壓電極(1-8)加上電壓V2，在另一條臂上的RF電極加由微波信號源(1-2)產(chǎn)生的再經(jīng)一個f移相器(1-4)和一個第二 π移相器(1-7)移相的正弦微波信號，第四偏壓電極(1-9)接地，第二雙電級Mach-Zehnder調(diào)制器(1_15)的輸出端通過保 偏光纖與一個光強度調(diào)制器(1-10)的光輸入端連接，一個16QAM信號源(1-11)加到光強 度調(diào)制器(1-10)的RF電極，一個偏壓控制器(1-12)加到光強度調(diào)制器(1-10)的偏壓電 極，光強度調(diào)制器(1-10)的輸出端與一個EDFA光纖放大器(1-1 的輸入端相連接，EDFA 光纖放大器(1-1 的輸入端連接到基站(2)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種16QAM調(diào)制方式的光學(xué)4倍頻毫米波RoF系統(tǒng)，其特征 在于所述基站( 包括一個光探測器0-1)，光探測器(2-1)通過下行鏈路光纖( 與所 述EDFA光纖放大器(1-1 的輸入端相連，光探測器的電輸出端與一個前置低噪聲 放大器0-2)的輸入端相連，前置低噪聲放大器(2-2)的輸出端與一個帶通濾波器(2-3) 的輸入端相連，帶通濾波器0-3)的輸出端與一個毫米波功率放大器(2-4)的輸入端相連 接，毫米波功率放大器0-4)的輸出端與一個毫米波發(fā)射天線(2- 相連。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種16QAM調(diào)制方式的光學(xué)4倍頻毫米波RoF系統(tǒng)，包括中心站、基站和下行鏈路光纖，中心站和基站通過下行鏈路光纖連接，其特征在于中心站包括激光器，激光器通過保偏尾纖與第一雙電極Mach-Zehnder光調(diào)制器的輸入端相連，在第一雙電極Mach-Zehnder光調(diào)制器加由一個余弦微波信號及經(jīng)一個第一π移相器移相的余弦微波信號，第一雙電極Mach-Zehnder光調(diào)制器通過保偏尾纖連接第二Mach-Zehnder光調(diào)制器，在第二Mach-Zehnder光調(diào)制器上加經(jīng)一個移相器移相的正弦微波信號，在另一條臂上加正弦微波信號，第二Mach-Zehnder光調(diào)制器串聯(lián)光強度調(diào)制器。本發(fā)明的優(yōu)點是使諧波數(shù)量進一步減少，價格更為低廉，使生成的毫米波頻譜純凈。
文檔編號H04L27/36GK102104429SQ201010599800
公開日2011年6月22日 申請日期2010年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月21日
發(fā)明者陳小立, 陳翔 申請人:東華大學(xué)