專(zhuān)利名稱(chēng)：一種雙工毫米波光纖無(wú)線(xiàn)電系統(tǒng)及其調(diào)制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光通訊技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及雙工毫米波光纖無(wú)線(xiàn)電系 統(tǒng)及其調(diào)制方法。
背景技術(shù)：
近些年來(lái)無(wú)線(xiàn)通信快速發(fā)展，無(wú)線(xiàn)用戶(hù)逐年遞增，業(yè)務(wù)更加多樣 化，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)急劇攀升，使得寬帶無(wú)線(xiàn)信號(hào)和載波頻率向高頻毫米波
擴(kuò)展的需求日益迫切。毫米波信號(hào)是指波長(zhǎng)為毫米量級(jí)(lmm-10mm) 的微波信號(hào)。目前，電子器件的電子瓶頸使其遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足未來(lái)需求
性，為綜合傳送各種無(wú)線(xiàn)業(yè)務(wù)信息提供了必要的巨大帶寬和傳輸質(zhì) 量，能有效解決了寬帶無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展所面臨的難點(diǎn)問(wèn)題。高頻無(wú) 線(xiàn)寬帶信號(hào)的毫米波光纖無(wú)線(xiàn)電系統(tǒng)具有體積小、重量輕、成本低、 損耗小、抗電磁干擾、寬帶、低色散以及高容量等優(yōu)點(diǎn)，解決了傳統(tǒng) 微波傳輸系統(tǒng)在毫米波段存在損耗大、抗干擾能力弱等問(wèn)題。此外， 它將光纖網(wǎng)絡(luò)的巨大容量和無(wú)線(xiàn)接入網(wǎng)絡(luò)的適應(yīng)性與移動(dòng)性有機(jī)結(jié) 合，為無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)提供了 "最后一公里"無(wú)縫接入，實(shí)現(xiàn)了真正意義的
"任何人、任何時(shí)間、于任何地點(diǎn)、以任何形式的通信"需求。
目前，在現(xiàn)有的雙工毫米波光纖無(wú)線(xiàn)電系統(tǒng)中，如圖1所示，該 系統(tǒng)包括中心站、基站和無(wú)線(xiàn)終端(未示出)，中心站包括激光器、 馬赫曾德?tīng)栒{(diào)制器MZM ( Mach-Zehnder Modulator )、光電探測(cè)器PD
(photodetection)和混頻器，基站同樣也包括激光器、MZM、延 時(shí)器、光電探測(cè)器和混頻器?；竞椭行恼就ㄟ^(guò)單模光纖SMF
(Single-mode Fiber)連接，基站與無(wú)線(xiàn)終端進(jìn)行無(wú)線(xiàn)通信。整個(gè)系 統(tǒng)中激光器用來(lái)產(chǎn)生調(diào)制所用的原始光信號(hào)，即將激光器產(chǎn)生的光作為光載波使用。在中心站向基站發(fā)送下行基帶信號(hào)l時(shí)，傳輸過(guò)程為 在中心站，下行基帶信號(hào)1在MZM中以抑制光載波(OCS, Optical Carrier Suppresion )的方式直接調(diào)制原始光信號(hào)，通過(guò)抑制光載波的 方式上變頻得到毫米波信號(hào)，被毫米波調(diào)制的光信號(hào)通過(guò)單模光纖 SMF傳輸?shù)交静⒈环殖蓛蓶|，對(duì)其中的 一路經(jīng)延時(shí)器做1比特的延 時(shí)，延時(shí)后兩路信號(hào)合成并被PD探測(cè)到，PD將探測(cè)到的合成后的毫 米波光信號(hào)轉(zhuǎn)換成毫米波電信號(hào)，把這個(gè)亳米波電信號(hào)發(fā)送到移動(dòng)終 端，然后在移動(dòng)終端將毫米電波信號(hào)和未經(jīng)調(diào)制的原始毫米波電信號(hào) 混頻，然后通過(guò)低通濾波器，就得到了下行基帶信號(hào)l。
基于上述系統(tǒng)，在基站向中心站發(fā)送上行基帶信號(hào)2時(shí)，傳輸過(guò) 程為無(wú)線(xiàn)終端產(chǎn)生的上行的基帶信號(hào)2和毫米波完全沒(méi)有關(guān)系，在 基站，上行的基帶信號(hào)2直接由MZM調(diào)制到激光器所產(chǎn)生的光上，然 后光通過(guò)單模光纖SMF傳輸?shù)街行恼?，中心站直接用PD探測(cè)進(jìn)行光 電轉(zhuǎn)換得到基帶信號(hào)。
實(shí)際情況是，基站只能接收到毫米波信號(hào)，收不到基帶信號(hào)。所 以沒(méi)有辦法在基站直接用上行的基帶信號(hào)2調(diào)制光，而傳統(tǒng)的方案在 基站正是用上行的基帶信號(hào)2調(diào)制光，所以這不符合毫米波光纖無(wú)線(xiàn) 電系統(tǒng)工作的實(shí)際情況。且這種系統(tǒng)及方法在中心站和基站各用 一個(gè) 激光器，價(jià)格昂貴。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種雙工毫米波光纖無(wú)線(xiàn)電系統(tǒng)及其調(diào)制 方法，降低毫米波光纖無(wú)線(xiàn)電系統(tǒng)的成本，讓雙工亳米波光纖無(wú)線(xiàn)電 系統(tǒng)的工作方式更符合實(shí)際。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明釆用如下技術(shù)方案
一種雙工毫米波光纖無(wú)線(xiàn)電系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括中心站、基站和無(wú)
線(xiàn)終端，該系統(tǒng)中，
中心站包括相位調(diào)制單元和解調(diào)單元，其中相位調(diào)制單元，使用下行基帶信號(hào)上變頻后的第一毫米波電信 號(hào)，以相位調(diào)制方式調(diào)制原始光信號(hào)得到第一光信號(hào)，并將其發(fā)送到
基站；
解調(diào)單元，接收基站發(fā)送的第二光信號(hào)并將其光電轉(zhuǎn)換為第二亳 米波電信號(hào)，將第二亳米波電信號(hào)解調(diào)并下變頻得到上行基帶信號(hào)；
基站包括信號(hào)轉(zhuǎn)換單元和強(qiáng)度調(diào)制單元，其中
信號(hào)轉(zhuǎn)換單元，接收中心站發(fā)送的第一光信號(hào)，將其延時(shí)后與未 延時(shí)的第一光信號(hào)合成為合成光信號(hào)，將合成光信號(hào)光電轉(zhuǎn)換為合成 亳米波電信號(hào)并將其發(fā)送到無(wú)線(xiàn)終端；
強(qiáng)度調(diào)制單元，接收無(wú)線(xiàn)終端發(fā)送的第二毫米波電信號(hào)及中心站 發(fā)送的第一光信號(hào)，使用所述第二亳米波電信號(hào)以強(qiáng)度調(diào)制方式調(diào)制 所述第一光信號(hào)，調(diào)制后得到第二光信號(hào)并其發(fā)送到中心站；
無(wú)線(xiàn)終端包括接收單元和發(fā)送單元，其中
接收單元，接收基站發(fā)送的合成毫米波電信號(hào)對(duì)其解調(diào)并下變 頻，得到下行基帶信號(hào)；
發(fā)送單元，用于將上行基帶信號(hào)上變頻后的第二毫米波電信號(hào)發(fā) 送到基站。
優(yōu)選地，所述相位調(diào)制單元包括
毫米波信號(hào)發(fā)生器，用于產(chǎn)生原始亳米波電信號(hào)；
激光器，用于產(chǎn)生原始光信號(hào)；
上變頻器，用于使用下行基帶信號(hào)調(diào)制所述原始毫米波電信號(hào)實(shí) 現(xiàn)上變頻，上變頻后得到第一毫米波電信號(hào)；
相位調(diào)制器，用于使用所述第 一 亳米波電信號(hào)以相位調(diào)制方式調(diào) 制所述原始光信號(hào)得到第一光信號(hào)，并將其發(fā)送到基站。
優(yōu)選地，所述上變頻器為bpsk調(diào)制器，使用下行基帶信號(hào)以
bpsk調(diào)制方式調(diào)制所述原始亳米波電信號(hào)實(shí)現(xiàn)上變頻。
優(yōu)選地，發(fā)送單元以bpsk調(diào)制方式將上行基帶信號(hào)上變頻得到第二毫米波電信號(hào)。
優(yōu)選地，所述信號(hào)轉(zhuǎn)換單元包括
接收器，用于接收中心站發(fā)送的第一光信號(hào)并將其分成兩路； 延時(shí)器，用于對(duì)其中一路第一光信號(hào)進(jìn)行延時(shí)； 光電探測(cè)器，用于接收合成光信號(hào)，將其光電轉(zhuǎn)換為合成毫米波 電信號(hào)后發(fā)送到無(wú)線(xiàn)終端。
優(yōu)選地，解調(diào)單元包括
光電探測(cè)器，用于接收基站發(fā)送的第二光信號(hào)，并將其光電轉(zhuǎn)換
為第二毫米波電信號(hào)；
信號(hào)放大器，將所述第二亳米波電信號(hào)進(jìn)行信號(hào)放大；
混頻器，將毫米波信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生的原始亳米波電信號(hào)與放大后
的第二亳米波電信號(hào)進(jìn)行混頻解調(diào)得到解調(diào)信號(hào)；
低通濾波器，將解調(diào)信號(hào)進(jìn)行低通濾波實(shí)現(xiàn)下變頻，得到上行基 帶信號(hào)。
優(yōu)選地，接收單元包括
信號(hào)放大器，接收基站發(fā)送的合成毫米波電信號(hào)并進(jìn)行放大； 混頻器，將毫米波信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生的原始毫米波電信號(hào)與放大后
的合成毫米波電信號(hào)進(jìn)行混頻解調(diào)得到解調(diào)信號(hào)；
低通濾波器，將解調(diào)信號(hào)進(jìn)行低通濾波實(shí)現(xiàn)下變頻得到下行基帶信號(hào)。
本發(fā)明還提供了 一種上述雙工毫米波光纖無(wú)線(xiàn)電系統(tǒng)的調(diào)制方
法，該方法中，在中心站向無(wú)線(xiàn)終端發(fā)送下行基帶信號(hào)時(shí)，包括步驟
中心站使用下行基帶信號(hào)上變頻后的第一亳米波電信號(hào)，以相位
調(diào)制方式調(diào)制原始光信號(hào)得到第一光信號(hào)，并將其發(fā)送到基站；
基站接收中心站發(fā)送的第一光信號(hào)，將其延時(shí)后與未延時(shí)的第一 光信號(hào)合成為合成光信號(hào)，將合成光信號(hào)光電轉(zhuǎn)換為合成亳米波電信 號(hào)，并將其發(fā)送到無(wú)線(xiàn)終端；無(wú)線(xiàn)終端接收基站發(fā)送的合成毫米波電信號(hào)，并對(duì)其解調(diào)及下變
頻得到下行基帶信號(hào)；
在無(wú)線(xiàn)終端向中心站發(fā)送上行基帶信號(hào)時(shí)，包括步驟
無(wú)線(xiàn)終端將上行基帶信號(hào)上變頻后的第二亳米波電信號(hào)發(fā)送到
基站；
基站接收無(wú)線(xiàn)終端發(fā)送的第二亳米波電信號(hào)，及中心站在傳輸下 行基帶信號(hào)步驟發(fā)送的第一光信號(hào)，使用第二毫米波電信號(hào)以強(qiáng)度調(diào) 制方式調(diào)制第一光信號(hào)，調(diào)制后得到第二光信號(hào)并其發(fā)送到中心站；
中心站接收基站發(fā)送的第二光信號(hào)并將其光電轉(zhuǎn)換為第二毫米 波電信號(hào)，將第二亳米波電信號(hào)解調(diào)并下變頻得到上行基帶信號(hào)。
優(yōu)選地，中心站使用下行基帶信號(hào)以BPSK調(diào)制方式調(diào)制毫米波 發(fā)生器產(chǎn)生的原始亳米波電信號(hào)，實(shí)現(xiàn)下行基帶信號(hào)上變頻，無(wú)線(xiàn)終
端以BPSK調(diào)制方式將上行基帶信號(hào)上變頻得到第二毫米波電信號(hào)。 優(yōu)選地，中心站對(duì)第二毫米波電信號(hào)解調(diào)及下變頻包括步驟 將第二亳米波電信號(hào)進(jìn)行信號(hào)放大；
將毫米波信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生的原始毫米波電信號(hào)與放大后的第二 亳米波電信號(hào)進(jìn)行混頻解調(diào)，得到解調(diào)信號(hào)；
將解調(diào)信號(hào)進(jìn)行低通濾波實(shí)現(xiàn)下變頻，得到上行基帶信號(hào)；
無(wú)線(xiàn)終端解調(diào)并下變頻包括步驟
接收基站發(fā)送的合成毫米波電信號(hào)并對(duì)其進(jìn)行信號(hào)放大；
將毫米波信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生的原始亳米波電信號(hào)與放大后的合成 亳米波電信號(hào)進(jìn)行混頻解調(diào)，得到解調(diào)信號(hào)；
將解調(diào)信號(hào)進(jìn)行低通濾波實(shí)現(xiàn)下變頻得到下行基帶信號(hào)。
利用本發(fā)明提供的雙工亳米波光纖無(wú)線(xiàn)電系統(tǒng)及調(diào)制方法，具有 以下有益效果
1)釆用相位強(qiáng)度混合調(diào)制方式，借助中心站發(fā)出的另一路光信 號(hào)作為無(wú)線(xiàn)終端向中心站發(fā)送毫米波電信號(hào)的強(qiáng)度調(diào)制，因此，只在中心站設(shè)置一臺(tái)激光器即可，節(jié)省了系統(tǒng)的成本；
2)所提出的方案在基站是用亳米波信號(hào)調(diào)制光信號(hào)，實(shí)現(xiàn)了基 站天線(xiàn)收發(fā)的都是經(jīng)過(guò)上變頻調(diào)制后的亳米波信號(hào)，符合實(shí)際工作'隋-況的要求。


圖l為現(xiàn)有技術(shù)中雙工亳米波光纖無(wú)線(xiàn)電系統(tǒng)框圖； 圖2為本發(fā)明雙工毫米波光纖無(wú)線(xiàn)電系統(tǒng)框圖； 圖3為本發(fā)明雙工毫米波光纖無(wú)線(xiàn)電系統(tǒng)在中心站向無(wú)線(xiàn)終端發(fā) 送下行基帶信號(hào)時(shí)的調(diào)制方法流程圖4為本發(fā)明雙工毫米波光纖無(wú)線(xiàn)電系統(tǒng)在無(wú)線(xiàn)終端向中心站發(fā)
送上行基帶信號(hào)時(shí)的調(diào)制方法流程圖5為本發(fā)明實(shí)施例中在中心站第 一 光信號(hào)被第 一 毫米波電信號(hào) 相位調(diào)制后的光譜圖6為本發(fā)明實(shí)施例中在基站第二光信號(hào)被第二亳米波電信號(hào)強(qiáng)
度調(diào)制后的光譜圖7為本發(fā)明實(shí)施例中在無(wú)線(xiàn)終端解調(diào)出的下行基帶信號(hào)數(shù)據(jù)的 眼圖8為本發(fā)明實(shí)施例中在中心站所解調(diào)出的上行基帶信號(hào)數(shù)據(jù)的 眼圖9為本發(fā)明實(shí)施例中上下行基帶信號(hào)數(shù)據(jù)的誤碼率曲線(xiàn)圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明提出的雙工毫米波光纖無(wú)線(xiàn)電系統(tǒng)及其調(diào)制方法，結(jié)合附
圖和實(shí)施例說(shuō)明如下。
本發(fā)明所提出的雙工毫米波光纖無(wú)線(xiàn)電系統(tǒng)在基站是用毫米波
電信號(hào)調(diào)制光，這是符合實(shí)際情況的，系統(tǒng)只在中心站設(shè)置激光器， 又進(jìn)一步降低了系統(tǒng)的成本。現(xiàn)有的雙工亳米波光纖無(wú)線(xiàn)電系統(tǒng)的調(diào)
制方法要么是單純的光強(qiáng)度調(diào)制，要么是單純的相位調(diào)制，沒(méi)有混合釆用的。本發(fā)明的創(chuàng)新點(diǎn)之一是將兩種調(diào)制方式在雙工亳米波光纖無(wú) 線(xiàn)電系統(tǒng)中結(jié)合在 一起使用，另 一創(chuàng)新點(diǎn)在于實(shí)現(xiàn)了基站天線(xiàn)收發(fā)的 都是經(jīng)過(guò)上變頻調(diào)制后的毫米波信號(hào)。 實(shí)施例
如圖2所示，本發(fā)明提出的雙工毫米波光纖無(wú)線(xiàn)電系統(tǒng)包括中心 站、基站和無(wú)線(xiàn)終端，中心站與基站之間通過(guò)單模光纖SMF實(shí)現(xiàn)信 號(hào)傳輸，基站與無(wú)線(xiàn)終端通過(guò)無(wú)線(xiàn)信道進(jìn)行通信(圖中虛箭頭表示無(wú) 線(xiàn)信道)。
與現(xiàn)有技術(shù)不同的是，本發(fā)明中，中心站包括相位調(diào)制單元和解 調(diào)單元，相位調(diào)制單元使用下行基帶信號(hào)l上變頻后的第一毫米波電 信號(hào)，以相位調(diào)制方式調(diào)制原始光信號(hào)得到第一光信號(hào)，并將其發(fā)送 到基站；解調(diào)單元接收基站發(fā)送的第二光信號(hào)并將其光電轉(zhuǎn)換為第二 亳米波電信號(hào)，將第二亳米波電信號(hào)解調(diào)并下變頻得到上行基帶信 號(hào)。本實(shí)施例中相位調(diào)制單元具體包括毫米波信號(hào)發(fā)生器(圖中未 示出)、激光器、上變頻器、相位調(diào)制器PM (phase modulator),其中 亳米波信號(hào)發(fā)生器，用于產(chǎn)生原始亳米波電信號(hào)；激光器，用于產(chǎn)生 原始光信號(hào)；上變頻器，用于使用下行基帶信號(hào)調(diào)制原始毫米波電信 號(hào)實(shí)現(xiàn)上變頻，上變頻后得到第一毫米波電信號(hào)；相位調(diào)制器，用于 使用第一毫米波電信號(hào)以相位調(diào)制方式調(diào)制原始光信號(hào)得到第一光 信號(hào)，并將其發(fā)送到基站。本實(shí)施例中解調(diào)單元具體包括光電探測(cè) 器、信號(hào)放大器、混頻器和低通濾波器，其中光電探測(cè)器，用于接
收基站送的第二光信號(hào)，并將其光電轉(zhuǎn)換為第二亳米波電信號(hào)；信號(hào) 放大器，用于將第二亳米波電信號(hào)進(jìn)行信號(hào)放大；混頻器，將亳米波 信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生的原始亳米波電信號(hào)與放大后的第二毫米波電信號(hào) 進(jìn)行混頻解調(diào)得到解調(diào)信號(hào)；低通濾波器，將解調(diào)信號(hào)進(jìn)行低通濾波 實(shí)現(xiàn)下變頻得到上行基帶信號(hào)。
本發(fā)明中，基站包括信號(hào)轉(zhuǎn)換單元和強(qiáng)度調(diào)制器，其中信號(hào)轉(zhuǎn)換單元，用于接收中心站發(fā)送的第一光信號(hào)，將其延時(shí)任意/。后與未延時(shí)的第一光信號(hào)合成為合成光信號(hào)，將合成光信號(hào)光電轉(zhuǎn)換為合成
毫米波電信號(hào)并將其發(fā)送到無(wú)線(xiàn)終端；強(qiáng)度調(diào)制器AM (AmplitudeModulator),接收無(wú)線(xiàn)終端發(fā)送的第二毫米波電信號(hào)及中心站發(fā)送的第 一光信號(hào)，使用第二毫米波電信號(hào)以強(qiáng)度調(diào)制方式調(diào)制第 一光信號(hào)，調(diào)制后得到第二光信號(hào)并其發(fā)送到中心站。本實(shí)施例中信號(hào)轉(zhuǎn)換單元具體包括接收器(圖中未示出)，用于接收中心站發(fā)送的第一光信號(hào)并將其分成兩路；延時(shí)器，用于對(duì)其中一路第一光信號(hào)進(jìn)行延時(shí)；光電探測(cè)器，用于接收合成后的合成光信號(hào)，將其光電轉(zhuǎn)換為合成毫米波電信號(hào)后發(fā)送到無(wú)線(xiàn)終端。
本發(fā)明中，無(wú)線(xiàn)終端包括接收單元和發(fā)送單元，接收單元接收基站發(fā)送的合成亳米波電信號(hào)對(duì)其解調(diào)并下變頻，得到下行基帶信號(hào)；發(fā)送單元將上行基帶信號(hào)上變頻后的第二毫米波電信號(hào)發(fā)送到基站。本實(shí)施例中發(fā)送單元包括上變頻器和毫米波信號(hào)發(fā)生器，毫米波信號(hào)發(fā)生器用于產(chǎn)生原始亳米波電信號(hào)，上變頻器使用下行基帶信號(hào)2調(diào)制原始毫米波電信號(hào)實(shí)現(xiàn)上變頻。接收單元具體包括信號(hào)放大器，接收基站發(fā)送的合成毫米波電信號(hào)并進(jìn)行放大；混頻器，將毫米波信
號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生的原始毫米波電信號(hào)與放大后的合成毫米波電信號(hào)進(jìn)
行混頻解調(diào)得到解調(diào)信號(hào)；低通濾波器，將解調(diào)信號(hào)進(jìn)行低通濾波實(shí)現(xiàn)下變頻得到下行基帶信號(hào)。
在具體實(shí)施時(shí)，中心站的上變頻器和無(wú)線(xiàn)終端的上變頻器均可釆用BPSK ( Binary Phase Shift Keying )調(diào)制器，在中心站，BPSK調(diào)制器使用下行基帶信號(hào)以BPSK調(diào)制方式調(diào)制原始亳米波電信號(hào)實(shí)現(xiàn)上變頻，得到第一毫米波電信號(hào)；在無(wú)線(xiàn)終端，BPSK調(diào)制器使用上行基帶信號(hào)以BP SK調(diào)制方式調(diào)制原始亳米波電信號(hào)實(shí)現(xiàn)上變頻，得到第二毫米波電信號(hào)。
本發(fā)明不僅限于BPSK調(diào)制器，其它的調(diào)制方式也可以在本方案如圖3所示，本實(shí)施例中使用上述雙工毫米波光纖無(wú)線(xiàn)電系統(tǒng)的調(diào)制方法，中心站向無(wú)線(xiàn)終端發(fā)送下行基帶信號(hào)時(shí)，包括步驟
s101，利用BPSK調(diào)制器使用下行基帶信號(hào)以BPSK調(diào)制方式對(duì)毫米波發(fā)生器產(chǎn)生的原始毫米波電信號(hào)進(jìn)行調(diào)制，實(shí)現(xiàn)下行基帶信號(hào)的上變頻，調(diào)制后得到第一毫米波電信號(hào)；
s 102 ，利用相位調(diào)制器PM使用第-- 毫米波電信號(hào)以相位調(diào)制方
式調(diào)制原始光信號(hào)得到第 一 光信號(hào)；
本發(fā)明在中心站使用相位調(diào)制方式，這樣第 一光信號(hào)保持了恒包絡(luò)的特性，光信號(hào)的恒包絡(luò)特性是指光信號(hào)的包絡(luò)是恒定的。光信號(hào)的恒包絡(luò)特性的好處是可以繼續(xù)被微波信號(hào)做強(qiáng)度調(diào)制，可以正確的
s103，中心站將第一光信號(hào)通過(guò)單模光纖SMF發(fā)送到基站；s104，基站接收到第一光信號(hào)后分成兩路， 一路進(jìn)行延時(shí)相干，
另 一路作為基站向中心站發(fā)送上行信號(hào)時(shí)調(diào)制所用光載波的備用光
信號(hào)，作延時(shí)相干的那路第一光信號(hào)具體為分兩路， 一路經(jīng)延時(shí)器延
時(shí)后與未延時(shí)的第 一 光信號(hào)合成為合成光信號(hào)；
s105,基站的光電探測(cè)器將合成光信號(hào)光電轉(zhuǎn)換為合成亳米波電
信號(hào)并將其發(fā)送到無(wú)線(xiàn)終端；
s106,無(wú)線(xiàn)終端接收基站發(fā)送的合成亳米波電信號(hào)并利用AMP對(duì)其信號(hào)放大；
s107，無(wú)線(xiàn)終端的混頻器將毫米波信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生的原始亳米波
電信號(hào)與放大后的合成毫米波電信號(hào)進(jìn)行混頻解調(diào)得到解調(diào)信號(hào)；
s108,無(wú)線(xiàn)終端利用低通濾波器將解調(diào)信號(hào)進(jìn)行低通濾波實(shí)現(xiàn)下變頻得到下行基帶信號(hào)。
如圖4所示，無(wú)線(xiàn)終端向中心站發(fā)送上行基帶信號(hào)時(shí)，包括步驟s201，無(wú)線(xiàn)終端的BPSK調(diào)制器使用上行基帶信號(hào)以BPSK調(diào)制方式對(duì)毫米波發(fā)生器產(chǎn)生的原始毫米波電信號(hào)進(jìn)行調(diào)制，實(shí)現(xiàn)上行基
帶信號(hào)的上變頻，調(diào)制后得到第二亳米波電信號(hào)；
s202，無(wú)線(xiàn)終端將調(diào)制后的第二亳米波電信號(hào)通過(guò)無(wú)線(xiàn)信號(hào)發(fā)送
到基站；
以該步驟中使用第二毫米波電信號(hào)以強(qiáng)度調(diào)制方式調(diào)制備用的第一光信號(hào)，調(diào)制后得到第二光信號(hào)并其發(fā)送到中心站；s204，中心站接收到第二光信號(hào)；
s205,中心站的光電探測(cè)器將第二光信號(hào)光電轉(zhuǎn)換為第二毫米波
電信號(hào)；
s206，中心站利用AMP將第二毫米波電信號(hào)進(jìn)行信號(hào)放大；
s207,中心站的混頻器將毫米波信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生的原始毫米波電信號(hào)與放大后的第二毫米波電信號(hào)進(jìn)行混頻解調(diào)得到解調(diào)信號(hào)；
s208 ，中心站利用低通濾波器將解調(diào)信號(hào)進(jìn)行低通濾波實(shí)現(xiàn)下變頻得到上行基帶信號(hào)。
調(diào)制過(guò)程中，因?yàn)閺?qiáng)度和相位是一個(gè)正弦信號(hào)的兩個(gè)維度，所以這時(shí)基站發(fā)送到中心站的第二光信號(hào)的幅度能夠并且只能夠體現(xiàn)全部上行信號(hào)數(shù)據(jù)。這樣既降低了雙工亳米波光纖無(wú)線(xiàn)電系統(tǒng)的成本，同時(shí)把在基站接收到的已調(diào)毫米波信號(hào)傳輸?shù)搅酥行恼?，符合毫米波光纖無(wú)線(xiàn)電系統(tǒng)的實(shí)際工作情況。
本實(shí)施例中，具體實(shí)現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)裝置參數(shù)如下激光器使用可調(diào)諧激光器，可調(diào)諧激光器工作在1551.6nm處，發(fā)射功率6dBm，使用信號(hào)源產(chǎn)生1.25GHz的周期為211-1的偽隨機(jī)序列信號(hào)作為上行和下行基帶信號(hào)；毫米波信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生的原始毫米波電信號(hào)的頻率為lOGHz，功率10dBm;放大器使用摻鉺光纖放大器EDFA, EDFA工作電流36mA;光強(qiáng)度調(diào)制器偏置電壓3.6V,調(diào)制深度10%;電放大
中心站傳輸器中心頻率10GHz,帶寬6GHz,工作電壓8V。圖5為被第一毫米波電信號(hào)相位調(diào)制后的光譜圖，圖6為被第二毫米波電信號(hào)強(qiáng)度調(diào)制后的光譜圖，可以看到信號(hào)已經(jīng)被調(diào)制到光載波上。圖7是解調(diào)出的下行基帶信號(hào)數(shù)據(jù)的眼圖，圖8是解調(diào)出的上行基帶信號(hào)數(shù)據(jù)的眼圖，可以看到眼圖質(zhì)量非常的好，說(shuō)明預(yù)期的混合調(diào)制方法是可行的，性能是非常好的。圖9是上下行基帶信號(hào)數(shù)據(jù)的誤碼率曲線(xiàn)，可以看到上下行誤碼率曲線(xiàn)都近似為直線(xiàn)，都沒(méi)有出現(xiàn)誤碼平臺(tái)，可以說(shuō)本方案的性能是非常好的。
本方案在基站節(jié)省了激光器，有效降低了雙工毫米波光纖無(wú)線(xiàn)電系統(tǒng)的成本，同時(shí)成功把基站接收到的上行毫米波信號(hào)傳送到的中心站，符合雙工毫米波光纖無(wú)線(xiàn)電系統(tǒng)的實(shí)際工作情況，信號(hào)的傳輸質(zhì)量非常高，本方案符合實(shí)用化的性能要求。
以上實(shí)施方式僅用于說(shuō)明本發(fā)明，而并非對(duì)本發(fā)明的限制，有關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，還可以做出各種變化和變型，因此所有等同的技術(shù)方案也屬于本發(fā)明的范疇，本發(fā)明的專(zhuān)利保護(hù)范圍應(yīng)由權(quán)利要求限定。
權(quán)利要求
1、一種雙工毫米波光纖無(wú)線(xiàn)電系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括中心站、基站和無(wú)線(xiàn)終端，其特征在于，中心站包括相位調(diào)制單元和解調(diào)單元，其中相位調(diào)制單元，使用下行基帶信號(hào)上變頻后的第一毫米波電信號(hào)，以相位調(diào)制方式調(diào)制原始光信號(hào)得到第一光信號(hào)，并將其發(fā)送到基站；解調(diào)單元，接收基站發(fā)送的第二光信號(hào)并將其光電轉(zhuǎn)換為第二毫米波電信號(hào)，將第二毫米波電信號(hào)解調(diào)并下變頻得到上行基帶信號(hào)；基站包括信號(hào)轉(zhuǎn)換單元和強(qiáng)度調(diào)制單元，其中信號(hào)轉(zhuǎn)換單元，接收中心站發(fā)送的第一光信號(hào)，將其延時(shí)后與未延時(shí)的第一光信號(hào)合成為合成光信號(hào)，將合成光信號(hào)光電轉(zhuǎn)換為合成毫米波電信號(hào)并將其發(fā)送到無(wú)線(xiàn)終端；強(qiáng)度調(diào)制單元，接收無(wú)線(xiàn)終端發(fā)送的第二毫米波電信號(hào)及中心站發(fā)送的第一光信號(hào)，使用所述第二毫米波電信號(hào)以強(qiáng)度調(diào)制方式調(diào)制所述第一光信號(hào)，調(diào)制后得到第二光信號(hào)并其發(fā)送到中心站；無(wú)線(xiàn)終端包括接收單元和發(fā)送單元，其中接收單元，接收基站發(fā)送的合成毫米波電信號(hào)對(duì)其解調(diào)并下變頻，得到下行基帶信號(hào)；發(fā)送單元，用于將上行基帶信號(hào)上變頻后的第二毫米波電信號(hào)發(fā)送到基站。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述相位調(diào)制單元包括亳米波信號(hào)發(fā)生器，用于產(chǎn)生原始毫米波電信號(hào)； 激光器，用于產(chǎn)生原始光信號(hào)；上變頻器，用于使用下行基帶信號(hào)調(diào)制所述原始亳米波電信號(hào)實(shí) 現(xiàn)上變頻，上變頻后得到第一亳米波電信號(hào)；相位調(diào)制器，用于使用所述第 一 毫米波電信號(hào)以相位調(diào)制方式調(diào) 制所述原始光信號(hào)得到第 一 光信號(hào)，并將其發(fā)送到基站。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述上變頻器為 BPSK調(diào)制器，使用下行基帶信號(hào)以BPSK調(diào)制方式調(diào)制所述原始毫 米波電信號(hào)實(shí)現(xiàn)上變頻。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，發(fā)送單元以BPSK調(diào)制方式將上行基帶信號(hào)上變頻得到第二亳米波電信號(hào)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述信號(hào)轉(zhuǎn)換單 元包括接收器，用于接收中心站發(fā)送的第一光信號(hào)并將其分成兩路；延時(shí)器，用于對(duì)其中一路第一光信號(hào)進(jìn)行延時(shí)；光電探測(cè)器，用于接收合成光信號(hào)，將其光電轉(zhuǎn)換為合成毫米波 電信號(hào)后發(fā)送到無(wú)線(xiàn)終端。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，解調(diào)單元包括 光電探測(cè)器，用于接收基站發(fā)送的第二光信號(hào)，并將其光電轉(zhuǎn)換為第二亳米波電信號(hào)；信號(hào)放大器，將所述第二亳米波電信號(hào)進(jìn)行信號(hào)放大；混頻器，將毫米波信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生的原始毫米波電信號(hào)與放大后的第二亳米波電信號(hào)進(jìn)行混頻解調(diào)得到解調(diào)信號(hào)；低通濾波器，將解調(diào)信號(hào)進(jìn)行低通濾波實(shí)現(xiàn)下變頻，得到上行基帶信號(hào)。
7、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的系統(tǒng)，其特征在于，接收單元包括 信號(hào)放大器，接收基站發(fā)送的合成亳米波電信號(hào)并進(jìn)行放大； 混頻器，將毫米波信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生的原始毫米波電信號(hào)與放大后的合成毫米波電信號(hào)進(jìn)行混頻解調(diào)得到解調(diào)信號(hào)；低通濾波器，將解調(diào)信號(hào)進(jìn)行低通濾波實(shí)現(xiàn)下變頻得到下行基帶 信號(hào)。
8、 一種權(quán)利要求1所述系統(tǒng)的調(diào)制方法，其特征在于，該方法 中，在中心站向無(wú)線(xiàn)終端發(fā)送下行基帶信號(hào)時(shí)，包括步驟中心站使用下行基帶信號(hào)上變頻后的第 一 毫米波電信號(hào)，以相位 調(diào)制方式調(diào)制原始光信號(hào)得到第一光信號(hào)，并將其發(fā)送到基站；基站接收中心站發(fā)送的第一光信號(hào)，將其延時(shí)后與未延時(shí)的第一 光信號(hào)合成為合成光信號(hào)，將合成光信號(hào)光電轉(zhuǎn)換為合成毫米波電信號(hào)，并將其發(fā)送到無(wú)線(xiàn)終端；無(wú)線(xiàn)終端接收基站發(fā)送的合成毫米波電信號(hào)，并對(duì)其解調(diào)及下變頻得到下行基帶信號(hào)；在無(wú)線(xiàn)終端向中心站發(fā)送上行基帶信號(hào)時(shí)，包括步驟無(wú)線(xiàn)終端將上行基帶信號(hào)上變頻后的第二毫米波電信號(hào)發(fā)送到基站；基站接收無(wú)線(xiàn)終端發(fā)送的第二毫米波電信號(hào)，及中心站在傳輸下 行基帶信號(hào)步驟發(fā)送的第 一 光信號(hào)，使用第二毫米波電信號(hào)以強(qiáng)度調(diào) 制方式調(diào)制第一光信號(hào)，調(diào)制后得到第二光信號(hào)并其發(fā)送到中心站；中心站接收基站發(fā)送的第二光信號(hào)并將其光電轉(zhuǎn)換為第二毫米 波電信號(hào)，將第二毫米波電信號(hào)解調(diào)并下變頻得到上行基帶信號(hào)。
9、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的調(diào)制方法，其特征在于，中心站使用下行基帶信號(hào)以BPSK調(diào)制方式調(diào)制毫米波發(fā)生器產(chǎn)生的原始毫米 波電信號(hào)，實(shí)現(xiàn)下行基帶信號(hào)上變頻，無(wú)線(xiàn)終端以BPSK調(diào)制方式將 上行基帶信號(hào)上變頻得到第二亳米波電信號(hào)。
10、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的調(diào)制方法，其特征在于，中心站對(duì)第 二亳米波電信號(hào)解調(diào)及下變頻包括以下步驟將第二毫米波電信號(hào)進(jìn)行信號(hào)放大；將亳米波信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生的原始毫米波電信號(hào)與放大后的第二 毫米波電信號(hào)進(jìn)行混頻解調(diào)，得到解調(diào)信號(hào)；將解調(diào)信號(hào)進(jìn)行低通濾波實(shí)現(xiàn)下變頻，得到上行基帶信號(hào)；無(wú)線(xiàn)終端解調(diào)并下變頻包括步驟接收基站發(fā)送的合成毫米波電信號(hào)并對(duì)其進(jìn)行信號(hào)放大；將亳米波信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生的原始亳米波電信號(hào)與放大后的合成毫米波電信號(hào)進(jìn)行混頻解調(diào)，得到解調(diào)信號(hào)；將解調(diào)信號(hào)進(jìn)行低通濾波實(shí)現(xiàn)下變頻得到下行基帶信號(hào)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種雙工毫米波光纖無(wú)線(xiàn)電系統(tǒng)及調(diào)制方法，該系統(tǒng)只在中心站設(shè)置一個(gè)激光器，中心站的相位調(diào)制單元使用下行基帶信號(hào)上變頻后的第一毫米波電信號(hào)，以相位調(diào)制方式調(diào)制原始光信號(hào)得到第一光信號(hào)，并將其發(fā)送到基站；基站中的強(qiáng)度調(diào)制單元接收無(wú)線(xiàn)終端發(fā)送的第二毫米波電信號(hào)及中心站發(fā)送的第一光信號(hào)，使用第二毫米波電信號(hào)以強(qiáng)度調(diào)制方式調(diào)制第一光信號(hào)，調(diào)制后得到第二光信號(hào)并將其發(fā)送到中心站，這樣實(shí)現(xiàn)了基站天線(xiàn)收發(fā)的都是經(jīng)過(guò)上變頻調(diào)制后的毫米波信號(hào)。本發(fā)明降低了毫米波光纖無(wú)線(xiàn)電系統(tǒng)的成本，讓雙工毫米波光纖無(wú)線(xiàn)電系統(tǒng)的工作方式更符合實(shí)際。
文檔編號(hào)H04W16/26GK101459917SQ200910076550
公開(kāi)日2009年6月17日 申請(qǐng)日期2009年1月8日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月8日
發(fā)明者張漢一, 熙 武, 鄭小平, 和 聞 申請(qǐng)人:清華大學(xué)