[发明专利]一种高效经济的毫米波RoF系统

说明书

技术领域

本发明涉及光载无线通信(radio-over-fiber，缩写为RoF)技术领域，具体地讲是一种高效经济的毫米波RoF系统。

背景技术

随着科技的不断进步，人们对信息获取的要求也在不断提高，如今无线通信得到普及，但其传输速率远远不能满足人们的需求，因此提高传输频率，是增加数据带宽的有效方法，再者，目前无线频段使用紧张，但高频毫米波段利用甚少，无线通信频段的提高也是一种趋势。但在无线通信中，频率增加意味着损耗增加，蜂窝系统中每个小区的覆盖范围将减小，进而需要建设更多的基站，增加成本。为解决这些问题，最有效的方法是采用RoF(radio-over-fiber，缩写为RoF，又称光纤无线通信)技术，基站与中心站之间用光纤连接，中心站负责数据的处理，基站只负责光电转换，建设成本低，经济上可行。

由于RoF系统工作于毫米波段，产生毫米波的技术成为RoF系统的关键技术。传统的RoF系统中，要同时产生基站的本地振荡信号及毫米波信号有很多方法，方法一，只使用一个MZ(Mach-Zehnder)双电极调制器来进行调制[Jing Li，Tigang Ning，et al.Millimeter-wave radio-over-fiber system based on two-step heterodyne technique.OPTICS LETTERS.2009.31(20)：3136-3138]，但是该方法需要提供两个激光器作为光源，成本太高。方法二，使用两个MZ双电极调制器串联来进行调制[Li Jing，Tigang Ning，et al.60 GHz Radio over Fiber Technology for Wireless Access by employing Narrow-Angle PSK Modulation.Optics Communications.2011.284：3428-3432]，该方法需要增加一个外部电调制器，同时增加了基站的复杂性。也有人使用两个MZ双电极调制器并联来进行调制[周喆赘，林如俭，叶家骏.光QPSK调制方式的光学倍频毫米波RoF系统及其生产方法.申请号：200810038776.7]，但是，该方法调制过程复杂，两个MZ双电极调制器产生一个毫米波信号，效率太低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，现有的RoF系统效率低、成本高。提出一种高效经济的毫米波RoF系统。

中心站采用两个MZ双电极调制器并联来进行调制，一共产生五个频率分量，将其中四个频率分量分为两组，一组产生下行毫米波，另外一组产生基站的本地毫米波，第五个频率分量用于为上行的数据信号提供载波。本发明不滤除任何光波信号，提高了使用效率，整个系统只使用一个激光器作为光源，节约了系统成本。

解决其技术问题的技术方案：

一种高效经济的毫米波RoF系统，包括中心站、上行链路光纤、下行链路光纤和基站，中心站和基站通过上行链路光纤、下行链路光纤连接。

射频信号发生器的输出端与第一射频放大器及第二射频放大器的输入端连接；

激光器的输出端与第一3dB耦合器的输入端连接；第一3dB耦合器的一个输出端与第一MZ双电极调制器输入端连接；第一MZ双电极调制器的一个直流电极与第一偏置电压源的输出端连接，另外一个直流电极接地，一个RF电极与第一射频放大器的输出端连接，另一个RF电极与第一π移相器的输出端连接，第一π移相器的输入端与第一射频放大器的输出端连接；第一MZ双电极调制器的输出端与第一强度调制器的光输入端连接，对第一强度调制器施加二进制基带调制信号；

第一3dB耦合器的另外一个输出端与第二MZ双电极调制器输入端连接；第二MZ双电极调制器的两个直流电极接地，一个RF电极与第二射频放大器的输出端连接，另一个RF电极与第二π移相器的输出端连接，第二π移相器的输入端与第二射频放大器的输出端连接；

第一强度调制器的输出端与第二3dB耦合器的一个输入端连接；第二MZ双电极调制器的输出端与第二3dB耦合器的另一个输入端连接；

第二3dB耦合器的输出端与第一EDFA光纤放大器的输入端连接，第一EDFA光纤放大器的输出端通过下行链路光纤连接到交织器的输入端；

交织器的一个输出端与第一光电转换器的输入端连接，第一光电转换器的输出端与第一毫米波放大器的输入端连接，第一毫米波放大器的输出端与第一毫米波天线连接；