數(shù)據(jù)信號(hào)上變頻方法和裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種對(duì)數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行上變頻的裝置，包括：激光光源，被配置為產(chǎn)生激光載波；調(diào)制模塊，被配置為以第一正弦時(shí)鐘信號(hào)和所述數(shù)據(jù)信號(hào)對(duì)所述激光載波進(jìn)行調(diào)制來(lái)獲得數(shù)據(jù)調(diào)制光波信號(hào)；色散型諧波增強(qiáng)器，被配置為從所述調(diào)制模塊接收所述數(shù)據(jù)調(diào)制光波信號(hào)，對(duì)所述數(shù)據(jù)調(diào)制光波信號(hào)進(jìn)行色散以獲得攜載所述數(shù)據(jù)信號(hào)的光脈沖；光電探測(cè)模塊，被配置為通過(guò)對(duì)所述攜載所述數(shù)據(jù)信號(hào)的光脈沖進(jìn)行光電探測(cè)來(lái)獲得電信號(hào)；帶通濾波器，被配置為通過(guò)對(duì)所述電信號(hào)進(jìn)行濾波來(lái)獲得上變頻數(shù)據(jù)電信號(hào)。
【專利說(shuō)明】數(shù)據(jù)信號(hào)上變頻方法和裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種數(shù)據(jù)信號(hào)上變頻的裝置和方法，具體地說(shuō)，涉及一種在通信系統(tǒng)中對(duì)任意待發(fā)射數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行光纖傳輸與遠(yuǎn)程上變頻的裝置和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著信息通信需求的不斷激增，對(duì)無(wú)線通信裝置的要求是更大的容量(通過(guò)提高載波頻率、增加通信帶寬寬度實(shí)現(xiàn))、更廣闊的覆蓋范圍(通過(guò)提高載波頻率、減小小區(qū)覆蓋范圍、增加小區(qū)數(shù)和結(jié)合光纖拉遠(yuǎn)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn))和多種業(yè)務(wù)接入能力(通過(guò)多種制式的信號(hào)提供多種業(yè)務(wù))。其中光纖拉遠(yuǎn)結(jié)構(gòu)是引入光纖傳輸鏈路，將待發(fā)射的無(wú)線信號(hào)通過(guò)光纖鏈路從中心站傳輸?shù)竭h(yuǎn)端天線單元，在此，無(wú)線信號(hào)通過(guò)天線發(fā)送給移動(dòng)臺(tái)或來(lái)自移動(dòng)臺(tái)的無(wú)線信號(hào)被天線接收。由于光纖鏈路具有低損耗、寬帶寬、抗電磁干擾等優(yōu)點(diǎn)，可在中心站和遠(yuǎn)端天線單元之間提供數(shù)十GHz的帶寬和幾十km的傳輸距離，這是目前各種電纜線無(wú)法做到的。利用此結(jié)構(gòu)，可以低成本方式實(shí)現(xiàn)大容量、超密集覆蓋，從而滿足對(duì)無(wú)線通信裝置的要求。其低成本表現(xiàn)為簡(jiǎn)化了遠(yuǎn)端天線單元的結(jié)構(gòu)，只需要光電變換、信號(hào)放大、濾波等模擬信號(hào)處理即可，而復(fù)雜的數(shù)字信號(hào)處理可以置于中心站集中管理，為多個(gè)遠(yuǎn)端天線單元所共享，從而降低了裝置的運(yùn)維成本，這一優(yōu)勢(shì)在遠(yuǎn)端天線單元數(shù)量特別多的微小區(qū)、微微小區(qū)結(jié)構(gòu)中更為明顯。由于光纖拉遠(yuǎn)結(jié)構(gòu)可以低成本方式支持眾多的遠(yuǎn)端天線單元，從而支持多個(gè)微小區(qū)，從而提高了覆蓋率和頻率資源利用率。
[0003]在傳統(tǒng)光纖拉遠(yuǎn)結(jié)構(gòu)中，待發(fā)射數(shù)據(jù)信號(hào)通常先通過(guò)電混頻器變換到指定頻率的載波上，然后經(jīng)過(guò)功率放大和電光調(diào)制轉(zhuǎn)移到光載波上，再經(jīng)光纖傳輸?shù)竭h(yuǎn)端天線單元，經(jīng)光電探測(cè)、放大后發(fā)射。
[0004]目前，光纖拉遠(yuǎn)結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)方式主要有:1)射頻傳輸，2)中頻傳輸,3)基帶傳輸，這三種主要方式。如果所加的信號(hào)帶寬窄，且載波頻率低于激光器的共振頻率，則可以用信號(hào)直接調(diào)制激光器獲得調(diào)制的光強(qiáng)，當(dāng)待發(fā)射數(shù)據(jù)信號(hào)帶寬寬且載波頻率較高時(shí)，需要使用外調(diào)制器。經(jīng)過(guò)調(diào)制的射頻(中頻，基帶)信號(hào)經(jīng)過(guò)光纖傳輸后，在遠(yuǎn)端天線單元(又稱基站，天線直放站等，指簡(jiǎn)化了信號(hào)處理的基站單元，主要進(jìn)行射頻信號(hào)的收發(fā)、放大和濾波，除此外不做其他處理，以下叫法不盡相同)被光電探測(cè)器探測(cè)恢復(fù)得到信號(hào)。中頻和基帶信號(hào)傳輸方式下，接收信號(hào)需要再經(jīng)過(guò)上變頻成為射頻信號(hào)通過(guò)天線發(fā)射出去。
[0005]射頻信號(hào)傳輸方式如圖la，虛線表示電信號(hào)，實(shí)線表示光信號(hào)。在中心站，需要傳輸?shù)臄?shù)字信號(hào)經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換、中頻調(diào)制和射頻調(diào)制得到射頻信號(hào)，再經(jīng)電光調(diào)制器將射頻信號(hào)加到直流光上，經(jīng)過(guò)光纖傳輸?shù)竭h(yuǎn)端天線單元，在此，光信號(hào)經(jīng)過(guò)光電探測(cè)恢復(fù)出射頻信號(hào)，再經(jīng)功率放大后通過(guò)天線發(fā)射出去。該方案中，遠(yuǎn)端天線單元結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但是傳輸光載射頻信號(hào)的頻率高，受光纖色散影響大。
[0006]中頻信號(hào)傳輸方式如圖1b,虛線表電信號(hào)，實(shí)線表光信號(hào)。在中心站，待傳輸?shù)臄?shù)字信號(hào)經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換，中頻混頻得到中頻調(diào)制信號(hào)，然后通過(guò)光電調(diào)制加載到準(zhǔn)連續(xù)的激光光載波上，再經(jīng)光纖傳輸?shù)竭h(yuǎn)端天線單元。在遠(yuǎn)端天線單元信號(hào)經(jīng)光電探測(cè)恢復(fù)得到中頻信號(hào)，再與射頻本振混頻后得到射頻調(diào)制信號(hào)，經(jīng)功率放大后通過(guò)天線發(fā)射。該方案中，光纖色散對(duì)傳輸?shù)男盘?hào)質(zhì)量影響顯著減小，但是遠(yuǎn)端天線單元需要額外的射頻本振進(jìn)行上變頻，這使得遠(yuǎn)端天線單元結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜，而可用的信號(hào)帶寬受中頻帶寬限制比較小。
[0007]基帶信號(hào)傳輸方式如圖lc，虛線表示電信號(hào)，實(shí)線表示光信號(hào)。相比于圖la，在中心站，信號(hào)經(jīng)過(guò)數(shù)模轉(zhuǎn)換后直接調(diào)制到準(zhǔn)連續(xù)光上，光纖中傳輸?shù)氖腔鶐盘?hào)。在遠(yuǎn)端天線單元，需要進(jìn)行中頻上變頻和射頻上變頻。這種方案，光纖色散影響最小，但是遠(yuǎn)端天線單元結(jié)構(gòu)最復(fù)雜。
[0008]為了減小光纖色散影響，同時(shí)保持遠(yuǎn)端天線單元結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)單，需要采用其他一些特殊的上變頻方式。目前，主要的上變頻方式有雙波長(zhǎng)差拍，載波抑制調(diào)制，單邊帶調(diào)制以及調(diào)頻/調(diào)幅變換等。
[0009]如圖2所示為載波抑制調(diào)制方案。在中心站處，待傳輸?shù)男盘?hào)與參考時(shí)鐘本振混頻上變頻，通過(guò)電光調(diào)制加載到光載波上，經(jīng)光纖傳輸?shù)竭h(yuǎn)端天線單元，在此通過(guò)光濾波器，將光載波和信號(hào)分開，信號(hào)上下兩個(gè)邊帶經(jīng)過(guò)光電探測(cè)實(shí)現(xiàn)差拍，再經(jīng)電濾波得到二倍于參考時(shí)鐘信號(hào)的射頻信號(hào)，之后被放大和天線發(fā)射。
[0010]如圖3為采用兩個(gè)不同頻率的相干光差拍實(shí)現(xiàn)信號(hào)的上變頻。在中心站，射頻參考本振控制主激光器產(chǎn)生含有高次諧波分量的激光，其經(jīng)由耦合器注入到參考激光器和從激光器，參考激光器和從激光器分別鎖定兩個(gè)不同頻率的諧波，其中一路激光經(jīng)電光調(diào)制加載中頻信號(hào)，而后兩路光經(jīng)耦合器合路后再經(jīng)光纖傳輸?shù)竭h(yuǎn)端天線單元，遠(yuǎn)端天線單元結(jié)構(gòu)如圖la，兩波長(zhǎng)通過(guò)光電探測(cè)器探測(cè)時(shí)差拍產(chǎn)生射頻信號(hào)。
[0011]圖4為單邊帶調(diào)制信號(hào)產(chǎn)生方案，在中心站，第一級(jí)電光調(diào)制器先將中頻信號(hào)調(diào)制到直流光上，再經(jīng)第二級(jí)雙平行調(diào)制器實(shí)現(xiàn)單邊帶調(diào)制，該調(diào)制器的兩臂上分別加射頻本振和90度移相后的射頻本振，得到單邊帶信號(hào)經(jīng)光纖傳輸?shù)竭h(yuǎn)端天線單元，遠(yuǎn)端天線單元結(jié)構(gòu)同圖la，兩波長(zhǎng)通過(guò)光電探測(cè)器探測(cè)時(shí)差拍產(chǎn)生射頻信號(hào)。
[0012]從以上技術(shù)方案來(lái)看，在光纖拉遠(yuǎn)裝置中，不僅要考慮光載無(wú)線信號(hào)傳輸中受光纖色散影響，同時(shí)還要考慮遠(yuǎn)端天線單元結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、低成本的要求，其中關(guān)鍵技術(shù)在于簡(jiǎn)單、有效、易行的信號(hào)上變頻。本發(fā)明把信號(hào)上變頻融合到傳輸過(guò)程中，利用信號(hào)傳輸中的不可避免的色散在遠(yuǎn)端天線單元處實(shí)現(xiàn)上變頻，從而能很好滿足上述要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]本發(fā)明的目的在于克服上述問(wèn)題，并且提供一種對(duì)數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行上變頻的裝置和方法以及一種光纖拉遠(yuǎn)通信系統(tǒng)。
[0014]根據(jù)本發(fā)明一方面，提供一種對(duì)數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行上變頻的裝置，包括:激光光源，被配置為產(chǎn)生激光載波；調(diào)制模塊，其包括時(shí)鐘信號(hào)調(diào)制器和數(shù)據(jù)信號(hào)調(diào)制器，被配置為以第一正弦時(shí)鐘信號(hào)和所述數(shù)據(jù)信號(hào)對(duì)所述激光載波進(jìn)行調(diào)制來(lái)獲得數(shù)據(jù)調(diào)制光波信號(hào)；色散型諧波增強(qiáng)器，被配置為從所述調(diào)制模塊接收所述數(shù)據(jù)調(diào)制光波信號(hào)，對(duì)所述數(shù)據(jù)調(diào)制光波信號(hào)進(jìn)行色散以獲得攜載所述數(shù)據(jù)信號(hào)的光脈沖；光電探測(cè)模塊，被配置為通過(guò)對(duì)所述攜載所述數(shù)據(jù)信號(hào)的光脈沖進(jìn)行光電探測(cè)來(lái)獲得電信號(hào)；帶通濾波器，被配置為通過(guò)對(duì)所述電信號(hào)進(jìn)行濾波來(lái)獲得上變頻數(shù)據(jù)信號(hào)。
[0015]根據(jù)本發(fā)明另一方面，提供一種對(duì)數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行上變頻的方法，包括:產(chǎn)生激光載波；以第一正弦時(shí)鐘信號(hào)和所述數(shù)據(jù)信號(hào)對(duì)所述激光載波進(jìn)行調(diào)制來(lái)獲得數(shù)據(jù)調(diào)制光波信號(hào)；接收所述數(shù)據(jù)調(diào)制光波信號(hào)，對(duì)所述數(shù)據(jù)調(diào)制光波信號(hào)進(jìn)行色散以獲得攜載所述數(shù)據(jù)信號(hào)的光脈沖；通過(guò)對(duì)所述攜載所述數(shù)據(jù)信號(hào)的光脈沖進(jìn)行光電探測(cè)來(lái)獲得電信號(hào)；通過(guò)對(duì)所述電信號(hào)進(jìn)行濾波來(lái)獲得上變頻數(shù)據(jù)信號(hào)。
[0016]根據(jù)本發(fā)明又一方面，提供一種光纖拉遠(yuǎn)通信系統(tǒng)，包括:上述對(duì)數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行上變頻的裝置；光放大器，布置在所述調(diào)制模塊與所述色散型諧波增強(qiáng)器之間，用于對(duì)所述數(shù)據(jù)調(diào)制光波信號(hào)進(jìn)行放大；光耦合器，布置在所述色散型諧波增強(qiáng)器與所述光電探測(cè)模塊之間；電放大器，布置在所述帶通濾波器之后，用于對(duì)所述上變頻數(shù)據(jù)電信號(hào)進(jìn)行放大；環(huán)行器，與所述電放大器連接；天線，連接到所述環(huán)行器，用于發(fā)射放大的上變頻數(shù)據(jù)信號(hào)。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017]參照對(duì)應(yīng)附圖，從閱讀通過(guò)非限定性示例所給出的本發(fā)明多個(gè)實(shí)施例的以下描述，本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將變得更清楚，其中:
[0018]圖1a至圖1c為不同信號(hào)傳輸方式的光纖拉遠(yuǎn)結(jié)構(gòu)原理框圖，圖1a為射頻傳輸方式，圖1b為中頻傳輸方式，圖1c為基帶傳輸方式；
[0019]圖2為現(xiàn)有技術(shù)的上變頻原理框圖，其中，采用雙頻差拍，虛線表示電信號(hào)，實(shí)線表不光信號(hào)；
[0020]圖3為現(xiàn)有技術(shù)的上變頻原理框圖，其中，采用雙光源外差方案，虛線表示電信號(hào)，實(shí)線表不光信號(hào)；
[0021]圖4為現(xiàn)有技術(shù)的上變頻原理框圖，其中，采用單邊帶外調(diào)制器方案，虛線表示電信號(hào)，實(shí)線表不光信號(hào)；
[0022]圖5a和圖5b為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的脈沖壓縮方式的數(shù)據(jù)信號(hào)上變頻裝置的框圖，圖5c和圖5d為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的脈沖壓縮方式的數(shù)據(jù)信號(hào)上變頻方法的流程圖，其中，采用一般結(jié)構(gòu)，并且使用強(qiáng)度調(diào)制方式、不含切割脈沖，虛線表示電信號(hào)，實(shí)線表示光信號(hào);
[0023]圖6a和圖6b為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的脈沖壓縮方式的數(shù)據(jù)信號(hào)上變頻裝置框圖，圖6c和圖6d為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的脈沖壓縮方式的數(shù)據(jù)信號(hào)上變頻方法的流程圖，其中，采用強(qiáng)度調(diào)制方式、含切割脈沖，虛線表示電信號(hào)，實(shí)線表示光信號(hào)；
[0024]圖7a為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的脈沖壓縮方式數(shù)據(jù)信號(hào)上變頻裝置框圖，圖7b為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的脈沖壓縮方式數(shù)據(jù)信號(hào)上變頻方法的流程圖，其中，采用正交復(fù)用，含切割脈沖，虛線表不電信號(hào)，實(shí)線表不光信號(hào)；
[0025]圖8a為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的脈沖壓縮方式數(shù)據(jù)信號(hào)上變頻裝置框圖，圖Sb為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的脈沖壓縮方式數(shù)據(jù)信號(hào)上變頻方法流程圖，其中，數(shù)據(jù)信號(hào)采用相位調(diào)制方式，不含切割脈沖，虛線表不電信號(hào)，實(shí)線表不光信號(hào)；
[0026]圖9為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的脈沖壓縮方式上變頻裝置框圖，其中，采用全雙工結(jié)構(gòu)，一般性結(jié)構(gòu)，虛線表不電信號(hào)，實(shí)線表不光信號(hào)；
[0027]圖10為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的從脈沖激光載波中提取正弦載波和上行射頻信號(hào)下變頻裝置框圖，其中，虛線表示電信號(hào)，實(shí)線表示光信號(hào)；
[0028]圖11-圖19分別示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的數(shù)據(jù)信號(hào)上變頻裝置的性能圖線；[0029]圖20是示出根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)信號(hào)之間的時(shí)序圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0031]數(shù)據(jù)信號(hào)強(qiáng)度調(diào)制方式脈沖壓縮的數(shù)據(jù)信號(hào)上變頻裝置51
[0032]圖5a為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的通過(guò)脈沖壓縮方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信號(hào)上變頻的數(shù)據(jù)信號(hào)上變頻裝置51的框圖。
[0033]數(shù)據(jù)信號(hào)上變頻裝置51主要針對(duì)待發(fā)射數(shù)據(jù)信號(hào)以強(qiáng)度方式對(duì)激光載波進(jìn)行調(diào)制的實(shí)現(xiàn)方式。如圖5a所示，數(shù)據(jù)信號(hào)上變頻裝置51包括激光光源510、調(diào)制模塊520、色散型諧波增強(qiáng)器530、光電探測(cè)器540和帶通濾波器550。
[0034]激光光源510產(chǎn)生激光作為激光載波，其可以是連續(xù)光載波(又稱作直流光、準(zhǔn)連續(xù)光，表明其光強(qiáng)恒定不變)。
[0035]如圖5a所示，調(diào)制模塊520包括時(shí)鐘信號(hào)調(diào)制器5201和數(shù)據(jù)信號(hào)調(diào)制器5203。
[0036]時(shí)鐘信號(hào)調(diào)制器5201連接到激光光源510，接收其產(chǎn)生的光載波。時(shí)鐘信號(hào)調(diào)制器5201以正弦時(shí)鐘信號(hào)對(duì)從激光光源510發(fā)出的光載波進(jìn)行調(diào)制(在此示出為例如相位調(diào)制)，從而獲得相位正弦調(diào)制光波信號(hào)，并且將該相位正弦調(diào)制光波信號(hào)發(fā)送到數(shù)據(jù)信號(hào)調(diào)制器5203。在此，正弦時(shí)鐘信號(hào)不限于是單頻信號(hào)，也可以是雙頻或多頻信號(hào)，比如一組諧波信號(hào)。
[0037]數(shù)據(jù)信號(hào)調(diào)制器5203接收待發(fā)射的數(shù)據(jù)信號(hào)，以其來(lái)調(diào)制(在此示出為例如強(qiáng)度調(diào)制)從時(shí)鐘信號(hào)調(diào)制器5201所發(fā)送的相位正弦調(diào)制光波信號(hào)，從而獲得數(shù)據(jù)調(diào)制光波信號(hào)，并且將該數(shù)據(jù)調(diào)制光波信號(hào)發(fā)送到色散型諧波增強(qiáng)器530。在此，數(shù)據(jù)信號(hào)調(diào)制器5203是強(qiáng)度調(diào)制器。但應(yīng)理解，數(shù)據(jù)信號(hào)調(diào)制器5203不限于此，其也可以是相位調(diào)制器。
[0038]色散型諧波增強(qiáng)器530連接到調(diào)制模塊520，從調(diào)制模塊520中的數(shù)據(jù)信號(hào)調(diào)制器5203處接收數(shù)據(jù)調(diào)制光波信號(hào)。當(dāng)數(shù)據(jù)調(diào)制光波信號(hào)通過(guò)色散型諧波增強(qiáng)器530時(shí)，色散型諧波增強(qiáng)器530使得數(shù)據(jù)調(diào)制光波信號(hào)經(jīng)歷色散，從而生成窄光脈沖。色散型諧波增強(qiáng)器530可以包括例如任何傳輸光纖，但不限于此。在此，應(yīng)理解，色散型諧波增強(qiáng)器530可以是能夠?qū)獠ㄐ盘?hào)產(chǎn)生色散的任何裝置。例如，為實(shí)現(xiàn)脈沖壓縮所需的色散，也可以在發(fā)射端由中心站加適當(dāng)?shù)纳⒀a(bǔ)償單元或者在接收端遠(yuǎn)端天線單元處加適當(dāng)?shù)纳⒀a(bǔ)償單元提供，從而使得傳輸距離滿足要求。
[0039]在此，可以根據(jù)傳輸光纖長(zhǎng)度和指定的光載波頻率來(lái)改變正弦時(shí)鐘信號(hào)幅度，從而調(diào)整激光載波的相位調(diào)制系數(shù)。在此，相位調(diào)制系數(shù)定義為正弦時(shí)鐘信號(hào)幅度峰峰值與相位調(diào)制器半波電壓之比乘以Pi。通常，所需的載波頻率越高(固定正弦時(shí)鐘信號(hào)頻率條件下)，則相位調(diào)制系數(shù)越大，而光纖傳輸距離較短。
[0040]可選地，數(shù)據(jù)信號(hào)上變頻裝置51還可以包括光放大器，布置在調(diào)制模塊520與色散型諧波增強(qiáng)器530之間，對(duì)來(lái)自調(diào)制模塊520的數(shù)據(jù)調(diào)制光波信號(hào)進(jìn)行放大。在數(shù)據(jù)調(diào)制光波信號(hào)被該光放大器放大后，經(jīng)過(guò)色散型諧波增強(qiáng)器530，受到色散之后傳輸?shù)焦怆娞綔y(cè)器540，如圖5a所示。
[0041]色散型諧波增強(qiáng)器530中的光纖色散使得相位正弦調(diào)制光波信號(hào)中不同頻率分量的群速度不同。例如，當(dāng)色散型諧波增強(qiáng)器530為廣泛使用的標(biāo)準(zhǔn)單模光纖時(shí)，此時(shí)的光纖色散是反常色散。
[0042]此時(shí)，正弦時(shí)鐘信號(hào)的下降沿部分對(duì)應(yīng)著相位正弦調(diào)制光波信號(hào)中的紅移分量群速度慢于上升沿部分對(duì)應(yīng)著相位正弦調(diào)制光波信號(hào)中的藍(lán)移分量群速度。這使得兩部分能量向中間點(diǎn)(即正弦時(shí)鐘信號(hào)谷點(diǎn)對(duì)應(yīng)的部分)匯聚，相位正弦調(diào)制光波信號(hào)形成一個(gè)個(gè)光脈沖，光脈沖最高點(diǎn)出現(xiàn)在正弦時(shí)鐘信號(hào)最低點(diǎn)對(duì)應(yīng)的地方。這些光脈沖進(jìn)一步被壓縮成為窄光脈沖，從而其各高次諧波分量得到增強(qiáng)。原先待發(fā)射數(shù)據(jù)信號(hào)的頻譜在脈沖形成過(guò)程中仍保持不變。因此，為待發(fā)射的數(shù)據(jù)信號(hào)調(diào)制而得到的數(shù)據(jù)調(diào)制光波信號(hào)的頻譜從低頻搬移到了各高次諧頻。
[0043]另一方面，色散型諧波增強(qiáng)器530中的光纖色散壓縮形成的窄光脈沖相當(dāng)于對(duì)于待發(fā)射的數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行時(shí)間采樣。當(dāng)采樣率高于奈奎斯特采樣率時(shí)，待發(fā)射數(shù)據(jù)信號(hào)的頻譜以該采樣率為周期在頻率軸上周期延拓，且各部分無(wú)交疊，從而待發(fā)射數(shù)據(jù)信號(hào)的信息被完整保留下來(lái)，而其頻譜被搬移到以采樣率各次諧波為中心的頻率處。
[0044]光電探測(cè)器540連接到色散型諧波增強(qiáng)器530，從色散型諧波增強(qiáng)器530處接收其生成的光脈沖，通過(guò)光電探測(cè)而將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。在此，光電探測(cè)器540的帶寬應(yīng)覆蓋所指定的載波頻率范圍。
[0045]帶通濾波器550連接到光電探測(cè)器540，從光電探測(cè)器540處接收電信號(hào)，對(duì)其進(jìn)行帶通濾波，從而選出指定頻率范圍的帶通信號(hào)。帶通濾波器550的中心頻率與指定的光脈沖重復(fù)頻率的諧波頻率一致，決定了上變頻后的數(shù)據(jù)信號(hào)載波的頻率。帶通濾波器550的帶寬決定了可用的數(shù)據(jù)信號(hào)帶寬。在此，應(yīng)理解，帶通濾波器并非嚴(yán)格意義上的物理實(shí)體，其可以是具體的帶通濾波器實(shí)體，也可以是具有通帶特性的射頻放大器或者是發(fā)射天線等。
[0046]可選地，數(shù)據(jù)信號(hào)上變頻裝置51還可以包括射頻放大器，布置在帶通濾波器550之后。帶通濾波后的信號(hào)經(jīng)過(guò)射頻放大器提升功率后，再經(jīng)過(guò)天線發(fā)射出去，為移動(dòng)臺(tái)所接收。
[0047]在此，應(yīng)理解，包括強(qiáng)度調(diào)制和相位調(diào)制等的電光調(diào)制器的傳遞特性說(shuō)明了實(shí)施方案中正弦時(shí)鐘信號(hào)調(diào)制與待發(fā)射數(shù)據(jù)信號(hào)調(diào)制(在此示出為例如光載波強(qiáng)度調(diào)制)的次序是可以互換的。也就是說(shuō)，時(shí)鐘信號(hào)調(diào)制器5201和數(shù)據(jù)信號(hào)調(diào)制器5203的位置可以互換。雖然圖5a給出的數(shù)據(jù)信號(hào)上變頻裝置51中正弦時(shí)鐘信號(hào)調(diào)制(即光載波相位調(diào)制)位于前面，但將其置于待發(fā)射數(shù)據(jù)信號(hào)調(diào)制之后也同樣可行，并同樣構(gòu)成本發(fā)明的內(nèi)容，以下所有涉及到的信號(hào)調(diào)制順序應(yīng)做同樣理解，除非特別指明。
[0048]數(shù)據(jù)信號(hào)強(qiáng)度調(diào)制方式脈沖壓縮的數(shù)據(jù)信號(hào)上變頻裝置52
[0049]將參照?qǐng)D5b描述根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的通過(guò)脈沖壓縮實(shí)現(xiàn)信號(hào)上變頻的數(shù)據(jù)信號(hào)上變頻裝置52的框圖。
[0050]圖5b所示的數(shù)據(jù)信號(hào)上變頻裝置51主要針對(duì)待發(fā)射數(shù)據(jù)信號(hào)以強(qiáng)度方式對(duì)光載波進(jìn)行調(diào)制的實(shí)現(xiàn)方式。如圖5b所示，數(shù)據(jù)信號(hào)上變頻裝置52包括激光光源510、調(diào)制模塊520、色散型諧波增強(qiáng)器530、光電探測(cè)器540和帶通濾波器550。
[0051]圖5b所示的數(shù)據(jù)信號(hào)上變頻裝置52與圖5a所示的數(shù)據(jù)信號(hào)上變頻裝置51的差異僅在于數(shù)據(jù)信號(hào)上變頻裝置52中的調(diào)制模塊520中的時(shí)鐘信號(hào)調(diào)制器5201和數(shù)據(jù)信號(hào)調(diào)制器5203的位置。在此，數(shù)據(jù)信號(hào)調(diào)制器5203與激光光源510連接。而時(shí)鐘信號(hào)調(diào)制器5201布置在數(shù)據(jù)信號(hào)調(diào)制器5203之后。
[0052]在圖5b中，數(shù)據(jù)信號(hào)上變頻裝置52中的激光光源510、色散型諧波增強(qiáng)器530、光電探測(cè)器540和帶通濾波器550與圖5a所示的相同，在此不再贅述。
[0053]為了簡(jiǎn)明，現(xiàn)將僅描述與圖5a的差異。
[0054]數(shù)據(jù)信號(hào)調(diào)制器5203連接到激光光源510，接收其產(chǎn)生的光載波。同時(shí)，數(shù)據(jù)信號(hào)調(diào)制器5203還接收待發(fā)射的數(shù)據(jù)信號(hào)，以其對(duì)從激光光源510發(fā)出的光載波進(jìn)行調(diào)制(在此示出為例如強(qiáng)度調(diào)制)，從而獲得數(shù)據(jù)調(diào)制光波信號(hào)，并且將該數(shù)據(jù)調(diào)制光波信號(hào)發(fā)送到時(shí)鐘信號(hào)調(diào)制器5201。在此，數(shù)據(jù)信號(hào)調(diào)制器5203是強(qiáng)度調(diào)制器。但應(yīng)理解，數(shù)據(jù)信號(hào)調(diào)制器5203不限于此，其也可以是相位調(diào)制器。
[0055]時(shí)鐘信號(hào)調(diào)制器5201從數(shù)據(jù)信號(hào)調(diào)制器5203接收數(shù)據(jù)調(diào)制光波信號(hào)，并且用正弦時(shí)鐘信號(hào)來(lái)調(diào)制(在此示出為例如相位調(diào)制)該數(shù)據(jù)調(diào)制光波信號(hào)，從而獲得相位正弦調(diào)制光波信號(hào)，并且將該相位正弦調(diào)制光波信號(hào)發(fā)送到色散型諧波增強(qiáng)器530。
[0056]色散型諧波增強(qiáng)器530連接到調(diào)制模塊520，從調(diào)制模塊520中的時(shí)鐘信號(hào)調(diào)制器5201接收相位正弦調(diào)制光波信號(hào)。當(dāng)相位正弦調(diào)制光波信號(hào)通過(guò)色散型諧波增強(qiáng)器530時(shí)，色散型諧波增強(qiáng)器530使得相位正弦調(diào)制光波信號(hào)經(jīng)歷色散，從而生成光脈沖。色散型諧波增強(qiáng)器530可以包括例如任何傳輸光纖，但不限于此。在此，應(yīng)理解，色散型諧波增強(qiáng)器530可以是能夠?qū)庑盘?hào)產(chǎn)生色散的任何裝置。
[0057]數(shù)據(jù)信號(hào)強(qiáng)度調(diào)制方式脈沖壓縮的數(shù)據(jù)信號(hào)上變頻方法53
[0058]圖5c為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的通過(guò)脈沖壓縮實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信號(hào)上變頻的數(shù)據(jù)信號(hào)上變頻方法53的流程圖。
[0059]現(xiàn)將參照?qǐng)D5c來(lái)描述數(shù)據(jù)信號(hào)上變頻方法53。
[0060]在步驟S510中，產(chǎn)生激光作為光載波，其可以是連續(xù)光載波(又稱作直流光、準(zhǔn)連續(xù)光，表明其光強(qiáng)恒定不變)。
[0061]在步驟S520中，以正弦時(shí)鐘信號(hào)對(duì)所產(chǎn)生的光載波進(jìn)行調(diào)制(在此示出為例如相位調(diào)制)，從而獲得相位正弦調(diào)制光波信號(hào)。
[0062]在步驟S530中，接收待發(fā)射的數(shù)據(jù)信號(hào)，以其來(lái)調(diào)制(在此示出為例如強(qiáng)度調(diào)制)相位正弦調(diào)制光波信號(hào)，從而獲得數(shù)據(jù)調(diào)制光波信號(hào)。
[0063]在步驟S540中，接收數(shù)據(jù)調(diào)制光波信號(hào)，使得數(shù)據(jù)調(diào)制光波信號(hào)經(jīng)歷色散，從而生成光脈沖。
[0064]在步驟S550中，接收所生成的光脈沖，通過(guò)光電探測(cè)而將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。
[0065]在步驟S560中，接收電信號(hào)，對(duì)其進(jìn)行帶通濾波，從而選出指定頻率范圍的帶通信號(hào)，獲得上變頻的數(shù)據(jù)信號(hào)。
[0066]可選地，數(shù)據(jù)信號(hào)上變頻裝置51還可以包括射頻放大器，布置在帶通濾波器550之后。帶通濾波后的信號(hào)經(jīng)過(guò)射頻放大器提升功率后，再經(jīng)過(guò)天線發(fā)射出去，為移動(dòng)臺(tái)所接收。
[0067]在此，應(yīng)理解，包括強(qiáng)度調(diào)制和相位調(diào)制等的電光調(diào)制器的傳遞特性說(shuō)明了實(shí)施方案中正弦時(shí)鐘信號(hào)調(diào)制(在此示出為例如光載波相位調(diào)制)與待發(fā)射數(shù)據(jù)信號(hào)調(diào)制(在此示出為例如光載波強(qiáng)度調(diào)制)的次序是可以互換的，也就是說(shuō)，獲得相位正弦調(diào)制光波信號(hào)和數(shù)據(jù)調(diào)制光波信號(hào)的步驟的順序可以互換。雖然圖5c給出的數(shù)據(jù)信號(hào)上變頻方法53中正弦時(shí)鐘信號(hào)調(diào)制(即光載波相位調(diào)制)步驟位于前面，但將其置于待發(fā)射數(shù)據(jù)信號(hào)調(diào)制步驟之后也同樣可行，并同樣構(gòu)成本發(fā)明的內(nèi)容，以下所有涉及到的信號(hào)調(diào)制順序應(yīng)做同樣理解，除非特別指明。
[0068]數(shù)據(jù)信號(hào)強(qiáng)度調(diào)制方式脈沖壓縮的數(shù)據(jù)信號(hào)上變頻方法54
[0069]圖5d為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的通過(guò)脈沖壓縮實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信號(hào)上變頻的數(shù)據(jù)信號(hào)上變頻方法54的流程圖。
[0070]現(xiàn)將參照?qǐng)D5d來(lái)描述數(shù)據(jù)信號(hào)上變頻方法54。
[0071]圖5d所示的數(shù)據(jù)信號(hào)上變頻方法54與圖5c所示的數(shù)據(jù)信號(hào)上變頻方法53的差異僅在于數(shù)據(jù)信號(hào)上變頻方法54中的獲得相位正弦調(diào)制光波信號(hào)和數(shù)據(jù)調(diào)制光波信號(hào)的步驟的順序。在此，在生成光載波之后獲得數(shù)據(jù)調(diào)制光波信號(hào)。而時(shí)鐘調(diào)制信號(hào)是在獲得數(shù)據(jù)調(diào)制光波信號(hào)之后獲得的。
[0072]在圖5d中，步驟S510、S550和S560與圖5c所示的相同，在此不再贅述。
[0073]為了簡(jiǎn)明，現(xiàn)將僅描述與圖5c的差異。
[0074]在步驟S520’中，以數(shù)據(jù)信號(hào)對(duì)所產(chǎn)生的光載波進(jìn)行調(diào)制(在此示出為例如相位調(diào)制)，從而獲得數(shù)據(jù)調(diào)制光波信號(hào)。
[0075]在步驟S530’中，接收正弦時(shí)鐘信號(hào)，以其來(lái)調(diào)制(在此示出為例如強(qiáng)度調(diào)制)數(shù)據(jù)調(diào)制光波信號(hào)，從而獲得相位正弦調(diào)制光波信號(hào)。
[0076]在步驟S540’中，接收相位正弦調(diào)制光波信號(hào)，使得相位正弦調(diào)制光波信號(hào)經(jīng)歷色散，從而生成光脈沖。
[0077]對(duì)光載波強(qiáng)度進(jìn)行脈沖切割的強(qiáng)度調(diào)制方式脈沖壓縮的數(shù)據(jù)信號(hào)上變頻裝置61
[0078]圖6a為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的脈沖壓縮方式上變頻裝置61的框圖。
[0079]與圖5a類似，圖6a所示的數(shù)據(jù)信號(hào)上變頻裝置61包括激光光源610、調(diào)制模塊620、色散型諧波增強(qiáng)器630、光電探測(cè)器640和帶通濾波器650。
[0080]在此，激光光源610、時(shí)鐘信號(hào)調(diào)制器6201、數(shù)據(jù)信號(hào)調(diào)制器6203、色散型諧波增強(qiáng)器630、光電探測(cè)器640和帶通濾波器650分別對(duì)應(yīng)于圖5a所不的激光光源510、時(shí)鐘信號(hào)調(diào)制器5201、數(shù)據(jù)信號(hào)調(diào)制器5203、色散型諧波增強(qiáng)器530、光電探測(cè)器540和帶通濾波器550，將不再對(duì)其贅述。
[0081]為了簡(jiǎn)明，現(xiàn)將僅描述與圖5a的差異。
[0082]圖6a所示的數(shù)據(jù)信號(hào)上變頻裝置61與圖5a所示的數(shù)據(jù)信號(hào)上變頻裝置61的差異僅在于，在數(shù)據(jù)信號(hào)上變頻裝置62中，調(diào)制模塊620還包括:脈沖切割調(diào)制器6205，布置在時(shí)鐘信號(hào)調(diào)制器6201與數(shù)據(jù)信號(hào)調(diào)制器6203之間；移相器6207，連接到脈沖切割調(diào)制器6205。在此，脈沖切割調(diào)制器6205是強(qiáng)度調(diào)制器。
[0083]脈沖切割調(diào)制器6205對(duì)激光光源610所生成的光載波進(jìn)行脈沖切割。移相器6207接收正弦時(shí)鐘信號(hào)，對(duì)其進(jìn)行移相，以獲得適當(dāng)移相的正弦信號(hào)。該適當(dāng)移相的正弦信號(hào)驅(qū)動(dòng)脈沖切割調(diào)制器6205，將脈沖切割調(diào)制器6205偏置在正交點(diǎn)?？刂魄懈畹恼倚盘?hào)幅度等于脈沖切割調(diào)制器6205的半波電壓，則原來(lái)激光器610發(fā)出來(lái)的強(qiáng)度恒定的光載波此時(shí)變?yōu)閺?qiáng)度以脈沖方式變化的脈沖光載波。也就是說(shuō)，脈沖切割調(diào)制器6205所生成的脈沖切割信號(hào)是脈沖光載波，而脈沖光載波中的每個(gè)光脈沖的相位因受時(shí)鐘信號(hào)調(diào)制器6201調(diào)制呈現(xiàn)正弦變化方式。[0084]數(shù)據(jù)信號(hào)調(diào)制器6203接收待發(fā)射的數(shù)據(jù)信號(hào)，以其來(lái)調(diào)制(在此示出為例如強(qiáng)度調(diào)制)從脈沖切割調(diào)制器6205所發(fā)送的脈沖切割光波信號(hào)，從而獲得數(shù)據(jù)調(diào)制光波信號(hào)，并且將該數(shù)據(jù)調(diào)制光波信號(hào)發(fā)送到色散型諧波增強(qiáng)器630。在此，數(shù)據(jù)信號(hào)調(diào)制器6203是強(qiáng)度調(diào)制器。但應(yīng)理解，數(shù)據(jù)信號(hào)調(diào)制器6203不限于此，其也可以是相位調(diào)制器。
[0085]當(dāng)色散型諧波增強(qiáng)器630為反常色散光纖時(shí)，時(shí)鐘信號(hào)調(diào)制器6201所生成的正弦調(diào)制信號(hào)(在此示出為例如相位調(diào)制信號(hào))的最低點(diǎn)對(duì)應(yīng)著脈沖切割調(diào)制器6205所生成的光脈沖中心最高點(diǎn)。以此光脈沖為載波，通過(guò)數(shù)據(jù)信號(hào)調(diào)制器6203將待發(fā)射數(shù)據(jù)信號(hào)調(diào)制到所述的脈沖光載波上，獲得數(shù)據(jù)調(diào)制光波信號(hào)。在此，數(shù)據(jù)信號(hào)調(diào)制器6203是強(qiáng)度調(diào)制器。但應(yīng)理解，數(shù)據(jù)信號(hào)調(diào)制器6203不限于此，其也可以是相位調(diào)制器。
[0086]可選地，數(shù)據(jù)信號(hào)上變頻裝置61還可以包括光放大器，布置在調(diào)制模塊620與色散型諧波增強(qiáng)器630之間，對(duì)來(lái)自調(diào)制模塊620的數(shù)據(jù)調(diào)制光波信號(hào)進(jìn)行放大。在數(shù)據(jù)調(diào)制光波信號(hào)被該光放大器放大后，經(jīng)過(guò)色散型諧波增強(qiáng)器630，受到色散之后傳輸?shù)焦怆娞綔y(cè)器640，如圖6a所示。
[0087]色散型諧波增強(qiáng)器630的光纖色散使得光脈沖在時(shí)域被壓縮成為窄脈沖，從而各高次諧波分量得到增強(qiáng)。原先待發(fā)射數(shù)據(jù)信號(hào)的頻譜在脈沖壓縮過(guò)程中仍保持不變，因此，數(shù)據(jù)調(diào)制光波信號(hào)頻譜從低頻搬移到了各高次諧頻。
[0088]應(yīng)理解，包括強(qiáng)度調(diào)制和相位調(diào)制等的電光調(diào)制器的傳遞特性說(shuō)明了實(shí)施方案中光載波相位調(diào)制與待發(fā)射數(shù)據(jù)信號(hào)調(diào)制的次序是可以互換的。也就是說(shuō)，數(shù)據(jù)信號(hào)調(diào)制器6203可以布置在時(shí)鐘信號(hào)調(diào)制器6201之前。雖然圖6a給出的數(shù)據(jù)信號(hào)上變頻裝置61中時(shí)鐘信號(hào)調(diào)制器(即光載波相位調(diào)制器)位于前面，但將其置于待發(fā)射數(shù)據(jù)信號(hào)調(diào)制之后也同樣可行，并同樣構(gòu)成本發(fā)明的內(nèi)容，以下所有涉及到的信號(hào)調(diào)制順序應(yīng)做同樣理解，除非特別指明。
[0089]與圖5a所示的數(shù)據(jù)信號(hào)上變頻裝置51相比，圖6a所示的數(shù)據(jù)信號(hào)上變頻裝置61所需的正弦相位調(diào)制幅度更小，且生成的光脈沖含有更小的直流分量，功率效率更高。
[0090]對(duì)光載波強(qiáng)度進(jìn)行脈沖切割的強(qiáng)度調(diào)制方式脈沖壓縮的數(shù)據(jù)信號(hào)上變頻裝置62
[0091]將參照?qǐng)D6b描述根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的通過(guò)脈沖壓縮實(shí)現(xiàn)信號(hào)上變頻的數(shù)據(jù)信號(hào)上變頻裝置62的框圖。
[0092]如圖6b所示，數(shù)據(jù)信號(hào)上變頻裝置62包括激光光源610、調(diào)制模塊620、色散型諧波增強(qiáng)器630、光電探測(cè)器640和帶通濾波器650。
[0093]圖6b所示的數(shù)據(jù)信號(hào)上變頻裝置62與圖6a所示的數(shù)據(jù)信號(hào)上變頻裝置61的差異僅在于數(shù)據(jù)信號(hào)上變頻裝置62中的調(diào)制模塊620中數(shù)據(jù)信號(hào)調(diào)制器6203的位置在時(shí)鐘信號(hào)調(diào)制器6201之前。在此，數(shù)據(jù)信號(hào)調(diào)制器6203與激光光源610連接。而時(shí)鐘信號(hào)調(diào)制器6201布置在數(shù)據(jù)信號(hào)調(diào)制器6203之后。
[0094]在圖6b中，數(shù)據(jù)信號(hào)上變頻裝置62中的激光光源610、色散型諧波增強(qiáng)器630、光電探測(cè)器640和帶通濾波器650與圖6a所示的相同，在此不再贅述。
[0095]為了簡(jiǎn)明，現(xiàn)將僅描述與圖6a的差異。
[0096]數(shù)據(jù)信號(hào)調(diào)制器6203連接到激光光源610，接收其產(chǎn)生的光載波。同時(shí)，數(shù)據(jù)信號(hào)調(diào)制器6203還接收待發(fā)射的數(shù)據(jù)信號(hào)，以其對(duì)從激光光源610發(fā)出的光載波進(jìn)行調(diào)制(在此示出為例如強(qiáng)度調(diào)制)，從而獲得數(shù)據(jù)調(diào)制光波信號(hào)，并且將該數(shù)據(jù)調(diào)制信號(hào)發(fā)送到時(shí)鐘信號(hào)調(diào)制器6201。在此，數(shù)據(jù)信號(hào)調(diào)制器6203是強(qiáng)度調(diào)制器。但應(yīng)理解，數(shù)據(jù)信號(hào)調(diào)制器6203不限于此，其也可以是相位調(diào)制器。
[0097]時(shí)鐘信號(hào)調(diào)制器6201從數(shù)據(jù)信號(hào)調(diào)制器6203接收數(shù)據(jù)調(diào)制光波信號(hào)，并且用正弦時(shí)鐘信號(hào)來(lái)調(diào)制(在此示出為例如相位調(diào)制)該數(shù)據(jù)調(diào)制光波信號(hào)，從而獲得正弦調(diào)制光波信號(hào)，并且將該正弦調(diào)制光波信號(hào)發(fā)送到脈沖切割調(diào)制器6205 (強(qiáng)度調(diào)制器)。在此，時(shí)鐘信號(hào)調(diào)制器6201是相位調(diào)制器。
[0098]移相器6207連接到脈沖切割調(diào)制器6205。在此，脈沖切割調(diào)制器6205是強(qiáng)度調(diào)制器。
[0099]移相器6207接收正弦時(shí)鐘信號(hào)，對(duì)其進(jìn)行移相，以獲得適當(dāng)移相的正弦信號(hào)。該適當(dāng)移相的正弦信號(hào)驅(qū)動(dòng)脈沖切割調(diào)制器6205，將脈沖切割調(diào)制器6205偏置在正交點(diǎn)?？刂埔葡嗟恼倚盘?hào)幅度等于脈沖切割調(diào)制器6205的半波電壓，則原來(lái)激光器610發(fā)出來(lái)的強(qiáng)度恒定的光載波此時(shí)變?yōu)閺?qiáng)度以脈沖方式變化的脈沖光載波。移相器6207將所生成的光脈沖發(fā)送到色散型諧波增強(qiáng)器630。
[0100]對(duì)光載波強(qiáng)度進(jìn)行脈沖切割的強(qiáng)度調(diào)制方式脈沖壓縮的數(shù)據(jù)信號(hào)上變頻方法63
[0101]圖6c為根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的對(duì)光載波強(qiáng)度進(jìn)行脈沖切割的強(qiáng)度調(diào)制方式通過(guò)脈沖壓縮實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信號(hào)上變頻的數(shù)據(jù)信號(hào)上變頻方法63的流程圖。
[0102]現(xiàn)將參照?qǐng)D6c來(lái)描述數(shù)據(jù)信號(hào)上變頻方法63。
[0103]在圖6c中，步驟S610、S620以及S640-S660分別與圖5c所示的步驟S510、S520以及S540-S560相同，在此不再贅述。
[0104]為了簡(jiǎn)明，現(xiàn)將僅描述與圖5c的差異。
[0105]在步驟S625中，接收正弦時(shí)鐘信號(hào)，對(duì)其進(jìn)行移相，以獲得適當(dāng)移相的正弦信號(hào)，并且以該適當(dāng)移相的正弦信號(hào)調(diào)制相位正弦調(diào)制光波信號(hào)，以獲得脈沖切割光波信號(hào)。
[0106]在步驟S630中，接收待發(fā)射的數(shù)據(jù)信號(hào)，以其來(lái)調(diào)制(在此示出為例如強(qiáng)度調(diào)制)脈沖切割光波信號(hào)，從而獲得數(shù)據(jù)調(diào)制光波信號(hào)。
[0107]對(duì)光載波強(qiáng)度進(jìn)行脈沖切割的強(qiáng)度調(diào)制方式脈沖壓縮的數(shù)據(jù)信號(hào)上變頻方法64
[0108]圖6d為根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的對(duì)光載波強(qiáng)度進(jìn)行脈沖切割的強(qiáng)度調(diào)制方式通過(guò)脈沖壓縮實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信號(hào)上變頻的數(shù)據(jù)信號(hào)上變頻方法64的流程圖。
[0109]現(xiàn)將參照?qǐng)D6d來(lái)描述數(shù)據(jù)信號(hào)上變頻方法64。
[0110]在圖6d中，步驟S610以及S640-S660分別與圖6c所示的步驟S610以及S640-S660相同，在此不再贅述。
[0111]在步驟S620’中，接收所產(chǎn)生的光載波。同時(shí)，還接收待發(fā)射的數(shù)據(jù)信號(hào)，以其對(duì)光載波進(jìn)行調(diào)制(在此示出為例如強(qiáng)度調(diào)制)，從而獲得數(shù)據(jù)調(diào)制光波信號(hào)
[0112]在步驟S630 ’中，接收數(shù)據(jù)調(diào)制光波信號(hào)，并且用正弦時(shí)鐘信號(hào)來(lái)調(diào)制(在此示出為例如相位調(diào)制)該數(shù)據(jù)調(diào)制光波信號(hào)，從而獲得正弦調(diào)制光波信號(hào)。
[0113]在步驟S635中，接收正弦時(shí)鐘信號(hào)，對(duì)其進(jìn)行移相，以獲得適當(dāng)移相的正弦信號(hào)，并且以該適當(dāng)移相的正弦信號(hào)調(diào)制相位正弦調(diào)制光波信號(hào)，以獲得脈沖切割的光波信號(hào)。
[0114]在步驟S640中，接收脈沖切割光波信號(hào)，使得脈沖切割光波信號(hào)經(jīng)歷色散，從而生成光脈沖。
[0115]正交復(fù)用數(shù)據(jù)信號(hào)上變頻裝置71[0116]圖7a示出根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的正交復(fù)用數(shù)據(jù)信號(hào)上變頻裝置71的框圖。
[0117]與圖6a類似，圖7a所示的正交復(fù)用數(shù)據(jù)信號(hào)上變頻裝置71包括激光光源710、調(diào)制模塊720、色散型諧波增強(qiáng)器730、光電探測(cè)器740和帶通濾波器750。
[0118]在此，激光光源710、色散型諧波增強(qiáng)器730、光電探測(cè)器740和帶通濾波器750以及調(diào)制模塊720中的時(shí)鐘信號(hào)調(diào)制器7201、脈沖切割調(diào)制器7205和移相器7207分別對(duì)應(yīng)于圖6a所示的激光光源610、色散型諧波增強(qiáng)器630、光電探測(cè)器640和帶通濾波器650以及調(diào)制模塊620中的時(shí)鐘信號(hào)調(diào)制器6201、脈沖切割調(diào)制器6205和移相器6207，將不再對(duì)其贅述。
[0119]為了簡(jiǎn)明，現(xiàn)將僅描述與圖6a的差異。
[0120]圖7所示的正交復(fù)用數(shù)據(jù)信號(hào)上變頻裝置71與圖6所示的脈沖壓縮數(shù)據(jù)信號(hào)上變頻裝置61不同之處在于，在脈沖切割調(diào)制器7205 (在此示出為例如強(qiáng)度調(diào)制器，但不限于此)之后布置正交復(fù)用數(shù)據(jù)信號(hào)調(diào)制器，其包括:光耦合器7209、光延時(shí)線7211、同相數(shù)據(jù)信號(hào)調(diào)制器7203-1、正交數(shù)據(jù)信號(hào)調(diào)制器7203-2以及偏振合波器7213。同相數(shù)據(jù)信號(hào)調(diào)制器7203-1和正交數(shù)據(jù)信號(hào)調(diào)制器7203-2在此示出為例如強(qiáng)度調(diào)制器，但不限于此，其也可以是相位調(diào)制器。
[0121]如圖7所示，從脈沖切割調(diào)制器7205輸出的脈沖切割光波信號(hào)進(jìn)入光耦合器7209，通過(guò)光耦合器7209分為兩路脈沖切割光波信號(hào)。這兩路脈沖切割光波信號(hào)中的一路輸入到光延時(shí)線7211，然后輸入到同相數(shù)據(jù)信號(hào)調(diào)制器7203-1，而另一路直接輸入到正交數(shù)據(jù)信號(hào)調(diào)制器7203-2。這兩路脈沖切割光波信號(hào)中的每路由包括I路(同相)數(shù)據(jù)信號(hào)和Q路(正交)數(shù)據(jù)信號(hào)的待發(fā)射數(shù)據(jù)信號(hào)獨(dú)立調(diào)制。其中一路脈沖切割光波信號(hào)經(jīng)過(guò)可調(diào)諧光延時(shí)線7211引入一定的延時(shí)，經(jīng)過(guò)同相數(shù)據(jù)信號(hào)調(diào)制器7203-1而受I路數(shù)據(jù)信號(hào)(SP同相數(shù)據(jù)信號(hào))所調(diào)制(在此例如是強(qiáng)度調(diào)制)，獲`得同相數(shù)據(jù)調(diào)制信號(hào)。而另一路脈沖切割光波信號(hào)則直接經(jīng)過(guò)正交數(shù)據(jù)信號(hào)調(diào)制器7203-2而受Q路數(shù)據(jù)信號(hào)(即正交數(shù)據(jù)信號(hào))所調(diào)制(在此例如是強(qiáng)度調(diào)制)，獲得正交數(shù)據(jù)調(diào)制信號(hào)。然后，同相數(shù)據(jù)調(diào)制信號(hào)和正交數(shù)據(jù)調(diào)制信號(hào)經(jīng)過(guò)偏振合波器7213合成一路數(shù)據(jù)調(diào)制信號(hào)。
[0122]可選地，圖7所示的正交復(fù)用數(shù)據(jù)信號(hào)上變頻裝置71還可以包括光放大器，布置在偏振合波器7213之后,對(duì)來(lái)自偏振合波器7213的光信號(hào)進(jìn)行放大。在調(diào)制信號(hào)被該光放大器放大后，經(jīng)過(guò)色散型諧波增強(qiáng)器730，受到色散之后，得到光脈沖，然后傳輸?shù)焦怆娹D(zhuǎn)換模塊740，如圖7所示。
[0123]光電探測(cè)器740對(duì)數(shù)據(jù)調(diào)制信號(hào)進(jìn)行光電探測(cè)，獲得電信號(hào)。之后，電信號(hào)被帶通濾波器750濾波，選出指定頻率范圍的帶通信號(hào)。
[0124]可選地，圖7所示的正交復(fù)用數(shù)據(jù)信號(hào)上變頻裝置71還可以包括射頻放大器，布置在帶通濾波器750之后。帶通濾波后的信號(hào)經(jīng)過(guò)射頻放大器提升功率后，再經(jīng)過(guò)天線發(fā)射出去，為移動(dòng)臺(tái)所接收。
[0125]在根據(jù)本發(fā)明該實(shí)施例的正交復(fù)用數(shù)據(jù)信號(hào)上變頻裝置71中，兩路調(diào)制光載波的相對(duì)延時(shí)τ與脈沖重復(fù)頻率Fmp和發(fā)射射頻載波頻率f。有關(guān),可描述為以下公式(I):
m I m Iif I,
[0126]^ = 丁±: = ^~±^^^~ = ~^~ 所士了(I)
fc 4/ "F?V 4<v" tlFnr V 4 J
[0127]其中n為諧波次數(shù)，即射頻載波頻率與脈沖重復(fù)頻率的比值，m為不大于n/2的正整數(shù)。公式(I)表明滿足兩路信號(hào)在載波f.。處正交的相對(duì)延時(shí)有多個(gè)值，而為了達(dá)到較好的效果，通常取m最接近于n/2的那個(gè)值。
[0128]本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解，雖然圖7所示的正交復(fù)用數(shù)據(jù)信號(hào)上變頻裝置71是對(duì)同一光源產(chǎn)生的兩載波進(jìn)行偏振正交合波來(lái)實(shí)現(xiàn)正交復(fù)用的，但對(duì)于采用不同光源產(chǎn)生的兩載波合波實(shí)現(xiàn)正交復(fù)用方案仍然屬于本發(fā)明的實(shí)施例范疇，因其本質(zhì)仍是通過(guò)兩載波的延時(shí)和不相干合波得到正交復(fù)用信號(hào)。
[0129]同樣，應(yīng)理解，圖7所示的正交復(fù)用數(shù)據(jù)信號(hào)上變頻裝置71中的調(diào)制模塊720可根據(jù)需要采用圖5a所示的數(shù)據(jù)信號(hào)上變頻裝置51中的調(diào)制模塊520產(chǎn)生光載波，無(wú)需脈沖切割。也就是說(shuō)，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的正交復(fù)用數(shù)據(jù)信號(hào)上變頻裝置71可以不包括脈沖切割調(diào)制器脈沖切割調(diào)制器7205和移相器7207。為了簡(jiǎn)明，在此不再贅述。
[0130]而光纖延時(shí)線7211也可以放在正交數(shù)據(jù)調(diào)制支路，最終目的是讓同相脈沖切割光波信號(hào)與正交脈沖切割光波信號(hào)有一定的延時(shí)差，具體通過(guò)延時(shí)同相脈沖切割光波信號(hào)與正交脈沖切割光波信號(hào)中的任何一路來(lái)實(shí)現(xiàn)，本質(zhì)都是相同的，都屬于本發(fā)明的內(nèi)容。
[0131]正交復(fù)用數(shù)據(jù)信號(hào)上變頻方法72
[0132]圖7b為根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的通過(guò)脈沖壓縮實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信號(hào)上變頻的數(shù)據(jù)信號(hào)上變頻方法72的流程圖。
[0133]現(xiàn)參照?qǐng)D7b來(lái)描述正交復(fù)用數(shù)據(jù)信號(hào)上變頻方法72。
[0134]在圖7b中，步驟S710、S720以及S730-S760分別與圖6c所示的步驟S610、S620以及S640-S660相同，在此不再贅述。
[0135]為了簡(jiǎn)明，現(xiàn)將僅描述與圖6c的差異。
[0136]在步驟S730中，脈沖切割光波信號(hào)經(jīng)通過(guò)光耦合而分為兩路脈沖切割光波信號(hào)。
[0137]在步驟S732中，這兩路脈沖切割光波信號(hào)中的一路經(jīng)受延時(shí)，然后受I路數(shù)據(jù)信號(hào)(即同相數(shù)據(jù)信號(hào))所調(diào)制(在此例如是強(qiáng)度調(diào)制)，獲得同相數(shù)據(jù)調(diào)制光波信號(hào)。
[0138]在步驟S734中，這兩路脈沖切割光波信號(hào)中的另一路脈沖切割光波信號(hào)則直接受Q路數(shù)據(jù)信號(hào)(即正交數(shù)據(jù)信號(hào))所調(diào)制(在此例如是強(qiáng)度調(diào)制)，獲得正交數(shù)據(jù)調(diào)制光波信號(hào)。
[0139]然后，在步驟S736中，同相數(shù)據(jù)調(diào)制信號(hào)和正交數(shù)據(jù)調(diào)制信號(hào)合成一路數(shù)據(jù)調(diào)制光波信號(hào)。
[0140]在此，應(yīng)理解，僅為了說(shuō)明而示出步驟S732在步驟S734之前。然而，步驟S732和步驟S734的順序可以互換，同樣構(gòu)成本發(fā)明。
[0141]待發(fā)射數(shù)據(jù)信號(hào)對(duì)光載波進(jìn)行相位調(diào)制的數(shù)據(jù)信號(hào)上變頻裝置81
[0142]圖8a為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用待發(fā)射數(shù)據(jù)信號(hào)對(duì)脈沖光載波進(jìn)行相位調(diào)制的數(shù)據(jù)信號(hào)上變頻裝置81的框圖。
[0143]與圖5a所示的數(shù)據(jù)信號(hào)上變頻裝置51相似，根據(jù)該實(shí)施例的數(shù)據(jù)信號(hào)上變頻裝置81包括激光光源810、調(diào)制模塊820、色散型諧波增強(qiáng)器830、光電探測(cè)模塊840和帶通濾波器850。調(diào)制模塊820包括時(shí)鐘信號(hào)調(diào)制器8201和數(shù)據(jù)信號(hào)調(diào)制器8203。光電探測(cè)模塊840包括平衡探測(cè)器8401和延時(shí)差分干涉儀8403。
[0144]在圖8a中，數(shù)據(jù)信號(hào)上變頻裝置81中的激光光源810、調(diào)制模塊820中的時(shí)鐘信號(hào)調(diào)制器8201、色散型諧波增強(qiáng)器830和帶通濾波器550與圖5a所示的相同，在此不再贅述。
[0145]為了簡(jiǎn)明，現(xiàn)將僅描述與圖5a的差異。
[0146]圖8所示的根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的數(shù)據(jù)信號(hào)上變頻裝置81與圖5所示的數(shù)據(jù)信號(hào)上變頻裝置51主要差別在于:在上變頻裝置51中，調(diào)制模塊520中的數(shù)據(jù)信號(hào)調(diào)制器5203將待發(fā)射數(shù)據(jù)信號(hào)以強(qiáng)度方式調(diào)制到光載波上，也就是說(shuō)，強(qiáng)度調(diào)制器5203工作于強(qiáng)度調(diào)制方式(偏置在正交點(diǎn))。而在數(shù)據(jù)信號(hào)上變頻裝置81的調(diào)制模塊810中，數(shù)據(jù)信號(hào)調(diào)制器8203采用相位調(diào)制器而不是強(qiáng)度調(diào)制器來(lái)將待發(fā)射數(shù)據(jù)信號(hào)以相位方式調(diào)制到光載波上。也就是說(shuō)，強(qiáng)度調(diào)制器切換到工作于相位調(diào)制方式(偏置在零點(diǎn)，主要針對(duì)數(shù)字調(diào)制信號(hào))，或者替換為相位調(diào)制器(針對(duì)一般調(diào)制信號(hào))。
[0147]此外，數(shù)據(jù)信號(hào)上變頻裝置81的光電探測(cè)模塊840中采用包括延時(shí)差分干涉儀8401和平衡探測(cè)器8403的鑒相器，將相位調(diào)制信號(hào)變換為強(qiáng)度信號(hào)。延時(shí)差分干涉儀8403上下兩臂的延時(shí)與正弦時(shí)鐘信號(hào)的周期相等。具體工作方式為:相位調(diào)制器8201在正弦時(shí)鐘信號(hào)驅(qū)動(dòng)下對(duì)從激光器810發(fā)出的激光進(jìn)行相位調(diào)制，得到相位正弦調(diào)制光波信號(hào)。待發(fā)射數(shù)據(jù)信號(hào)通過(guò)數(shù)據(jù)信號(hào)調(diào)制器8203以相位調(diào)制方式加載到所述相位正弦調(diào)制光波信號(hào)上。
[0148]可選地，數(shù)據(jù)信號(hào)上變頻裝置81可以還包括光放大器，布置在調(diào)制模塊820與色散型諧波增強(qiáng)器830之間，對(duì)來(lái)自調(diào)制模塊820的數(shù)據(jù)調(diào)制光波信號(hào)進(jìn)行放大。數(shù)據(jù)調(diào)制光波信號(hào)經(jīng)過(guò)該光放大器放大后通過(guò)色散型諧波增強(qiáng)器830抵達(dá)光電探測(cè)模塊840處，在此，信號(hào)經(jīng)過(guò)延時(shí)差分干涉儀8403轉(zhuǎn)換為兩路強(qiáng)度互補(bǔ)的脈沖光進(jìn)入平衡探測(cè)器8401，平衡探測(cè)器8401輸出雙極性電窄脈沖信號(hào)，所述窄脈沖信號(hào)被帶通濾波器850濾波。
[0149]可選地，數(shù)據(jù)信號(hào)上變頻裝置81還可以包括射頻放大器，布置在帶通濾波器850之后。帶通濾波后的信號(hào)經(jīng)過(guò)射頻放大器放大后通過(guò)天線發(fā)射出去，為移動(dòng)臺(tái)所接收。
[0150]采用相位調(diào)制方式帶來(lái)以下幾個(gè)好處:因脈沖光載波強(qiáng)度未受調(diào)制，可在鑒相之前供上行傳輸信號(hào)進(jìn)行強(qiáng)度調(diào)制使用，從而實(shí)現(xiàn)全雙工；未受強(qiáng)度調(diào)制的脈沖光載波含有豐富的頻率分量，可提取這些分量作載波為上行傳輸信號(hào)使用，避免遠(yuǎn)端天線單元采用獨(dú)立本振產(chǎn)生載波，從而簡(jiǎn)化裝置；強(qiáng)度調(diào)制探測(cè)后的信號(hào)為單極性信號(hào)，而經(jīng)鑒相器鑒相、平衡探測(cè)器輸出的強(qiáng)度信號(hào)為雙極性信號(hào)，因此具有更高的功率效率和抗噪聲性能。
[0151]另外，本發(fā)明中，不要求進(jìn)入平衡探測(cè)器的兩路光功率嚴(yán)格相等，且可根據(jù)需要人為引入兩者的功率差異，其目的是控制平衡探測(cè)器輸出信號(hào)中載波分量的強(qiáng)弱，當(dāng)所述兩路光功率嚴(yán)格相等時(shí)，載波分量最弱，隨著功率差別加大，載波分量變強(qiáng)，極端情況是一路光功率為零，則退化成為圖5所示的強(qiáng)度調(diào)制解調(diào)方式。保留一定強(qiáng)度的載波分量的目的是方便接收端，如移動(dòng)臺(tái)，接收信號(hào)時(shí)恢復(fù)載波。
[0152]應(yīng)用所述鑒相器得到的強(qiáng)度信號(hào)是原始待發(fā)射數(shù)據(jù)信號(hào)的差分信號(hào)，因此，在接收端解調(diào)后需要通過(guò)積分或者累加操作來(lái)恢復(fù)原始待發(fā)射數(shù)據(jù)信號(hào)，或者在發(fā)射端對(duì)待發(fā)射數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行積分或累加預(yù)操作以消除接收端處理。
[0153]需要說(shuō)明的是，前述的對(duì)光載波進(jìn)行脈沖切割以及正交復(fù)用方法同樣適用于相位調(diào)制。
[0154]待發(fā)射數(shù)據(jù)信號(hào)對(duì)光載波進(jìn)行相位調(diào)制的數(shù)據(jù)信號(hào)上變頻裝置82
[0155]圖Sb為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的通過(guò)脈沖壓縮實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信號(hào)上變頻的數(shù)據(jù)信號(hào)上變頻方法82的流程圖。
[0156]現(xiàn)將參照?qǐng)DSb來(lái)描述數(shù)據(jù)信號(hào)上變頻方法82。
[0157]在圖8b中，步驟S810、S820和S860與圖5c所示的步驟S510、S520和S560相同，
在此不再贅述。
[0158]圖Sb所示的數(shù)據(jù)信號(hào)上變頻方法82與圖5c所示的數(shù)據(jù)信號(hào)上變頻方法53的差異僅在于步驟S830-S855。
[0159]為了簡(jiǎn)明，現(xiàn)將僅描述與圖5c的差異。
[0160]在步驟S830中，通過(guò)相位調(diào)制而不是強(qiáng)度調(diào)制來(lái)產(chǎn)生數(shù)據(jù)調(diào)制光波信號(hào)。
[0161]在步驟S850中，對(duì)光脈沖進(jìn)行延時(shí)，獲得延時(shí)光脈沖。
[0162]在步驟S855中，對(duì)延時(shí)光脈沖進(jìn)行平衡探測(cè)，獲得電信號(hào)。
[0163]基于脈沖壓縮上變頻方法實(shí)現(xiàn)的全雙工光纖拉遠(yuǎn)通信裝置
[0164]圖9所示為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的實(shí)現(xiàn)的全雙工光纖拉遠(yuǎn)通信裝置的框圖。其中，從中心站到遠(yuǎn)端天線單元的下行鏈路采用圖8a所示的相位調(diào)制方式，而從遠(yuǎn)端天線單元到中心站的上行鏈路采用圖5a所示的對(duì)脈沖光載波強(qiáng)度調(diào)制方式。具體工作方式為:電光相位調(diào)制器901在正弦信號(hào)驅(qū)動(dòng)下對(duì)從激光器902發(fā)出的激光進(jìn)行相位調(diào)制，得到光載波，待發(fā)射數(shù)據(jù)信號(hào)通過(guò)電光相位調(diào)制器903以相位調(diào)制方式加載到所述光載波上。被調(diào)制的光載波經(jīng)過(guò)光放大器904放大后通過(guò)傳輸光纖905抵達(dá)遠(yuǎn)端天線單元906處，在此處演化為窄脈沖形式的光載波，然后被一光稱合器914分為兩束,其中一束光經(jīng)過(guò)延時(shí)差分干涉儀912轉(zhuǎn)換為兩路強(qiáng)度互補(bǔ)的脈沖光，然后進(jìn)入平衡探測(cè)器913，平衡探測(cè)器913輸出雙極性電窄脈沖信號(hào)，所述雙極性電窄脈沖信號(hào)被帶通濾波器908濾波、射頻放大器909放大后通過(guò)環(huán)形器915和天線910發(fā)射出去，成為下行鏈路發(fā)射信號(hào)。光耦合器914分出來(lái)的另一束光被來(lái)自天線910接收和環(huán)形器915分離以及放大器916放大的上行鏈路信號(hào)以強(qiáng)度方式調(diào)制，電光強(qiáng)度調(diào)制器917實(shí)現(xiàn)上行信號(hào)對(duì)脈沖光載波的強(qiáng)度調(diào)制。所述上行信號(hào)經(jīng)過(guò)傳輸光纖918達(dá)到中心站，為光電探測(cè)器919探測(cè)，低通濾波器920濾波和電放大器921放大后進(jìn)行接收處理，實(shí)現(xiàn)了上行鏈路通信，從而，整個(gè)裝置為全雙工通信裝置。
[0165]應(yīng)當(dāng)理解，所述全雙工光纖拉遠(yuǎn)通信裝置仍然適用于結(jié)合前述的光載波脈沖切割和正交復(fù)用方法，由此構(gòu)成的模塊仍然屬于本發(fā)明的內(nèi)容。
[0166]圖10所示為從脈沖光載波中提取正弦載波對(duì)上行射頻信號(hào)進(jìn)行下變頻的模塊1000的框圖。該方案可作為圖9中上行信號(hào)調(diào)制中的一部分(位于910和907之間)，降低上行信號(hào)載波頻率，從而降低對(duì)器件的性能要求。圖9的裝置900中下行的光脈沖信號(hào)經(jīng)耦合器輸出的一路光脈沖信號(hào)直接經(jīng)過(guò)光電探測(cè)器1001探測(cè)，得到含有射頻載波頻率分量的電脈沖信號(hào)，通過(guò)1002的載波恢復(fù)單元提取出正弦載波，該單元可以用鎖相環(huán)來(lái)實(shí)現(xiàn)，穩(wěn)定頻率正好在脈沖重復(fù)頻率的整數(shù)倍處。提取的正弦載波與天線接收放大后的射頻信號(hào)在混頻器1003處混頻，混頻輸出經(jīng)濾波器1004濾波后得到基帶或中頻信號(hào)，再通過(guò)光電調(diào)制器1005對(duì)光載波進(jìn)行強(qiáng)度調(diào)制得到上行光信號(hào)。
[0167]上述實(shí)施例中采用了重復(fù)頻率與數(shù)字信號(hào)符號(hào)率相同的壓縮脈沖信號(hào)，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，所述脈沖重復(fù)頻率不必要求如此，只需大于待調(diào)制信號(hào)的奈奎斯特采樣率即可，而且待調(diào)制信號(hào)不僅限于數(shù)字信號(hào)，也可以是一般模擬限帶信號(hào)或帶通信號(hào)。
[0168]對(duì)上行信號(hào)，圖10采用基帶信號(hào)(1004輸出)調(diào)制為例,但對(duì)于射頻信號(hào)亦可。[0169]有益效果
[0170]圖1la至圖1lg為對(duì)應(yīng)于圖5的根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一般性結(jié)構(gòu)的性能圖線，其中，圖1la是被數(shù)據(jù)調(diào)制的壓縮前光強(qiáng)波形，圖1lb和圖1lc是壓縮后光脈沖載波波形和光譜，圖1ld和圖lie是被帶通濾波器濾波用于發(fā)射信號(hào)的電功率譜和波形，圖1lf和圖1lg是接收解調(diào)信號(hào)波形和眼圖；
[0171]圖12a至圖12g為對(duì)應(yīng)于圖6的根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的對(duì)光載波進(jìn)行脈沖切割的性能圖線，其中，圖12a是被數(shù)據(jù)調(diào)制的壓縮前光強(qiáng)波形，圖12b和圖12c是壓縮后光脈沖載波波形和光譜，圖12d和圖12e是被帶通濾波器濾波用于發(fā)射信號(hào)的電功率譜和波形，圖12f和圖12g是接收解調(diào)信號(hào)波形和眼圖；
[0172]圖13a至圖13h為對(duì)應(yīng)于圖7的根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的1、Q數(shù)據(jù)正交復(fù)用的性能圖線，其中，圖13a是被數(shù)據(jù)調(diào)制的偏振合波前I/Q兩支路光強(qiáng)波形，圖13b和圖13c是I/Q兩支路壓縮后光脈沖載波波形和光譜，圖13d和圖13e是被帶通濾波器濾波用于發(fā)射信號(hào)的電功率譜和波形，圖13f和圖13g是接收解調(diào)后I路信號(hào)波形和眼圖，圖13h是接收解調(diào)后Q路信號(hào)眼圖；
[0173]圖14a至圖14g為對(duì)應(yīng)于圖8的根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的信號(hào)對(duì)光載波進(jìn)行相位調(diào)制的性能圖線，其中，圖14a是被數(shù)據(jù)調(diào)制的傳輸前光強(qiáng)波形，圖14b是傳輸后光強(qiáng)波形，圖14c和圖14d是傳輸壓縮后經(jīng)過(guò)鑒相器鑒相和平衡探測(cè)器探測(cè)后的雙極性脈沖波形和頻譜，圖14e和圖14f是被帶通濾波器濾波后用于發(fā)射信號(hào)的頻譜和波形，圖14g和圖14h是接收解調(diào)波形和眼圖；
[0174]圖15a至圖15c為對(duì)應(yīng)于圖9的根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的全雙工結(jié)構(gòu)的性能圖線，其中，圖15a是接收到的上行被數(shù)據(jù)調(diào)制后的光脈沖載波信號(hào)，圖15b是被低通濾波后的基帶信號(hào)，圖15c是恢復(fù)的基帶信號(hào)眼圖；(下行信號(hào)如圖10所示)；
[0175]圖16a至圖16g為對(duì)應(yīng)于圖5的根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一般性結(jié)構(gòu)的采用二倍于信號(hào)數(shù)字信號(hào)頻率的時(shí)鐘頻率調(diào)制產(chǎn)生光脈沖的性能圖線，其中，圖16a是被數(shù)據(jù)調(diào)制的傳輸壓縮前光強(qiáng)波形，圖16b和圖16c是傳輸壓縮后光脈沖載波波形和光譜，圖16d和圖16e是被帶通濾波器濾波后用于發(fā)射信號(hào)的電功率譜和波形，圖16f和圖16g是接收解調(diào)信號(hào)波形和眼圖；
[0176]圖17a至圖17g為對(duì)應(yīng)于圖5的根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一般性結(jié)構(gòu)的的傳輸鋸齒波的性能曲線，其中，圖17a是待傳輸?shù)匿忼X波波形，圖17b是傳輸前被鋸齒波調(diào)制的光強(qiáng)波形，圖17c和圖17d是傳輸后光強(qiáng)波形和光譜，圖17e和圖17f是經(jīng)帶通濾波器濾波后用于發(fā)射信號(hào)的電功率譜和波形，圖17g是接收解調(diào)恢復(fù)的鋸齒波信號(hào)；
[0177]圖18a至圖18f為對(duì)應(yīng)于圖9的根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的全雙工結(jié)構(gòu)的上行信號(hào)為射頻信號(hào)的性能曲線，其中，圖18a是下行經(jīng)傳輸壓縮信號(hào)脈沖，圖18b是上行的射頻信號(hào)，圖18c是被上行信號(hào)調(diào)制后的光脈沖信號(hào)，圖18d是中心站接收到的上行光脈沖信號(hào)，圖18e和圖18f是對(duì)上行接收光脈沖進(jìn)行低通濾波后的信號(hào)和眼圖；
[0178]圖19a至圖19d為對(duì)應(yīng)于圖8的根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的信號(hào)對(duì)光載波進(jìn)行相位調(diào)制的利用下行光信號(hào)直接光電探測(cè)提取射頻載波的性能曲線，其中，圖19a是下行光信號(hào)直接光電探測(cè)得到的脈沖波形，圖19b是直接光電探測(cè)后電域頻譜，圖19c和圖19d是帶通濾波后射頻載波頻譜和波形。[0179]圖20為對(duì)應(yīng)于圖6a和6b的根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的對(duì)光載波進(jìn)行脈沖切割的各種信號(hào)的時(shí)序關(guān)系，其中從上向下的第一個(gè)波形為正弦時(shí)鐘信號(hào)，用于驅(qū)動(dòng)6203脈沖切割調(diào)制器，第二個(gè)波形為脈沖切割調(diào)制器輸出的正弦調(diào)制光波信號(hào)，第三個(gè)波形為經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)調(diào)制器調(diào)制后輸出的數(shù)據(jù)調(diào)制光波信號(hào)，第四個(gè)波形為經(jīng)過(guò)色散型諧波增強(qiáng)器進(jìn)行脈沖壓縮后的數(shù)據(jù)調(diào)制光波信號(hào)。注意到，當(dāng)采用的色散型諧波增強(qiáng)器為反常色散光纖時(shí)(即普通單模光纖)，驅(qū)動(dòng)時(shí)鐘信號(hào)調(diào)制器的正弦時(shí)鐘信號(hào)的最低點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)脈沖切割光波信號(hào)的最高點(diǎn)，如圖所示，而當(dāng)色散型諧波增強(qiáng)器為正常色散光纖(比如色散補(bǔ)償光纖)，則該正弦時(shí)鐘信號(hào)的最高點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)所述脈沖切割光波信號(hào)的最高點(diǎn)，這樣才能確保脈沖壓縮。
[0180]本發(fā)明利用傳輸光纖色散壓縮頻率啁啾光脈沖，實(shí)現(xiàn)將待發(fā)射數(shù)據(jù)信號(hào)頻譜搬移到脈沖重復(fù)頻率的各次諧波處，從而實(shí)現(xiàn)信號(hào)上變頻。它利用電光調(diào)制器將待發(fā)射的信號(hào)調(diào)制到激光器發(fā)出的激光光載波上，在此基礎(chǔ)上，對(duì)所述激光光載波進(jìn)行正弦信號(hào)相位調(diào)制引入頻率啁啾，利用傳輸光纖的色散將正弦相位調(diào)制的連續(xù)激光光載波變換為短脈沖形式的激光光載波，由于短脈沖的頻譜中含有大量的諧波分量，待發(fā)射數(shù)據(jù)信號(hào)對(duì)光脈沖的調(diào)制即完成信號(hào)頻譜到短脈沖各次諧波為中心的頻譜搬移，實(shí)現(xiàn)了信號(hào)的上變頻，這樣只需在發(fā)射天線處用帶通濾波器將待發(fā)射的頻帶信號(hào)濾出來(lái)放大發(fā)射即可。
[0181]與傳統(tǒng)光纖拉遠(yuǎn)結(jié)構(gòu)相比，本發(fā)明的數(shù)據(jù)信號(hào)上變頻裝置和方法具有如下優(yōu)勢(shì):
[0182]I)采用寬帶電光調(diào)制器取代窄帶的電混頻器直接將待發(fā)射數(shù)據(jù)信號(hào)頻譜搬移到載波頻率處，而不像傳統(tǒng)光纖拉遠(yuǎn)結(jié)構(gòu)中，先通過(guò)電混頻器將待發(fā)射數(shù)據(jù)信號(hào)變換到指定頻率的載波上，然后再經(jīng)過(guò)電光調(diào)制器轉(zhuǎn)移到光載波上，寬帶電光調(diào)制器具有很大的信號(hào)調(diào)制帶寬，比如幾個(gè)GHz到幾十GHz，遠(yuǎn)大于電混頻器帶寬，另外，對(duì)以脈沖為載波的線性調(diào)制方式比電混頻器基于非線性混頻的調(diào)制方式具有更高的線性度和功率動(dòng)態(tài)范圍；
[0183]2)采用低頻電振蕩器作為本振對(duì)光載波進(jìn)行相位調(diào)制實(shí)現(xiàn)上變頻，變頻后射頻載波頻率為所述本振頻率的各次諧頻，而不是像傳統(tǒng)光纖拉遠(yuǎn)結(jié)構(gòu)中那樣采用高頻振蕩器作為本振，采用低頻本振容易獲得較高的信號(hào)質(zhì)量，如低相位噪聲、高功率輸出，受光纖色散影響小，且成本低；
[0184]3)對(duì)光載波進(jìn)行正弦相位調(diào)制，利用傳輸光纖色散將所述光載波變換為光脈沖實(shí)現(xiàn)上變頻，在光載波變換到光脈沖這一過(guò)程中，高次諧頻得到增強(qiáng)，而不像傳統(tǒng)光纖拉遠(yuǎn)結(jié)構(gòu)中光纖色散將導(dǎo)致載波功率衰落，惡化信號(hào)質(zhì)量；
[0185]4)遠(yuǎn)端天線單元用帶通濾波器從光電探測(cè)后的被信號(hào)調(diào)制的脈沖光載波中選出所需的頻帶信號(hào)進(jìn)行發(fā)射，帶通濾波器的頻率響應(yīng)決定了發(fā)射信號(hào)的頻譜分布，以滿足對(duì)無(wú)線信號(hào)頻譜管制要求；
[0186]5 )本方法所適用的待發(fā)射數(shù)據(jù)信號(hào)可以是任意類型的信號(hào)，不僅包括基帶數(shù)字信號(hào)，還包括任意模擬信號(hào)，任意頻帶信號(hào)等，對(duì)待發(fā)射數(shù)據(jù)信號(hào)的唯一要求是信號(hào)為帶寬受限信號(hào)，它與載波相位正弦調(diào)制信號(hào)頻率滿足奈奎斯特采樣定理，特別地對(duì)于基帶數(shù)字信號(hào)，當(dāng)符號(hào)率與正弦信號(hào)頻率同步時(shí)，正弦調(diào)制信號(hào)最低頻率即為符號(hào)率。
[0187]本發(fā)明利用重復(fù)率相同的兩路激光脈沖光載波承載不同的待發(fā)射數(shù)據(jù)信號(hào)，改變兩路光脈沖的相對(duì)延時(shí)再疊加，可在占據(jù)相同的帶寬條件下，實(shí)現(xiàn)兩路信號(hào)的正交復(fù)用，接收端可獨(dú)立接收所述兩路信號(hào)而相互間無(wú)串?dāng)_，由于復(fù)用信號(hào)占用帶寬不變而發(fā)射信息加倍使得頻譜利用率提高。[0188]此外，在本發(fā)明中，所述激光脈沖光載波用于光纖拉遠(yuǎn)結(jié)構(gòu)中，不僅可以攜載下行待發(fā)射數(shù)據(jù)信號(hào)，也可在遠(yuǎn)端天線單元為上行傳輸信號(hào)提供所需的射頻載波，從而進(jìn)一步簡(jiǎn)化裝置結(jié)構(gòu)，因?yàn)檎{(diào)制光脈沖的頻譜中含有大量的高純度的諧波分量，在遠(yuǎn)端天線單元提取這些諧波分量作為載波可攜載上行傳輸數(shù)據(jù)，從而避免在遠(yuǎn)端天線使用專門的本振源，達(dá)到進(jìn)一步簡(jiǎn)化遠(yuǎn)端天線單元的目的。
[0189]此外，在本發(fā)明中，所述激光脈沖光載波不僅可以強(qiáng)度調(diào)制方式承載待發(fā)射數(shù)據(jù)信號(hào)，還可以相位調(diào)制方式承載待發(fā)射數(shù)據(jù)信號(hào)，即待發(fā)射數(shù)據(jù)信號(hào)通過(guò)相位調(diào)制方式加載到所述的經(jīng)過(guò)正弦相位調(diào)制的激光載波上，經(jīng)過(guò)光纖傳輸后激光載波演化為窄激光脈沖，信息攜帶在激光脈沖的光學(xué)相位上而不是強(qiáng)度上，在遠(yuǎn)端天線單元通過(guò)鑒相器可將相位變化變換為強(qiáng)度變化，從而按照前述的方法和模塊將待發(fā)射數(shù)據(jù)信號(hào)上變頻通過(guò)天線發(fā)射出去，而未經(jīng)過(guò)鑒相器處理的激光脈沖強(qiáng)度保持恒定，可作為前述的上行信號(hào)傳輸?shù)妮d波使用，最終可實(shí)現(xiàn)上下行數(shù)據(jù)同時(shí)傳輸?shù)娜p工裝置。
[0190]此外，在本發(fā)明中，為了得到更理想的壓縮激光窄脈沖，除了對(duì)激光載波進(jìn)行相位調(diào)制外，還可以進(jìn)一步對(duì)所述激光載波進(jìn)行強(qiáng)度調(diào)制得到脈沖切割方式的激光載波，由于脈沖切割后的激光載波相鄰脈沖之間無(wú)能量交疊，可減小相鄰脈沖之間的能量串?dāng)_，并減小激光載波中的直流分量，提高功率效率。
[0191]此外，在中心站發(fā)射端合理控制光載波相位調(diào)制深度和注入光纖的光載波功率，利用光脈沖較高的峰值功率引入傳輸光纖非線性，該非線性與光纖色散的共同作用使得光脈沖在一定距離范圍內(nèi)保持形狀不變，從而使得光脈沖傳輸較遠(yuǎn)的距離，如達(dá)到IOOkm以上，而途中無(wú)需光放大器補(bǔ)償光功率損失，以進(jìn)一步簡(jiǎn)化鏈路結(jié)構(gòu)和降低裝置成本。
【權(quán)利要求】
1.一種對(duì)數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行上變頻的裝置，包括: 激光光源，被配置為產(chǎn)生激光載波； 調(diào)制模塊，其包括時(shí)鐘信號(hào)調(diào)制器和數(shù)據(jù)信號(hào)調(diào)制器，被配置為以第一正弦時(shí)鐘信號(hào)和所述數(shù)據(jù)信號(hào)對(duì)所述激光載波進(jìn)行調(diào)制來(lái)獲得數(shù)據(jù)調(diào)制光波信號(hào)； 色散型諧波增強(qiáng)器，被配置為從所述調(diào)制模塊接收所述數(shù)據(jù)調(diào)制光波信號(hào)，對(duì)所述數(shù)據(jù)調(diào)制光波信號(hào)進(jìn)行色散以獲得攜載所述數(shù)據(jù)信號(hào)的光脈沖； 光電探測(cè)模塊，被配置為通過(guò)對(duì)所述攜載所述數(shù)據(jù)信號(hào)的光脈沖進(jìn)行光電探測(cè)來(lái)獲得電信號(hào)； 帶通濾波器，被配置為通過(guò)對(duì)所述電信號(hào)進(jìn)行濾波來(lái)獲得上變頻數(shù)據(jù)信號(hào)。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，所述調(diào)制模塊包括: 時(shí)鐘信號(hào)調(diào)制器，被配置為以所述第一正弦時(shí)鐘信號(hào)對(duì)所述激光載波進(jìn)行相位調(diào)制；數(shù)據(jù)信號(hào)調(diào)制器，被配置為以所述數(shù)據(jù)信號(hào)對(duì)所述激光載波進(jìn)行相位調(diào)制和強(qiáng)度調(diào)制中的至少一種， 其中，所述數(shù)據(jù)信號(hào)是數(shù)字信號(hào)、模擬信號(hào)和射頻信號(hào)中的至少一種，其中，所述第一正弦時(shí)鐘信號(hào)是單頻信號(hào)、雙頻以及多頻信號(hào)中的至少一種，并且其中，所述第一正弦時(shí)鐘信號(hào)的頻率不低于所述數(shù)據(jù)信號(hào)的帶寬。
3.如權(quán)利要求2所述的裝置，所述調(diào)制模塊還包括: 移相器，被配置為對(duì)第二正·弦時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行移相，生成移相信號(hào)； 脈沖切割調(diào)制器，其為強(qiáng)度調(diào)制器，布置在所述時(shí)鐘信號(hào)調(diào)制器之后，被配置為以所述移相信號(hào)對(duì)受所述第一正弦時(shí)鐘信號(hào)所調(diào)制的激光載波進(jìn)行調(diào)制來(lái)獲得脈沖切割光波信號(hào)， 其中，所述第一正弦時(shí)鐘信號(hào)和所述第二正弦時(shí)鐘信號(hào)是同一正弦時(shí)鐘信號(hào)或彼此同步但頻率不同的正弦時(shí)鐘信號(hào)。
4.如權(quán)利要求3所述的裝置，其中，所述數(shù)據(jù)信號(hào)調(diào)制器是正交復(fù)用數(shù)據(jù)信號(hào)調(diào)制器，被配置為對(duì)包括彼此正交的同相數(shù)據(jù)信號(hào)和正交數(shù)據(jù)信號(hào)的正交復(fù)用數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行調(diào)制，其包括: 光耦合器，被配置為將所述脈沖切割調(diào)制器所輸出的脈沖切割光波劃分為同相脈沖切割光波信號(hào)和正交脈沖切割光波信號(hào)； 光延時(shí)線，被配置為接收所述同相脈沖切割光波信號(hào)和所述正交脈沖切割光波信號(hào)中的至少一個(gè)，對(duì)其進(jìn)行延時(shí)； 同相數(shù)據(jù)信號(hào)調(diào)制器，被配置為以所述同相數(shù)據(jù)信號(hào)對(duì)所述延時(shí)的同相脈沖切割光波信號(hào)或未延時(shí)的同相脈沖切割光波信號(hào)進(jìn)行調(diào)制； 正交數(shù)據(jù)信號(hào)調(diào)制器，被配置為以所述正交數(shù)據(jù)信號(hào)對(duì)所述延時(shí)的正交脈沖切割光波信號(hào)或未延時(shí)的正交脈沖切割光波信號(hào)進(jìn)行調(diào)制； 偏振合波器，被配置對(duì)所述已調(diào)制同相數(shù)據(jù)信號(hào)和所述已調(diào)制正交數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行合波，以生成所述數(shù)據(jù)調(diào)制光波信號(hào)， 其中，所述光延時(shí)線所產(chǎn)生的延時(shí)與所述上變頻數(shù)據(jù)信號(hào)的載波頻率有關(guān)，以使得通過(guò)所述帶通濾波器的信號(hào)是正交的， 其中，所述同數(shù)據(jù)信號(hào)相調(diào)制器和所述數(shù)據(jù)信號(hào)正交調(diào)制器是相位調(diào)制器和強(qiáng)度調(diào)制器中的至少一種。
5.如權(quán)利要求2所述的裝置，其中，所述數(shù)據(jù)信號(hào)調(diào)制器是相位調(diào)制器，所述光電探測(cè)模塊包括: 延時(shí)差分干涉儀，被配置為通過(guò)上下兩臂對(duì)所述光脈沖進(jìn)行延時(shí)干涉來(lái)獲得兩路強(qiáng)度互補(bǔ)的脈沖光信號(hào)，其中，所述上下兩臂的延時(shí)與所述第一正弦時(shí)鐘信號(hào)的周期相等； 平衡探測(cè)器，被配置為對(duì)所述兩路強(qiáng)度互補(bǔ)的脈沖光信號(hào)進(jìn)行平衡探測(cè)，將其變換為幅度變化的雙極性脈沖電信號(hào)，以獲得所述電信號(hào)， 其中，控制進(jìn)入所述平衡探測(cè)器的所述兩路脈沖光信號(hào)的功率的差異來(lái)調(diào)節(jié)所述平衡探測(cè)器所輸出的信號(hào)中的載波分量的強(qiáng)弱，當(dāng)所述兩路脈沖光信號(hào)的功率嚴(yán)格相等時(shí)，獲得最弱的載波分量，所述載波分量隨著所述功率的差異增加而變強(qiáng)。
6.如權(quán)利要求1所述的裝置，所述色散型諧波增強(qiáng)器還包括:色散補(bǔ)償單元，用于進(jìn)行色散補(bǔ)償，以改變經(jīng)過(guò)所述色散型諧波增強(qiáng)器的數(shù)據(jù)調(diào)制光波信號(hào)的色散，使其適合于變頻。
7.如權(quán)利要求3所述的裝置，其中，所述色散型諧波增強(qiáng)器為反常色散光纖或正常色散光纖，并且其中，所述第一正弦時(shí)鐘信號(hào)與所述脈沖切割光波信號(hào)之間的定時(shí)關(guān)系取決于所述色散型諧波增強(qiáng)器的色散，當(dāng)所述色散型諧波增強(qiáng)器為反常色散光纖時(shí)，所述第一正弦時(shí)鐘信號(hào)的最低點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)所述脈沖切割光波信號(hào)的最高點(diǎn)，當(dāng)所述色散型諧波增強(qiáng)器為正常色散光纖時(shí)，所述第一正弦信號(hào)的最高點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)所述脈沖切割光波信號(hào)的最高點(diǎn)。
8.—種對(duì)數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行上變頻的方法，包括: 產(chǎn)生激光載波； 以第一正弦時(shí)鐘信號(hào)和所述數(shù)據(jù)信號(hào)對(duì)所述激光載波進(jìn)行調(diào)制來(lái)獲得數(shù)據(jù)調(diào)制光波信號(hào); 接收所述數(shù)據(jù)調(diào)制光波信號(hào)，對(duì)所述數(shù)據(jù)調(diào)制光波信號(hào)進(jìn)行色散以獲得攜載所述數(shù)據(jù)信號(hào)的光脈沖； 通過(guò)對(duì)所述攜載所述數(shù)據(jù)信號(hào)的光脈沖進(jìn)行光電探測(cè)來(lái)獲得電信號(hào)； 通過(guò)對(duì)所述電信號(hào)進(jìn)行濾波來(lái)獲得上變頻數(shù)據(jù)信號(hào)。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其中，獲得數(shù)據(jù)調(diào)制光波信號(hào)的步驟包括: 以所述第一正弦時(shí)鐘信號(hào)對(duì)所述激光載波進(jìn)行相位調(diào)制； 以所述數(shù)據(jù)信號(hào)對(duì)所述所述激光載波進(jìn)行相位調(diào)制和強(qiáng)度調(diào)制中的至少一種， 其中，所述數(shù)據(jù)信號(hào)是數(shù)字信號(hào)、模擬信號(hào)和射頻信號(hào)中的至少一種，其中，所述第一正弦時(shí)鐘信號(hào)是單頻信號(hào)、雙頻以及多頻信號(hào)中的至少一種，并且其中，所述第一正弦時(shí)鐘信號(hào)的頻率不低于所述數(shù)據(jù)信號(hào)的帶寬。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，獲得數(shù)據(jù)調(diào)制光波信號(hào)的步驟還包括: 對(duì)第二正弦時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行移相，生成移相信號(hào)； 以所述移相信號(hào)對(duì)受所述第一正弦時(shí)鐘信號(hào)所調(diào)制的激光載波進(jìn)行強(qiáng)度調(diào)制來(lái)獲得脈沖切割光波信號(hào)， 其中，所述第一正弦時(shí)鐘信號(hào)和所述第二正弦時(shí)鐘信號(hào)是同一正弦時(shí)鐘信號(hào)或彼此同步但頻率不同的正弦時(shí)鐘信號(hào)。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其中，所述數(shù)據(jù)信號(hào)是包括彼此正交的同相數(shù)據(jù)信號(hào)和正交數(shù)據(jù)信號(hào)的正交復(fù)用數(shù)據(jù)信號(hào)，獲得數(shù)據(jù)調(diào)制光波信號(hào)的步驟還包括: 將所述脈沖切割光波信號(hào)劃分為同相脈沖切割光波信號(hào)和正交脈沖切割光波信號(hào)；接收所述同相脈沖切割光波信號(hào)和所述正交脈沖切割光波信號(hào)中的至少一個(gè)，對(duì)其進(jìn)行延時(shí)； 以所述同相數(shù)據(jù)信號(hào)對(duì)所述延時(shí)的同相脈沖切割光波信號(hào)或未延時(shí)的同相脈沖切割光波信號(hào)進(jìn)行調(diào)制； 以所述正交數(shù)據(jù)信號(hào)對(duì)所述延時(shí)的正交脈沖切割光波信號(hào)或未延時(shí)的正交脈沖切割光波信號(hào)進(jìn)行調(diào)制； 對(duì)所述已調(diào)制同相數(shù)據(jù)信號(hào)和所述已調(diào)制正交數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行合波，以生成所述數(shù)據(jù)調(diào)制光波信號(hào)， 其中，所述延時(shí)與所述上變頻數(shù)據(jù)信號(hào)的載波頻率有關(guān)，以使得通過(guò)所述濾波所得的/[目號(hào)是正交的， 其中，所述同相數(shù)據(jù)信號(hào)和所述正交數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行的調(diào)制是相位調(diào)制和強(qiáng)度調(diào)制中的至少一種。
12.如權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行的調(diào)制是相位調(diào)制，所述光電探測(cè)步驟還包括: 對(duì)所述光脈沖進(jìn)行延時(shí)干涉來(lái)獲得兩路強(qiáng)度互補(bǔ)的脈沖光信號(hào)，其中，所述上下兩臂的延時(shí)與所述第一正弦時(shí)鐘信號(hào)的周期相等； 對(duì)所述兩路強(qiáng)度互補(bǔ)的脈沖光信號(hào)進(jìn)行平衡探測(cè)，將其變換為幅度變化的雙極性脈沖電信號(hào)，以獲得所述電信號(hào)， 其中，控制經(jīng)歷所述平衡探測(cè)的所述兩路脈沖光信號(hào)的功率的差異來(lái)調(diào)節(jié)所述平衡探測(cè)步驟所輸出的信號(hào)中的載波分量的強(qiáng)弱，當(dāng)所述兩路脈沖光信號(hào)的功率嚴(yán)格相等時(shí)，獲得最弱的載波分量，所述載波分量隨著所述功率的差異增加而變強(qiáng)。
13.如權(quán)利要求8所述的方法，還包括:進(jìn)行色散補(bǔ)償，以改變所述數(shù)據(jù)調(diào)制光波信號(hào)的色散，使其適合于變頻。
14.如權(quán)利要求10所述的方法，其中，所述色散為反常色散或正常色散，并且其中，所述第一正弦時(shí)鐘信號(hào)與所述脈沖切割光波信號(hào)之間的定時(shí)關(guān)系取決于所述色散，當(dāng)所述色散為反常色散時(shí)，所述第一正弦時(shí)鐘信號(hào)的最低點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)所述脈沖切割光波信號(hào)的最高點(diǎn)，當(dāng)所述色散為正常色散時(shí)，所述第一正弦信號(hào)的最高點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)所述脈沖切割光波信號(hào)的最高點(diǎn)。
15.—種光纖拉遠(yuǎn)通信系統(tǒng),包括: 如權(quán)利要求1所述的裝置； 光放大器，布置在所述調(diào)制模塊與所述色散型諧波增強(qiáng)器之間，用于對(duì)所述數(shù)據(jù)調(diào)制光波信號(hào)進(jìn)行放大； 光耦合器，布置在所述色散型諧波增強(qiáng)器與所述光電探測(cè)模塊之間； 電放大器，布置在所述帶通濾波器之后，用于對(duì)所述上變頻數(shù)據(jù)電信號(hào)進(jìn)行放大； 環(huán)行器，與所述電放大器連接； 天線，連接到所述環(huán)行器，用于發(fā)射放大的上變頻數(shù)據(jù)信號(hào)。
【文檔編號(hào)】H04B10/2575GK103595477SQ201310432573
【公開日】2014年2月19日 申請(qǐng)日期:2013年9月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月22日
【發(fā)明者】聞和, 陳寬桐, 鄭小平, 張漢一, 周炳琨 申請(qǐng)人:清華大學(xué)