[发明专利]毫米波光纤传输系统中双路光相位调制毫米波生成及提供远程本振的系统和方法

说明书

技术领域：

本发明涉及毫米波光纤传输(RoF)系统中双路光相位调制毫米波生成及提供远程本振 的系统和方法。其核心思想是在中心站将单模激光分成两路，由两个反相的5GHz余弦微波 信号分别对这两路光波进行大调制指数的相位调制，再把两光波叠加，于是就产生FM-IM效 应，将光波的相位变化转化为强度变化，强度变化中包含微波信号及其高次谐波分量，提取 高次谐波得到毫米波载波。然后用2GHz BPSK信号以已调副载波的方式对光波进行强度调 制，在基站能获得40GHz的毫米波远程参考本振和38GHz的BPSK信号。

技术背景：

人们对多媒体宽带业务的需求日益增长，而目前拥塞的微波频段已难以适应这一发展， 开发毫米波频段是未来无线通信向更大容量和更高速率发展的必然方向。将毫米波和光纤传 输技术相结合的毫米波RoF(mmRoF，millimeter-wave Radio over Fiber)技术具有频带宽、容 量大、成本低和适合组成微微蜂窝(pico-cell)网等特点，正越来越受到关注，成为下一代无 线通信的候选方案之一。如何用光学方法产生毫米波是毫米波RoF的核心关键技术，到目前 为止，国际上已经提出多种方案，主要有以下几种：

1)双模激光器(dual-mode laser)：激光器产生两种频率的光束，它们的频率之差正好 为毫米波频率，经光纤传输后基站的光探测器完成两个光束的产拍，产生毫米波输 出。这种方法要用特种激光器，对其稳定性要求苛刻，故代价很大。

2)多光源技术(multiple optical source technique)：两光源频率之差即为毫米频率，到光 探测器差拍即得毫米波。这种方法要求光源频率和偏振的锁定，难度很高。

3)光波边带调制(modulation-sideband technique)：基带信号对毫米波调制，然后用该 毫米波直接对光波调制，到基站后光波两边带差拍得到毫米波。这种方法在中心站 就需要毫米波振荡器，所以毫米波是靠电的方法产生的。光纤色散对基站毫米波的 衰落影响很大。

4)光调频(调相)结合光纤色散(FM-modulated laser in conjunction with fiber dispersion)： 用低频微波信号对激光器调频或对光波外调相，通过色散光纤，将光波的相位变化 转化为强度变化(FM-IM效应)，强度变化中包含微波信号及其高次分量，提取高次 谐波得到毫米波信号。如果把色散光纤换成梳状光滤波器，就是光学倍频法。这种 方法对激光器波长和色散光纤或梳状光滤波器参数的关系要求苛刻，输出难以稳定。

5)非线性激光器谐波上变频(harmonic upconversion in nonlinear lasers)：将低频微波信 号加到非线性激光器，激发出高次谐波，到光探测器差频得到所需的毫米波。这种 方法要求特种激光器，成本高。

上述技术各有自己的特点，但成本很高，系统复杂，不利于大规模应用。

发明内容：

本发明的目的在于解决现有毫米波生成技术系统复杂、成本高昂、维护困难的问题，提 出一种实用的毫米波光纤传输系统中双路光相位调制毫米波生成及提供远程本振的系统和方 法。该系统结构简单，该方法易于实现，性能稳定，成本低廉，适合于实用产品的开发推广。

为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：