[发明专利]高功率效率光学无线发射机

说明书

相关专利申请的交叉引用

本申请要求2007年3月22日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第 10-2007-0028241号的权益，在这里通过引用而全部合并其公开。

技术领域

本发明涉及一种光学通信设备，且更具体地，涉及一种能够以高功率效 率传送光学信号的光学无线发射机。

背景技术

近来，信息技术(IT)的进步已经导致无处不在的(ubiquitous)通信环 境的发展，在所述无处不在通信环境中可以在任何类型的设备之间提供各种 服务，而与时间和地点无关。此外，在无处不在通信网络中，由于诸如无绳 (codeless)可操作性和移动性而导致用于连接到不同终端的无线通信的使 用已经逐渐增加。

在当前使用的无线通信技术中，RF/MW频带从几MHz变化到几十GHz， 并且与有线通信技术相比，使用了相对低的服务率。此外，在无线通信技术 中，需要在用户终端、卫星、和军事网络之中进行频率共享。而且，需要解 决诸如信息安全、和对人体有害的电磁干扰(EMI)之类的问题。

作为用于解决传统无线通信的问题的有前景的技术，已经提出了其中使 用通过空间传播的光来传递信息的光学无线通信技术。

根据当前的研究结果，强度调制(IM)/直接检测(DD)光学无线通信 技术可以提供用于室内光学无线通信的廉价实用的光学调制方案。

图1是图示了传统的IM/DD光学无线通信设备的构思图。

参考图1来简要描述传统的光学无线通信设备的操作。通过调制器10 将输入的电信号转换为适合于光学信道的线路代码，并通过放大器将其放大 为合适的电流信号。诸如激光二极管(LD)或发光二极管(LED)之类的发 光装置20通过使用该电流信号来输出光学信号(光学信道)。光学信号通过 光电二极管(PD)30来检测，并被转换为光学电流信号。所述光学电流信 号通过解调器40来解调，并输出到接收机。

调制器10所执行的调制被分类为时域调制和频域调制。在时域调制中， 使用了用于通过利用信号强度的开关特性来调制传送信号的非归零(NRZ) 或归零(RZ)码开-关键控方案、和用于通过利用脉冲之间的时间差来调制 传送信号的脉冲位置调制方案。通过使用一个副载波或多个副载波来执行所 述频域调制。

作为频域调制方案，使用正交频分复用(OFDM)。OFDM被广泛用于 其中必须解决由于多径所导致的信号干扰的有线/无线通信，诸如，x数字订 户线路(xDSL)、无线局域网(LAN)和无线因特网。OFDM具有易于实现 和易于进行频带管理的优点。

在OFDM中，输出信号具有大的峰均功率比(PAPR：peek-to-average power ratio)。因此，输出级上的功率放大器的操作效率被降低，并且通信性 能由于功率放大器的非线性所导致的信号变形(deformation)而恶化。因此， 在使用OFDM的IM光学无线通信中，由于高PAPR而导致降低了光学无线 发射机的功率效率并发生了非线性信号变形。

下面参考图2来详细描述这些问题。

图2是图示了传统的IM光学无线发射机的示意框图。

参考图2来描述光学无线发射机的操作。利用基带调制器201来调制输 入的电信号。基带调制器201的输出信号是数字信号。所述数字信号被数模 (DA)转换器202转换为模拟信号。通过功率放大器203对所述模拟信号 进行放大。利用放大的信号来驱动LD或LED 204，以生成与功率放大器203 的输出信号成比例的光功率信号。

如上所述，在其中OFDM方案被用于基带调制器201的情况下，基带 调制器201的输出信号具有高PAPR特性。因此，为了对输出信号进行线性 放大，功率放大器203需要实现为具有A类偏置状态。通常，A类放大器的 最大功率效率被限制到50％或更低。放大器的功率效率与输入信号的PAPR 成反比。例如，如果PAPR是10dB，则功率放大器203的功率效率是大约5 ％。