專利名稱：一種光載無線系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光載無線通信領(lǐng)域，特別是涉及一種光載無線系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著無線通信向著高速網(wǎng)絡(luò)的進(jìn)一步發(fā)展，有限的頻譜資源和有限的傳輸距離嚴(yán)重限制了無線通信技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用；光通信領(lǐng)域也遇到了電子瓶頸這一困難，在電域中產(chǎn)生幾十GHz的毫米波需要很高的經(jīng)濟(jì)成本，40GHz附近的毫米波也不適合在同軸電纜或大氣中傳輸。于是，近年來人們逐漸考慮綜合利用光通信與無線通信各自的優(yōu)勢，克服上述問題，以實現(xiàn)光通信與無線通信的融合，這將成為未來通信的發(fā)展方向。為了實現(xiàn)Gbit/s的通信系統(tǒng)，可以在光載無線通信(feidio over Fiber，簡稱 “R0F”)系統(tǒng)中利用四相相對相移鍵控(Differential Quadrature Reference Phase Shift Keying，簡稱“DQPSK”)鋰酸鈮調(diào)制器的特殊調(diào)制特性。RoF是當(dāng)今通信領(lǐng)域研究的熱點，涵蓋了固定無線通信(無線接入網(wǎng)和無線局域網(wǎng))和移動無線通信等相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域。 正交頻分復(fù)用技術(shù)光載無線通信(Orthogonal Frequency Division Multiplexing-Radio over Fiber,"OFDM-RoF")屬于副載波復(fù)用光纖通信技術(shù)，系統(tǒng)利用光纖將信號傳輸很遠(yuǎn)距離后，在接收端利用光探測器將其轉(zhuǎn)換為電域毫米波，所以它很好的融合了射頻與光波技術(shù)。RoF技術(shù)涉及了利用馬赫-曾德爾調(diào)制器的非線性產(chǎn)生毫米波，用光學(xué)方法產(chǎn)生射頻， 用射頻調(diào)制光波，通過光纖傳輸已調(diào)光波，把射頻從光波上解調(diào)下來等一系列變換。目前針對下行40GHz毫米波的產(chǎn)生一般使用多個雙電極馬赫-曾德爾調(diào)制器或者干脆只使用一個，前者系統(tǒng)復(fù)雜昂貴，后者雖然系統(tǒng)大大簡化，但是系統(tǒng)產(chǎn)生的毫米波不穩(wěn)定。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種光載無線系統(tǒng)，使得系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，穩(wěn)定性高，方法易于實現(xiàn)，成本低廉。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是提供一種光載無線系統(tǒng)，包括中心站、基站和下行鏈路光纖，所述的中心站和基站通過下行鏈路光纖連接，所述的中心站包括用光纖依次串聯(lián)的激光器、由第一馬赫-曾德爾調(diào)制器、第二馬赫-曾德爾調(diào)制器和第三馬赫-曾德爾調(diào)制器組成的DQPSK鈮酸鋰調(diào)制器和摻鉺光纖放大器；所述的DQPSK鈮酸鋰調(diào)制器使用推挽模式，用于產(chǎn)生含有余弦微波信號的四次諧波及其攜帶0FDM-QPSK數(shù)據(jù)信息邊頻分量；所述的基站用于接收含有余弦微波信號的四次諧波及其攜帶0FDM-QPSK 數(shù)據(jù)信息邊頻分量，通過調(diào)節(jié)偏壓得到用于上行接收解調(diào)的本振信號和所需功率的帶有 0FDM-QPSK數(shù)據(jù)信息的毫米波信號，并將得到的毫米波信號通過天線發(fā)送。所述的基站包括光探測器、前置低噪聲放大器、功分器、第一帶通濾波器、第一毫米波放大器、毫米發(fā)射波天線、第二帶通濾波器和第二毫米波放大器；所述的光探測器的光輸入端接收含有余弦微波信號的四次諧波及其攜帶0FDM-QPSK數(shù)據(jù)信息邊頻分量，電輸出端與所述的前置低噪聲放大器的輸入端相連；所述的前置低噪聲放大器的輸出端與所述的功分器的輸入端相連；所述的功分器的第一輸出端與第一帶通濾波器的輸入端相連，所述的第一帶通濾波器與第一毫米波放大器的輸入端相連，所述的第一毫米波放大器的輸出端與所述的毫米發(fā)射波天線相連；所述的功分器的第二輸出端與第二帶通濾波器的輸入端相連，所述的第二帶通濾波器的輸出端與所述的第二毫米波放大器的輸入端相連；所述的第二毫米波放大器的輸出信號作為用于上行接收解調(diào)的本振信號。所述的第三馬赫-曾德爾調(diào)制器的一條臂上設(shè)有所述的第一馬赫-曾德爾調(diào)制器，另一條臂上設(shè)有所述的第二馬赫-曾德爾調(diào)制器；所述的第一馬赫-曾德爾調(diào)制器的一條臂上的RF電極加上由一個余弦微波信號源輸出的余弦微波信號，余弦微波信號經(jīng)過 180°相移后加到第一馬赫-曾德爾調(diào)制器的另一條臂上的RF電極；所述的第二馬赫-曾德爾調(diào)制器的一條臂上的加上0FDM-QPSK中頻信號；所述的第一馬赫-曾德爾調(diào)制器和第二馬赫-曾德爾調(diào)制器偏置在各自調(diào)制曲線的峰值點；所述的第三馬赫-曾德爾調(diào)制器偏置在其自身調(diào)制曲線的中間點。所述的用于串聯(lián)激光器、DQPSK鈮酸鋰調(diào)制器和摻鉺光纖放大器的光纖為保偏光纖。有益效果由于采用了上述的技術(shù)方案，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下的優(yōu)點和積極效果本系統(tǒng)采用由三個馬赫-曾德爾調(diào)制器組成的DQPSK鋰酸鈮調(diào)制器產(chǎn)生穩(wěn)定的毫米波， 同時傳統(tǒng)的中心站中需要使用光濾波器，而本系統(tǒng)省去了光濾波器，簡化了結(jié)構(gòu)，降低了成本，易于商用化。由于使用推挽模式，IOGHz的輸入功率不需要特別大，所以可以使用市場上已有的偏壓控制器，整個系統(tǒng)可以工作穩(wěn)定的狀態(tài)。本系統(tǒng)完成了下行37. 5GHz已調(diào)信號的同時也實現(xiàn)了上行本振信號的生成，而且產(chǎn)生了多個掃描微波諧波通道，為系統(tǒng)的進(jìn)一步擴(kuò)容打下了基礎(chǔ)。


圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)框圖；圖2是37. 5GHz 0FDM-QPSK毫米波信號頻譜圖。
具體實施例方式下面結(jié)合具體實施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定的范圍。本發(fā)明的實施方式涉及一種光載無線系統(tǒng)，如圖1所示，包括中心站1、基站2和下行鏈路光纖3，所述的中心站1和基站2通過下行鏈路光纖3連接。所述的中心站1包括用光纖依次串聯(lián)的激光器11、由第一馬赫-曾德爾(MZM-I) 調(diào)制器、第二馬赫-曾德爾(MZM-幻調(diào)制器和第三馬赫-曾德爾(MZMD調(diào)制器組成的 DQPSK鈮酸鋰調(diào)制器12和摻鉺光纖放大器13 ；所述的DQPSK鈮酸鋰調(diào)制器12使用推挽模式，用于產(chǎn)生含有余弦微波信號的四次諧波及其攜帶0FDM-QPSK數(shù)據(jù)信息邊頻分量。其中， 所述的MZM-3調(diào)制器的一條臂上設(shè)有所述的MZM-I調(diào)制器，另一條臂上設(shè)有所述的MZM-2調(diào)制器；所述的MZM-I調(diào)制器的一條臂上的RF電極加上由一個余弦微波信號源121輸出的余弦微波信號，余弦微波信號經(jīng)過反相器122進(jìn)行180°相移后加到MZM-I調(diào)制器的另一條臂上的RF電極；所述的MZM-2調(diào)制器的一條臂上的加上中頻信號源123產(chǎn)生的0FDM-QPSK 中頻信號；所述的MZM-I調(diào)制器和MZM-2調(diào)制器偏置在各自調(diào)制曲線的峰值點；所述的 MZM-3調(diào)制器偏置在其自身調(diào)制曲線的中間點。用于串聯(lián)激光器11、DQPSK鈮酸鋰調(diào)制器 12和摻鉺光纖放大器13的光纖可以選用保偏光纖。所述的基站2用于接收含有余弦微波信號的四次諧波及其攜帶0FDM-QPSK數(shù)據(jù)信息邊頻分量，通過調(diào)節(jié)偏壓得到本振信號和所需功率的帶有0FDM-QPSK數(shù)據(jù)信息的毫米波信號，并將得到的毫米波信號經(jīng)過放大器通過天線發(fā)送?；?包括光探測器21、前置低噪聲放大器22、功分器沈、第一帶通濾波器M、第一毫米波放大器25、毫米發(fā)射波天線27、 第二帶通濾波器23和第二毫米波放大器觀；所述的光探測器21的光輸入端接收含有余弦微波信號的四次諧波及其攜帶0FDM-QPSK數(shù)據(jù)信息邊頻分量，電輸出端與所述的前置低噪聲放大器22的輸入端相連；所述的前置低噪聲放大器22的輸出端與所述的功分器沈的輸入端相連；所述的功分器26的第一輸出端與第一帶通濾波器M的輸入端相連，所述的第一帶通濾波器M與第一毫米波放大器25的輸入端相連，所述的第一毫米波放大器25的輸出端與所述的毫米發(fā)射波天線27相連；所述的功分器沈的第二輸出端與第二帶通濾波器23 的輸入端相連，所述的第二帶通濾波器23的輸出端與所述的第二毫米波放大器觀的輸入端相連；所述的第二毫米波放大器觀的輸出信號作為用于上行接收解調(diào)的本振信號。以下對本發(fā)明的原理作進(jìn)一步的闡述如圖1所示，在中心站1，激光器11發(fā)出的單頻激光通過保偏尾纖與DQPSK鋰酸鈮調(diào)制器12的輸入端相連，其中，MZM-I調(diào)制器的一條臂上的RF電極加上由一個余弦微波信號源121輸出的余弦微波信號，余弦微波信號經(jīng)過反相器122進(jìn)行180°相移加到MZM-I調(diào)制器的另一條臂上的RF電極；MZM-2調(diào)制器的一條臂上的RF電極加上中頻信號源123產(chǎn)生的中頻0FDM-QPSK信號；MZM-I調(diào)制器與MZM-2調(diào)制器都偏置在它們各自調(diào)制曲線的峰
點—t ο假設(shè)DQPSK鋰酸鈮調(diào)制器12四條臂時延差τ = 0，此時其輸出光波電場表達(dá)式為
1 「πEout{f) = -Ec \ exp[y(co/+ -)] + exp[y(co/+ cos βω/)]+-她,-一)]+-[危,+_)+|)]}其中，Ε。為光波電場振幅；ω。為光波的中心角頻率；cos為微波信號角頻率；β 為調(diào)相指數(shù)，β = ηνΜ/ν ，Vm是微波信號振幅，νπ為調(diào)相器半波電壓；m(t)為調(diào)制信號，
= π ^ομμ ，Sqfdm ⑴為中頻 0FDM_QPSK 信號。將DQPSK鋰酸鈮調(diào)制器輸出的光信號經(jīng)摻鉺光纖放大器13放大后，由下行鏈路光纖3傳輸?shù)交?，光探測器21檢測光強(qiáng)度，形成光電流id(t)，表達(dá)式如下=
權(quán)利要求
1.一種光載無線系統(tǒng)，包括中心站(1)、基站( 和下行鏈路光纖(3)，所述的中心站(1)和基站( 通過下行鏈路光纖C3)連接，其特征在于，所述的中心站(1)包括用光纖依次串聯(lián)的激光器(11)、由第一馬赫-曾德爾調(diào)制器、第二馬赫-曾德爾調(diào)制器和第三馬赫-曾德爾調(diào)制器組成的DQPSK鈮酸鋰調(diào)制器(1 和摻鉺光纖放大器(1 ；所述的 DQPSK鈮酸鋰調(diào)制器(1 使用推挽模式，用于產(chǎn)生含有余弦微波信號的四次諧波及其攜帶0FDM-QPSK數(shù)據(jù)信息邊頻分量；所述的基站(2)用于接收含有余弦微波信號的四次諧波及其攜帶0FDM-QPSK數(shù)據(jù)信息邊頻分量，通過調(diào)節(jié)偏壓得到用于上行接收解調(diào)的本振信號和所需功率的帶有0FDM-QPSK數(shù)據(jù)信息的毫米波信號，并將得到的毫米波信號通過天線發(fā)送。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光載無線系統(tǒng)，其特征在于，所述的基站(2)包括光探測器(21)、前置低噪聲放大器(22)、功分器( )、第一帶通濾波器(M)、第一毫米波放大器 (25)、毫米發(fā)射波天線(27)、第二帶通濾波器和第二毫米波放大器08)；所述的光探測器的光輸入端接收含有余弦微波信號的四次諧波及其攜帶0FDM-QPSK數(shù)據(jù)信息邊頻分量，電輸出端與所述的前置低噪聲放大器0 的輸入端相連；所述的前置低噪聲放大器0 的輸出端與所述的功分器06)的輸入端相連；所述的功分器06)的第一輸出端與第一帶通濾波器04)的輸入端相連，所述的第一帶通濾波器04)與第一毫米波放大器0 的輸入端相連，所述的第一毫米波放大器0 的輸出端與所述的毫米發(fā)射波天線 (27)相連；所述的功分器06)的第二輸出端與第二帶通濾波器的輸入端相連，所述的第二帶通濾波器的輸出端與所述的第二毫米波放大器08)的輸入端相連；所述的第二毫米波放大器08)的輸出信號作為用于上行接收解調(diào)的本振信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光載無線系統(tǒng)，其特征在于，所述的第三馬赫-曾德爾調(diào)制器的一條臂上設(shè)有所述的第一馬赫-曾德爾調(diào)制器，另一條臂上設(shè)有所述的第二馬赫-曾德爾調(diào)制器；所述的第一馬赫-曾德爾調(diào)制器的一條臂上的RF電極加上由一個余弦微波信號源(121)輸出的余弦微波信號，余弦微波信號經(jīng)過180°相移后加到第一馬赫-曾德爾調(diào)制器的另一條臂上的RF電極；所述的第二馬赫-曾德爾調(diào)制器的一條臂上的加上 0FDM-QPSK中頻信號；所述的第一馬赫-曾德爾調(diào)制器和第二馬赫-曾德爾調(diào)制器偏置在各自調(diào)制曲線的峰值點；所述的第三馬赫-曾德爾調(diào)制器偏置在其自身調(diào)制曲線的中間點ο
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光載無線系統(tǒng)，其特征在于，所述的用于串聯(lián)激光器(11)、 DQPSK鈮酸鋰調(diào)制器(1 和摻鉺光纖放大器(1 的光纖為保偏光纖。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種光載無線系統(tǒng)，包括中心站、基站和下行鏈路光纖，所述的中心站包括用光纖依次串聯(lián)的激光器、DQPSK鈮酸鋰調(diào)制器和摻鉺光纖放大器；所述的DQPSK鈮酸鋰調(diào)制器使用推挽模式，用于產(chǎn)生含有余弦微波信號的四次諧波及其攜帶OFDM-QPSK數(shù)據(jù)信息邊頻分量；所述的基站通過調(diào)節(jié)偏壓得到用于上行接收解調(diào)的本振信號和所需功率的帶有OFDM-QPSK數(shù)據(jù)信息的毫米波信號，并將得到的毫米波信號通過天線發(fā)送。本發(fā)明采用由三個馬赫-曾德爾調(diào)制器組成的DQPSK鋰酸鈮調(diào)制器產(chǎn)生穩(wěn)定的毫米波，省去了光濾波器，簡化了結(jié)構(gòu)，降低了成本，易于商用化。
文檔編號H04L27/26GK102255662SQ201110188139
公開日2011年11月23日 申請日期2011年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月6日
發(fā)明者陳小立, 陳翔 申請人:東華大學(xué)