[发明专利]一种高谱效率的WDM-ROF载波产生方法与传输系统

说明书

技术领域

本发明涉及光纤通信系统领域，具体说是一种高谱效率的WDM-ROF载波产生方法与传输系统。

背景技术

随着多媒体技术的迅猛发展，人们对信息需求量在不断增加，目前的无线频谱资源已经无法满足人们的需求。为了解决这样的问题，无线通信正在向高频率的载波通信发展，利用毫米波载波进行通信能为系统提供更大的容量，有利于缓解现今频谱资源紧缺的现状。所以毫米波通信技术已经成为当今研究的热点，成为无线通信今后发展的大方向。

毫米波是指频率为30～300GHz的微波信号，毫米波最突出的优点是能提供270GHz频带宽，其百分之一的相对带宽就可提供数百兆乃至上千兆的可用带宽，为多种信息业务的发展提供了有利的条件，很好地解决了无线频谱资源受限的问题。但它有受大气影响严重的缺点，导致毫米波传输距离有限，不适合远距离传输。因此，光载无线通信（Radio-over-Fiber，简称ROF）技术应运而生，该技术是指在无线通信系统的中心站和基站之间通过光纤进行毫米波传输的技术，是毫米波技术与光纤传输技术的结合，它不仅利用了毫米波信号提供的较大带宽，同时也克服了毫米波信号随着频率增加在大气中传播衰减变大的缺点。

在ROF系统中，复杂的信号处理单元放在中心站（CS），在中心站产生光毫米波，并通过光纤链路发送到基站（BS）。ROF系统的基站只包含简单的光电处理单元完成光电转换，并通过天线发送出去，同时也将天线收到的上行无线信号发送至中心站进行信号处理。典型的ROF系统包括中心站（CS）、基站（BS）、用户端、连接中心站和基站的光链路以及基站和用户端之间的无线信道。光纤作为中心站与基站之间的传输链路，直接用光载波来传输信号。

近年，对ROF系统主要研究光毫米波的产生与传播、ROF系统在波分复用（WDM）中的应用。

目前已公布的WDM-ROF载波光信号的产生方案均采用信号光与拍频光一一对应组成独立光信道的方式，信道与信道之间没有频谱交叠。由于光毫米波信号单信道的频谱占用一般都达到几十甚至上百个G，因此这种传统的WDM-ROF方案谱效率较低。这就意味着，需要较多数量的中心站来维持数量庞大的基站。由于中心站需要执行复杂的数据处理和光毫米波信号产生的任务，所以中心站的成本远高于基站。因此有必要采取方法提高中心站发送光毫米波的谱效率，使得一个中心站可以维持更多数量的基站运转。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种高谱效率的WDM-ROF载波产生方法与传输系统，使得两个独立光毫米波信道的拍频光可以被共用，而且某个信道中拍频光和信号光之间的频谱可以被其他光毫米波信道所占用，从而大大提高WDM-ROF系统中心站的谱效率，可有效降低中心站的数量，降低系统成本。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：

一种高谱效率的WDM-ROF载波产生方法，其特征在于，包括以下步骤：

设光毫米波频率为F，在中心站1，通过多载波光产生装置2产生一组频率间隔为F/N的连续光载波，N为需要产生的拍频光的个数，即N为≥1的整数；

然后利用光波长解复用装置3将其中信噪比质量最好的3N个光载波分离出来，中间的N个光载波作为WDM-ROF信道的公用拍频光，而两边的2N个光载波作为信号光；

将信号光作为信号光源分别进入信号光调制模块4，调制需要传输的基带信号；

调制后的信号光与未调制信号的拍频光经过光多路复用器7耦合，形成一个包含2N个信道的WDM-ROF传输信号，进入光纤链路8发往基站14。

在上述技术方案的基础上，在基站端，利用基站端滤波装置9将该基站所需要的拍频光和信号光滤出，形成最终包含一个信号光和一个拍频光的光毫米波ROF信号，该光毫米波ROF信号经过射频放大器11放大后送入光电二极管PD12进行拍频产生射频毫米波信号，射频毫米波信号通过无线射频天线13发射出去。

在上述技术方案的基础上，所述多载波光产生装置2基于光源频移方法产生多个频率间隔相同光源，或基于级联调制器的方法产生多个频率间隔相同光源，或基于非线性光纤光学效应的方法产生多个频率间隔相同光源，或由完全独立但波长间隔相同的独立光源产生多个频率间隔相同光源。

在上述技术方案的基础上，所述光源频移方法的具体步骤为：将初始光源经相位调制器或强度调制器后，通过一定功率的射频信号驱动，实现光源频率的搬移。