[发明专利]基于毫米波发生器实现光纤无线系统上下行链路波长再用的系统

说明书

技术领域

本发明涉及光纤无线通信和微波光子技术，适用于光纤-无线通信系统、微波光子、光纤传感、光纤通信、移动蜂窝通信以及雷达等领域。

背景技术

目前移动通信的发展极为迅猛，随着国际上3G移动通信技术的实用化，移动无线接入正向着宽带宽、高速接入的方向发展。然而，随着移动通信的迅猛发展，无线频谱资源缺乏的局限也越来越突出。但是集中了大多数业务的3GHz以下频段早已拥挤不堪，低频段资源几乎已经用尽。为了提高无线通信系统的容量和接入速率，就必然要求提高其工作频率。但是大气环境对无线信号由于吸收和反射所引起的损耗也会随着信号频率的增加而增加。

为了解决以上频率资源匮乏等问题，提出了光纤无线通信(ROF：Radio OverFiber)技术。在光纤无线通信系统中，用光纤通信代替传统无线通信中从中心站(CS，Central Station)到基站(BS，Base Station)的一段微波传输，中心站通过光纤与多个功能简单的基站相连。所有的处理功能，包括调制解调、编解码、路由等在中心站完成，基站的主要功能是实现光信号和微波信号的转换。在中心站，基带电信号经过电调制器调制到毫米波发生器产生的毫米波上，再送入光调制器，将该复合电信号调制到从毫米波发生器处得到的可再用光载波上，以适用于光纤信道传输。以上这些都在中心站完成。由于上行链路中接收到的信号需要在基站调制，需要一个激光光源，这就必然要增加系统的成本。由【A.Kaszubowska，L.P.Barry，″Remote Downconversion with wavelength reusefor the radio/fiber uplink connection″IEEE Photonics Technology Letters，Vol.18，No.4，2006，Page(s)：562-564】所公开的技术方案采用的双边带调制，没有解决传输过程中的色散所致衰减问题，致使传输距离很短，信号速率很低。由【全双工通信Radio-Over-Fiber中光毫米波产生和波长重用方法和系统。公开号：CN 101001126A，申请号：200610032045.2】所公开的技术方案采用的中心站结构中使用了光载波抑制(OCS)技术，再使用交叉复用器分离边带边模的方法获得上下行链路的再用波长，这样就增加了中心站的光调制器数量，使得系统结构复杂，而光调制器是非常昂贵的，这种方案也就增加了系统造价。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，波长再用技术中存在的系统成本高、色散所致衰减、系统结构复杂问题。

本发明的技术方案：

基于毫米波发生器实现光纤无线系统上下行链路波长再用的系统，该系统包括中心站、基站、下行链路传输光纤、上行链路再用波长传输光纤、上行链路传输光纤，其连接：

毫米波发生器的第三光环型器的第三端口通过上行链路再用波长传输光纤与基站外调制器相连；

毫米波发生器的第四光环形器的第三端口与中心站外调制器相连；

中心站外调制器的输出端与第五光纤光栅输入端相连，第五光纤光栅输出端与下行链路传输光纤相连；

基站外调制器的输出端与第六光纤光栅输入端相连，第六光纤光栅输出端与上行链路传输光纤相连；

毫米波发生器的第三光环形器的第一端口与第一光纤光栅的输出端相连；

毫米波发生器的第三光环形器的第二端口与第三光纤光栅的输入端相连；

毫米波发生器的第四光环形器的第二端口与第四光纤光栅的输入端相连；

毫米波发生器的第四光环形器的第一端口与第二光纤光栅的输出端相连。

所述的毫米波发生器中第一光纤光栅和第二光纤光栅的反射带宽之和小于连续波激光器输出带宽，第一光纤光栅和第二光纤光栅的中心波长频率之差等于产生的微波、毫米波频率；第三光纤光栅和第四光纤光栅的反射带宽之和小于连续波激光器输出带宽，第三光纤光栅和第四光纤光栅的中心波长频率之差等于产生的微波、毫米波频率。

所述的第一光纤光栅和第二光纤光栅为均匀光纤光栅、啁啾光纤光栅、高斯切趾光纤光栅或升余弦切趾光纤光栅；第三光纤光栅、第四光纤光栅、第五光纤光栅、第六光纤光栅为高斯切趾均匀光纤光栅或升余弦切趾均匀光纤光栅。

毫米波发生器产生的微波、毫米波信号的频率为10GHz～1000GHz。