专利名称：基于插入导频法毫米波光纤传输系统的双向传输结构及信号传输方法
技术领域：
本发明涉及一种毫米波光纤传输系统的双向传输结构及信号传输方法，特别是一种基于插入导频法毫米波光纤传输系统的双向传输结构和信号传输方法。
背景技术：
近几年来，无线通信容量和业务种类的急剧增加使得现有通信频谱变得非常拥挤，开发应用毫米波频段成为不可避免的发展方向。毫米波通信系统具有带宽资源丰富，易于频率复用，设备轻便等优点；但是由于水雾和氧气在毫米波可用窗口内对信号衰减很严重，所以毫米波在空气中的传输距离有限，为了达到一定的网络覆盖面积就必须大量增加毫米波基站，这将导致系统成本大幅上升，利用射频光纤传输技术(ROF)传送毫米波是降低系统成本提高系统效率的一项解决方案。射频光纤传输技术将信号处理的各项功能集中于少数中心站，一个中心站通过双向光纤链路连接若干个基站，基站对基带信号透明，实现光波/毫米波、毫米波/光波之间的转换。
实现毫米波ROF系统的关键是避免光纤色散影响，降低基站成本，使其设备轻型化。具体包括两方面的内容，一是下行链路中，基站中毫米波载波的产生和传输，二是上行链路中，基站毫米波本振的产生。
Koonen.T.等人在Photonic Network Communications，Netherlands，KluwerAcademic Publisher，52，pp.177～187(《光子网络通信》2003)上发表的In-HouseNetwork Using Multimode Polymer Optical Fiber for Broadband Wireless Services(《采用多模聚合物光纤的宽带无线业务室内网络》)中，给出了一种光学倍乘法的5.4GHz的下行链路的结构，其主要研究目标是采用多模聚合物光纤作为链路媒质的光纤系统产生微波信号，该文中没有涉及到毫米波的产生和上行链路的设计问题。
目前针对上行链路的解决方案主要有两种，一是直接用基站接收到的微波信号调制光波，虽然基站结构简单，但是当微波频率较高的时候必须使用高速率的外调制器，增加了基站成本，而且高频率的微波副载波会导致光纤链路色散影响严重；二是在基站中使用毫米波本地振荡器，这是一种以提高基站成本和复杂度来换取低色散传输的方案。
发明内容
本发明的目的在于提供一种克服现有双向链路设计的不足，提供一种插入导频法毫米波光纤传输系统的双向传输结构及信号方法，使系统基站结构简单，以满足毫米波光纤传输系统的实用需要。
为达到上述目的，本发明采用下述技术方案一种基于插入导频法毫米波光纤传输系统的双向传输结构，由中心站和基站通过光纤双向传输链路互连构成上下行链路，其特征在于1)、所述的下行链路的结构是中心站中的激光器与一个相位调制器通过尾纤相连，一个扫频正弦波振荡器通过电导线连接到一个微波放大器的输入端，微波放大器的输出端通过电导线连接所述相位调制器的控制电极，相位调制器的输出端通过尾纤连接一个强度调制器，有一个导频振荡器和下行基带信号分别通过电导线连接到一个合波器的两个输入端，合波器的输出端通过电导线连接所述强度调制器的控制电极，强度调制器的输出端通过尾纤连接一个Fabry-Perot光滤波器，Fabry-Perot光滤波器的输出端通过尾纤连接一个掺铒光纤放大器EDFA，掺铒光纤放大器EDFA的输出端通过尾纤连接到所述的光纤双向传输链路；所述的光纤双向传输链路的末端在基站中连接一个光探测器的输入端，光探测器的输出端通过电导线连接一个毫米波放大分路器的输入端，毫米波放大分路器的一路输出端通过电导线连接一个毫米波带通滤波器的输入端，毫米波带通滤波器的输出端通过电导线连接一个三端环行器的端口1，三端环行器的端口2通过馈线连接天线，毫米波信号经天线发射出去，从而实现信号的下行传输功能；毫米波放大分路器的另外一路输出端连接另一毫米波带通滤波器的输入端，在该毫米波带通滤波器的输出端得到毫米波参考本振，为上行链路信号传输提供了下变频参考本振；2)、所述的上行链路的结构是基站中的天线采集的用户信号通过馈线进入所述的三端环行器端口2，由三端环行器端口3输出，三端环行器端口3通过电导线连接一个低噪声放大器的输入端，低噪声放大器输出端通过电导线连接一个毫米波混频器的一个输入端，所述的毫米波带通滤波器的输出端输出的毫米波参考本振通过电导线加到毫米波混频器的另一个输入端，毫米波混频器的输出端通过电导线连接一个中频滤波放大器的输入端，中频滤波放大器的输出端通过电导线连接一个激光器的输入端，该激光器输出的光波通过尾纤连接光纤双向传输链路；在中心站中，一个光探测器的输入端连接所述光纤双向传输链路，该光探测器的输出端通过电导线连接到中频混频器的一个输入端，中频混频器的另一个输入端通过电导线连接导频振荡器的输出端，中频混频器的输出端通过电导线连接一个判决器的输入端，在判决器直接输出用户上行基带信号。
一种基于插入导频法毫米波光纤传输系统的双向信号传输方法，采用上述的毫米波光纤传输系统的上下行双向传输结构进行双向信号传输，其特征在于1)、下行信号传输方法在中心站用扫频正弦波对光波进行相位调制，用下行基带信号和导频正弦波的混和信号对光波进行强度调制，并用Fabry-Perot光滤波器对强度和相位双重调制的光波进行滤波产生梳状光谱；在基站，从中心站传输来的光波通过光探测器进行光电变换，然后用毫米波放大分路器将光电变换后的信号放大并分成两路，然后让其分别通过两个不同的毫米波带通滤波器，而分别获得毫米波下行已调波和毫米波参考本振，毫米波下行已调波经过放大后由天线发射出去，从而实现下行信号传输功能，同时也为上行信号传输提供了毫米波参考本振；2)、上行信号传输方法基站从天线接收到的用户毫米波上行信号经低噪声放大器放大后，在混频器中与所述的毫米波参考本振混频，实现信号的下变频，获得受上行基带信号调制的中频副载波，用中频副载波直接调制激光器，其输出传输到中心站的光探测器，经光电变换后输出中频副载波，再经过下变频、判决器输出用户上行基带信号，从而实现上行信号传输功能。
以下对本发明作进一步的说明下行链路信号的传输过程和方法是基于插入导频的光学扫频法，具体实现为参见图1，在中心站1发送端，扫频正弦波振荡器1-6产生频率为fsw的扫频正弦波经微波放大器1-7放大后驱动LiNbO3相位调制器1-2，对半导体激光器1-1输出的光波进行相位调制；导频振荡器1-8产生频率为fplt的导频正弦波和下行基带信号1-10在合波器1-9叠加，用叠加后的混和信号调制扫频光波的强度。强度调制器1-3输出端的光波电场表示为E(t)=Ecma[g(t)+cosωpltt]exp(jωct+jβsinωswt)---(1)]]>其中，Ec为光波电场振幅，ωc为光波的中心角频率，ωplt为导频正弦波的角频率，ωsw为扫描正弦波的角频率，g(t)是下行基带信号1-10，ma为调制指数，β为调相指数。
强度调制器1-3连接Fabry-Perot光滤波器1-4，其冲激响应为hfp(t)=t2[δ(t-τfp2)+r2δ(t-3τfp2)+...+r2nδ(t-(2n+1)τfp2)+...]---(2)]]>其中r和t分别为光滤波器的电场反射系数和透射系数，且t2＝1-r2，τfp是光信号在Fabry-Perot光谐振腔内反射一个来回的延迟时间。
为了满足系统的功率要求，中心站的光波在射入光纤链路2之前，用一个放大倍数为Ao的掺铒光纤放大器(EDFA)1-5对Fabry-Perot光滤波器1-4输出的光波放大，所以中心站最后输出的光波电场表达式为E(t)=EcAo(1-R)ma[g(t)+cosωpltt]1-R2exp(-j2ωcτfp){exp[jωc(t-τfp2)+jβsinωsw(t-τfp2)]]]>+Rexp[jωc(t-3τfp2)+jβsinωsw(t-3τfp2)]}---(3)]]>其中R为功率反射系数，R＝r2。
基站3接收端将接收到的光波直接用光探测器3-1进行光电变换，输出的光电流可以表示为id(t)=i0Ao2(1-R)2ma[g(t)+cosωpltt]1+R4-2R2cos2ωcτfp{1+R2+2Rcos[ωcτfp+2βsin(ωswτfp2)cos(ωswt-ωswτfp)]}---(4)]]>其中i0是平均光电流，且i0＝F·P0，P0、F分别是光探测器3-2的输入光功率和响应度。
取τfp＝0.5/fsw，fsw为扫描频率，将上式用贝塞尔函数展开为id(t)=i0Ao2(1-R)2ma[g(t)+cosωpltt]1+R4-2R2cos2ωcτfp{1+R2+2RcosωcτfpJ02β+]]>4RcosωcτfpΣn=1∞(-1)nJ2n(2β)cos[2n(ωswt-ωswτfp)]+]]>4RsinωcτfpΣn=1∞(-1)nJ2n+1(2β)cos[(2n+1)(ωswt-ωswτfp)]}---(5)]]>由表达式(5)可以看出，光探测器输出的信号是由频率为2nωsw和(2n+1)ωsw若干频率分量的调幅波组成的，通过设计选择ωc和τfp使cosωcτfp＝1，从而使偶次谐波成分最大化，同时消除信号中奇次谐波成分(2n+1)ωsw，所以将信号简化为id(t)=i0Ao2(1-R)2ma[g(t)+cosωpltt]1+R4-2R2cos2ωcτfp{D+4RΣn=1∞(-1)nJ2n(2β)cos[2n(ωswt-ωswτfp)]}---(6)]]>其中D表示直流分量，且D＝1+R2+2RJ0(2β)。
从表达式(6)可以看出，信号是由两个调幅波组成，一个是角频率为2nωsw调制信号为基带信号g(t)的调幅波，一个是角频率为2nωsw调制信号为导频信号cosωpltt的调幅波。从频谱的角度看，信号频谱中包含了2nωsw和2nωsw±ωplt的频率成分。其中频率为2nωsw的分量是携带了基带信号的下行载波，频率为2nωsw+ωplt或2nωsw-ωplt的分量可以提取出来作为上行链路下变频的毫米波参考本振。所以将毫米波放大分路器3-2放置在光探测器3-1的后面，在放大信号的同时将输入信号分成两路输出，一路连接中心角频率为2nωsw的毫米波带通滤波器3-3(1)，从而得到携带了基带信号的毫米波载波，并经过环行器三端环行器3-4和天线3-5发送出去，实现信号的下行传输功能。毫米波已调下行信号表达式如下it(t)=4i0Ao2Ae1R(1-R)2mag(t)1+R4-2R2cos2ωcτfp·J2n(2β)cos[2n(ωswt-ωswτfp)]}---(7)]]>其中Ae1为毫米波放大分路器3-2的增益。
毫米波放大分路器3-2的另一路输出经过中心角频率为2nωsw+ωplt或者2nωsw-ωplt的毫米波带通滤波器3-3(2)滤波后，可以为上行链路提供毫米波参考本振3-7。
基站3中的毫米波参考本振3-7的获得是上行信号传输关键技术，解决这个问题之后，上行链路信号的传输过程变得相对简单基站3中将天线3-5接收的信号经三端环行器3-4和低噪声放大器3-6后，与上述产生的毫米波参考本振3-7经混频器3-8下变频，取出被上行基带信号调制的中频副载波，用中频滤波放大器3-9对中频副载波滤波放大，使其能够直接调制激光器3-10；被中频副载波调制的上行光波经由光纤链路2传输到中心站3接收端；在中心站3中经光探测器1-6光电变换，得到中频副载波，再经过中频混频器1-12下变频到基带，然后用判决器1-13恢复出用户上行基带信号1-14。
本发明与现有技术相比较，具有以下突出特点和显著优点(1)中心站发送端在基带信号中插入导频，即用导频正弦波和基带信号的混和信号调制光波强度，并用扫频正弦波调制光波相位，用Fabry-Perot光滤波器形成梳状频谱，从而在基站中通过两个参数不同的毫米波滤波器，分别提取携带基带信号的毫米波载波和毫米波参考本振，简化了基站设备。(2)用在下行传输链路中插入导频的方法为基站中上行信号传输下变频提供所需要的毫米波参考本振，避免了基站中使用昂贵的毫米波本振源，可以有效地降低基站开销。(3)基站中下行链路的已调波生成和上行链路的毫米波本振生成都是基于光学扫频法，使基站设备无源。
附图插入导频法毫米波ROF系统双向传输结构示意图。
图中标号表示中心站1、光纤双向传输链路2、基站3、激光器1-1、相位调制器1-2、强度调制器1-3、Fabry-Perot光滤波器1-4、掺铒光纤放大器(EDFA)1-5、扫频正弦波振荡器1-6、微波放大器1-7、导频振荡器1-8、合波器1-9、下行基带信号1-10、光探测器1-11、中频混频器1-12、判决器1-13、上行基带信号1-14、光探测器3-1、毫米波放大分路器3-2、毫米波带通滤波器3-3(1)、毫米波带通滤波器3-3(2)、三端环行器3-4、天线3-5、低噪声放大器3-6、毫米波参考本振3-7、毫米波混频器3-8、中频滤波放大器3-9、激光器3-10具体实施例方式本发明的一个优选实施例是本插入导频法毫米波光纤传输系统的双向传输结构和信号传输方法是一个应用于40GHz光纤传输系统的双向传输结构及信号传输方法。现介绍如下本毫米波光纤传输系统的双向传输结构参见附图，由中心站1和基站3通过光纤双向传输链路2互连构成上下行链路1)、所述的下行链路的结构是中心站1中的激光器1-1与一个相位调制器1-2通过尾纤相连，一个扫频正弦波振荡器1-6通过电导线连接到一个微波放大器1-7的输入端，微波放大器1-7的输出端通过电导线连接所述相位调制器1-2的控制电极，相位调制器1-2的输出端通过尾纤连接强度调制器1-3，有一个导频振荡器1-8和下行基带信号1-10分别通过电导线连接到一个合波器1-9的两个输入端，合波器1-9的输出端通过电导线连接所述强度调制器1-3的控制电极，强度调制器1-3的输出端通过尾纤连接一个Fabry-Perot光滤波器1-4，Fabry-Perot光滤波器1-4的输出端通过尾纤连接一个掺铒光纤放大器EDFA1-5，掺铒光纤放大器EDFA1-5的输出端通过尾纤连接到光纤双向传输链路2；所述的光纤双向传输链路2末端在基站3中连接一个光探测器3-1的输入端，光探测器3-1的输出端通过电导线连接一个毫米波放大分路器3-2的输入端，毫米波放大分路器3-2的一路输出端通过电导线连接一个毫米波带通滤波器3-3(1)的输入端，毫米波带通滤波器3-3(1)的输出端通过电导线连接一个三端环行器3-4的端口1，三端环行器3-4的端口2通过馈线连接天线3-5，毫米波信号经天线3-5发射出去，从而实现信号的下行传输功能；毫米波放大分路器3-2的另外一路输出端连接另一毫米波带通滤波器3-3(2)的输入端，在该毫米波带通滤波器3-3(2)的输出端得到毫米波参考本振3-7，为上行链路信号传输提供了下变频参考本振；2)、所述的上行链路的结构是基站3中的天线3-5采集的用户信号通过馈线进入所述的三端环行器3-4端口2，由三端环行器3-4端口3输出，三端环行器3-4端口3通过电导线连接一个低噪声放大器3-6的输入端，低噪声放大器3-6输出端通过电导线连接一个毫米波混频器3-8的一个输入端，所述的毫米波带通滤波器3-3(2)的输出端输出的毫米波参考本振3-7通过电导线加到毫米波混频器3-8的另一个输入端，毫米波混频器3-8的输出端通过电导线连接一个中频滤波放大器3-9的输入端，中频滤波放大器3-9的输出端通过电导线连接一个激光器3-10的输入端，该激光器3-10输出的光波通过尾纤连接光纤双向传输链路2；在中心站1中，一个光探测器1-11的输入端连接所述光纤双向传输链路2，该光探测器1-11的输出端通过电导线连接到中频混频器1-12的一个输入端，中频混频器1-12的另一个输入端通过电导线连接导频振荡器1-8的输出端，中频混频器1-12的输出端通过电导线连接一个判决器1-13的输入端，在判决器1-13直接输出用户上行基带信号1-14。
本插入导频法毫米波光纤传输系统的双向信号传输方法如下1)、下行信号传输方法在中心站1用扫频正弦波对光波进行相位调制，用下行基带信号和导频正弦波的混和信号对光波进行强度调制，并用Fabry-Perot光滤波器1-4对强度和相位双重调制的光波进行滤波产生梳状光谱；在基站3，从中心站1传输来的光波通过光探测器3-1进行光电变换，然后用毫米波放大分路器3-2将光电变换后的信号放大并分成两路，然后让其分别通过两个不同的毫米波带通滤波器3-3(1)、(2)，而分别获得毫米波下行已调波和毫米波参考本振3-7，毫米波下行已调波经过放大后由天线3-5发射出去，从而实现下行信号传输功能，同时也为上行信号传输提供了毫米波参考本振3-7；2)、上行信号传输方法基站3从天线3-5接收到的用户毫米波上行信号经低噪声放大器3-6放大后，在混频器3-8中与所述的毫米波参考本振3-7混频，实现信号的下变频，获得受上行基带信号调制的中频副载波，用中频副载波直接调制激光器3-10，其输出传输到中心站1的光探测器1-11，经光电变换后输出中频副载波，再经过下变频、判决器输出用户上行基带信号1-14，从而实现上行信号传输功能。
本实施例的信号处理过程如下在中心站1的发送端，用作光源的半导体激光器1-1工作在1550nm波长，线宽10MHz，功率10mW。扫频正弦波振荡器1-6产生频率为fsw＝5GHz的扫频正弦波经微波放大器1-7放大30dB后，驱动LiNbO3相位调制器1-2。导频振荡器1-8产生fplt＝2GHz的导频正弦波和速率为100Mbps的下行基带信号1-5混合后，共同加到强度调制器1-3的控制电极，强度调制器1-3输出的是相位和强度双重受调制的光波，该光波在经过FSR＝10GHz(τfp＝0.1ns)的Fabry-Perot光滤波器后形成梳状光谱。为了满足基站中信号发送功率的要求，下行光波在发送到光纤链路2之前先用掺铒光纤放大器(EDFA)1-5进行光功率放大20dB。中心站最后输出的光波电场可以表示为E(t)=EcAo(1-R)ma[g(t)+cosωpltt]1-R2exp(-j2ωcτfp){exp[jωc(t-τfp2)+jβsinωsw(t-τfp2)]]>+Rexp[jωc(t-3τfp2)+jβsinωsw(t-3τfp2)]}---(3)]]>其中，Ec为光波电场振幅，ωc为光波的中心角频率，ωplt为导频正弦波的角频率，ωsw为扫描正弦波的角频率，g(t)是下行基带信号1-10，ma为调制指数，β为调相指数，τfp是光信号在Fabry-Perot光谐振腔内反射一个来回的延迟时间，R为Fabry-Perot光滤波器的功率反射系数，Ao为掺铒光纤放大器(EDFA)的放大倍数。
在基站3中将下行光波经光探测器3-1光电变换后，输出的光电流用贝塞尔函数展开为id(t)=i0Ao2(1-R)2ma[g(t)+cosωpltt]1+R4-2R2cos2ωcτfp{1+R2+2RcosωcτfpJ0(2β)+]]>4RcosωcτfpΣn=1∞(-1)nJ2n(2β)cos[2n(ωswt-ωswτfp)]+]]>4RsinωcτfpΣn=1∞(-1)nJ2n+1(2β)cos[(2n+1)(ωswt-ωswτfp)]}---(5)]]>取τfp＝0.5/fsw，并且选择ωc和τfp使cosωcτfp＝1，从而使偶次谐波成分最大化，同时消除信号中奇次谐波成分(2n+1)ωsw，此实施例为40GHz，故需要提取8次谐波分量，信号简化为id(t)=i0Ao2(1-R)2ma[g(t)+cosωpltt]1+R4-2R2cos2ωcτfp{D+4RJ8(2β)cos[8(ωswt-ωswτfp)]}]]>其中D表示直流分量，且D＝1+R2+2RJ0(2β)。
用毫米波放大分路器3-2对37.5GHz～40.5GHz频率范围内的信号放大17dB并分成两路输出，其中一路输出接中心频率为40GHz、3dB带宽为±200MHz的毫米波带通滤波器3-3(1)，取出携带了基带信号的40GHz毫米波载波，其表达式为it(t)=4i0Ao2Ae1R(1-R)2mag(t)1+R4-2R2cos2ωcτfp·J8(2β)cos[8(ωswt-ωswτfp)]}]]>其中Ae1为毫米波放大分路器3-2的增益。
该信号再经环行器3-4和天线3-5发送出去，完成了信号的下行功能。
毫米波放大分路器3-2的另一路输出接中心频率为38GHz、3dB带宽为40MHz的毫米波带通滤波器3-3(2)，取出38GHz的毫米波参考本振3-7，其表达式为iro(t)=2i0Ao2Ae1R(1-R)2ma1+R4-2R2cos2ωcτfp·J8(2β)cos[8(ωswt-ωswτfp)-ωpltt]}---(7)]]>基站3中上行链路的关键技术是毫米波参考本振3-7的产生，通过上述方法解决了这个问题之后，上行链路的结构和信号处理过程变得相对简单
基站3天线3-5接收到的信号是受用户上行基带信息调制的40GHz毫米波信号，该毫米波信号经三端环行器3-4、低噪声放大器3-6后，通过混频器3-9和毫米波本振3-8零差变频取出2GHz的中频副载波，用放大倍数为40dB、中心频率为2GHz、带宽为±200MHz的中频滤波放大器3-9对中频副载波滤波放大，使其能够直接调制激光器3-10；中心站3接收到的上行光波经光探测器1-6光电变换，得到中频副载波，再经过中频混频器1-12与2GHz的本振下变频到基带，然后用判决器1-13恢复出用户上行基带信号1-14。
权利要求
1.一种基于插入导频法毫米波光纤传输系统的双向传输结构，由中心站(1)和基站(3)通过光纤双向传输链路(2)互连构成上下行链路，其特征在于1)所述的下行链路的结构是中心站(1)中的激光器(1-1)与一个相位调制器(1-2)通过尾纤相连，一个扫频正弦波振荡器(1-6)通过电导线连接到一个微波放大器(1-7)的输入端，微波放大器(1-7)的输出端通过电导线连接所述相位调制器(1-2)的控制电极，相位调制器(1-2)的输出端通过尾纤连接一个强度调制器(1-3)，有一个导频振荡器(1-8)和下行基带信号(1-10)分别通过电导线连接到一个合波器(1-9)的两个输入端，合波器(1-9)的输出端通过电导线连接所述强度调制器(1-3)的控制电极，强度调制器(1-3)的输出端通过尾纤连接一个Fabry-Perot光滤波器(1-4)，Fabry-Perot光滤波器(1-4)的输出端通过尾纤连接一个掺铒光纤放大器EDFA(1-5)，掺铒光纤放大器EDFA(1-5)的输出端通过尾纤连接到所述的光纤双向传输链路(2)；所述的光纤双向传输链路(2)末端在基站(3)中连接一个光探测器(3-1)的输入端，光探测器(3-1)的输出端通过电导线连接一个毫米波放大分路器(3-2)的输入端，毫米波放大分路器(3-2)的一路输出端通过电导线连接一个毫米波带通滤波器(3-3(1))的输入端，毫米波带通滤波器(3-3(1))的输出端通过电导线连接一个三端环行器(3-4)的端口1，三端环行器(3-4)的端口2通过馈线连接天线(3-5)，毫米波信号经天线(3-5)发射出去，从而实现信号的下行传输功能；毫米波放大分路器(3-2)的另外一路输出端连接另一毫米波带通滤波器(3-3(2))的输入端，在该毫米波带通滤波器(3-3(2))的输出端得到毫米波参考本振(3-7)，为上行链路信号传输提供了下变频参考本振；2)所述的上行链路的结构是基站(3)中的天线(3-5)采集的用户信号通过馈线进入所述的三端环行器(3-4)端口2，由三端环行器(3-4)端口3输出，三端环行器(3-4)端口3通过电导线连接一个低噪声放大器(3-6)的输入端，低噪声放大器(3-6)输出端通过电导线连接一个毫米波混频器(3-8)的一个输入端，所述的毫米波带通滤波器(3-3(2))的输出端输出的毫米波参考本振(3-7)通过电导线加到毫米波混频器(3-8)的另一个输入端，毫米波混频器(3-8)的输出端通过电导线连接一个中频滤波放大器(3-9)的输入端，中频滤波放大器(3-9)的输出端通过电导线连接一个激光器(3-10)的输入端，该激光器(3-10)输出的光波通过尾纤连接光纤双向传输链路(2)；在中心站(1)中，一个光探测器(1-11)的输入端连接所述光纤双向传输链路(2)，该光探测器(1-11)的输出端通过电导线连接到中频混频器(1-12)的一个输入端，中频混频器(1-12)的另一个输入端通过电导线连接导频振荡器(1-8)的输出端，中频混频器(1-12)的输出端通过电导线连接一个判决器(1-13)的输入端，在判决器(1-13)直接输出用户上行基带信号(1-14)。
2.一种基于插入导频法毫米波光纤传输系统的双向信号传输方法，采用权利要求1所述的毫米波光纤传输系统的上下行双向传输结构进行双向信号传输，其特征在于1)下行信号传输方法在中心站(1)用扫频正弦波对光波进行相位调制，用下行基带信号和导频正弦波的混和信号对光波进行强度调制，并用Fabry-Perot光滤波器(1-4)对强度和相位双重调制的光波进行滤波产生梳状光谱；在基站(3)，从中心站(1)传输来的光波通过光探测器(3-1)进行光电变换，然后用毫米波放大分路器(3-2)将光电变换后的信号放大并分成两路，然后让其分别通过两个不同的毫米波带通滤波器(3-3(1)、(2))，而分别获得毫米波下行已调波和毫米波参考本振(3-7)，毫米波下行已调波经过放大后由天线(3-5)发射出去，从而实现下行信号传输功能，同时也为上行信号传输提供了毫米波参考本振(3-7)；2)上行信号传输方法基站(3)从天线(3-5)接收到的用户毫米波上行信号经低噪声放大器(3-6)放大后，在混频器(3-8)中与所述的毫米波参考本振(3-7)混频，实现信号的下变频，获得受上行基带信号调制的中频副载波，用中频副载波直接调制激光器(3-10)，其输出传输到中心站(1)的光探测器(1-11)，经光电变换后输出中频副载波，再经过下变频、判决器输出用户上行基带信号(1-14)，从而实现上行信号传输功能。
全文摘要
本发明涉及一种基于插入导频法毫米波光纤传输系统的双向传输结构及信号传输方法。本发明中，在中心站发送端在基带信号中插入导频，即用基带信号和导频正弦波的混和信号对光波进行强度调制，并用扫频正弦波调制光波相位，用Fabry－Perot光滤波器形成梳状频谱，在基站光探测器完成光电变换之后，通过两个参数不同的毫米波滤波器，分别提取携带基带信号的毫米波载波和毫米波参考本振，从而在实现系统的下行功能的同时在基站中获得上行链路所需要的参考本振。对于上行链路，令基站接收的用户毫米波上行信号与在下行链路中获得的参考本振混频，获得上行中频副载波，用该中频副载波直接调制基站中的光源，中心站接收端光电变换后再经过下变频，取出上行基带信号，从而实现系统的上行链路。
文档编号H04B10/16GK1933377SQ20061011670
公开日2007年3月21日 申请日期2006年9月28日 优先权日2006年9月28日
发明者修明磊, 林如俭, 秦海琳, 陈新桥 申请人:上海大学