器2009和路得到偏振复用多业务光载毫米波信号。
[0043]激光器2001为分布反馈式激光器，输出连接双臂马增调制器2002，这里产生频率为193.1THz，线宽为1MHz的连续光波作为载波。
[0044]信号发生器2003产生14GHz的射频信号，然后通过一个1*2的倍频器2004得到频率为28GHz的射频信号后分为两路，一路驱动双臂马增调制器2002上臂，另一路经过相移器2005改变180度相位后驱动双臂马增调制器2002下臂。
[0045]双臂马增调制器2002光输入端与激光器相连来接收光信号，输出端连接光交叉波分复用器2006，射频驱动上臂连接倍频器2004，下臂连接相移器2005。其带宽为40GHz，消光比为30dB，半波电压为5V。简要说明双臂马增调制器实现光载波抑制的调制方法，具体为:双臂马增调制器接收光信号后将光信号平均分为两个相等的光信号分别进入调制器的上下两个支路，由于调制器的衬底采用Nib03这种电光性材料，其折射率随着外加电信号的变化而变化，继而导致光信号的相位变化。当调制器的上下两臂的驱动信号为符号相反的信号，并且上下两臂的偏置电压差为半波电压的时候，可以实现光载波抑制调制。
[0046]光交叉波分复用器2006—端连接双臂马增调制器，另一端分为两路，分别连接马增调制器2007与偏振控制器2009。光交叉波分复用器的作用是将光信号分离，光正一阶边带进入上路，光负一阶边带进入下路。
[0047]任意波形发生器2008产生多业务信号2G、3G、4G、WiMax聚合的信号，此信号分为两路，一路驱动双臂马增调制器的上臂，另一路经过移相器2010改变180度相位后驱动双臂马增调制器的下臂。
[0048]双臂马增调制器2007光输入端与光交叉波分复用器2006相连来接收光信号，输出端连接偏振合束器2011，射频驱动上臂连接任意波形发生器2008，下臂连接相移器2010。其带宽为20GHz，消光比为30dB，半波电压为5V。
[0049]偏振控制器2009—端连接光交叉波分复用器2006接收光信号，一端连接偏振合束器2011输出偏振态旋转45度后的光信号。
[0050]偏振合束器2011接收端接收上下两路的光信号，并将上下两路不同偏振态的光信号合为一路信号，在另一端连接光纤将偏振复用光载射频毫米波信号发送出去。
[0051]光电探测器2012作为低频光电探测器，接收上行光信号，通过光电转换得到基带信号。
[0052]基站模块21由偏振分束器2101将光信号分为两路不同偏振态的光信号。一路为光载毫米波信号，在光电探测器2102实现光电转换后，经过3dB带宽为1GHz，中心频率为60GHz的电放大器2103放大后经由天线发送到大气中。另一路作为光载波信号，搭载由用户单元发送到基站的射频信号形成上行光信号传输到中心站。
[0053]偏振分束器2101将入射的偏振复用光信号进行偏振分离，分为P光与S光。P光与S光分别只具有单一偏振态。
[0054]光电探测器2102采用带宽10GHz的雪崩二极管，其一端与光纤相连，另一端与电放大器相连。信号光进入光电探测器后根据光电效应把光载毫米波转换为电毫米波。
[0055]马赫增德尔强度调制器2104光输入端与偏振分路器相连，并由基站接收的射频信号2105作为驱动信号进行光强度调制，输出端与光纤相连，将调制光信号进行上行传输。
[0056]电放大器2103设计参数:3dB带宽为1GHz，中心频率为60GHz。实现对电信号的功率放大.
[0057]天线2106将经过功率放大后的电毫米波发送大气中。
[0058]用户单元模块22通过接收天线2201可以接收到的60GHz信号。然后通过高通滤波器2202滤除天线接收的频带信号的带外高频信号以及噪声。接着经过电放大器2203放大衰减的信号后通过功分器平均分为四路，再分别于不同的本振信号进行混频然后低通滤波来得到2G、3G、4G以及WiMax信号。最后通过误码仪2207来观察信号的误码情况。
[0059]带通滤波器2202两端分为连接接收天线2201与电放大器2203，其作用是用来滤除天线接收的频带信号的带外高频信号以及噪声，降低带外干扰。
[0060]电放大器2203两端分别连接带通滤波器与功分器2204。用于将经过光纤与无线信道衰减的电信号功率放大。
[0061 ] 功分器2204，两端分别连接电放大器2202与混频器2205。将电信号平均分为多路相同的电信号进入多个混频器与不同的本振信号混频。
[0062]混频器2205—端连接功分器2204，一端连接低通滤波器2206。与不同的本振信号进行混频后低通滤波得到2G、3G、4G以及WiMax信号。
[0063]误码仪2207连接低通滤波器2206。用于观察信号在系统中传输过后的变化程度以及误码情况。
【主权项】
1.一种应用偏振复用实现载波重利用的双向多业务接入ROF传输系统，其特征在于，该系统包括:中心站，基站和用户单元3个模块: 所述中心站模块的主要功能是产生偏振复用的多业务光载毫米波信号。由光载波抑制调制得到光毫米波信号，载波抑制调制后光信号的主要能量几种在正负一阶边带上，通过偏振控制器控制两个边带具有不同偏振态，并将多业务信号调制在正一阶边带上。 所述基站模块接收偏振复用的多业务光载毫米波信号，将此信号偏振分离。一部分为多业务光载毫米波信号，经过光电探测器拍频得到电毫米波信号，通过天线发送出去;一部分作为上行光载波，搭载上行电信号，完成上行信号调制。 用户单元模块接收来自基站的电毫米波信号，经过滤波放大分路后用混频器接收和解调成不同业务的基带信号。通过眼图仪来观察信号的变化程度。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于由任意波形发生器产生2G、3G、4G、WiMax信号的合成信号，并将其调制在光信号上形成光载毫米波信号。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，调制部分首先由激光器产生的光载波进入双臂马增调制器I，实现光载波抑制调制。有信号发生器产生频率为14GHz的正弦信号，并通过倍频器得到频率为28GHz的正弦信号后驱动调制器I。调制器I的输出光信号的能量集中在正负一阶边带，两个边带之间的频率间隔为56GHz。由光交叉波分复用器将两个光边带分离，正一阶边带进入多业务信号驱动的马增调制器2，得到光载射频信号，负一阶边带通过偏振控制器旋转偏振态，偏振方向与原偏振方向成45度夹角。之后由偏振合束器将两路光信号和路得到偏振复用的多业务光载毫米波信号。 激光源，采用分布反馈激光器，中心频率为193.1THz，线宽为1MHz。 调制器，采用双臂马赫增德尔调制器，第一个调制器使用光载波抑制方式产生能量集中在正负一阶边带的光信号，第二个调制器将多业务信号调制到光上。 光交叉波分复用器，将光信号的正负一阶边带分离，分别进入两条光支路。 偏振控制器，用于控制光信号的偏振态，将偏振态旋转使得输出光与输入光偏振态形成一定的夹角，继而与具有原偏振态的光信号合束形成偏振复用的光信号。 偏振合束器，将不同偏振态的光信号合束，实现光信号的偏振复用。4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述基站模块包括: 偏振分束器，将入射的光信号分离成正交偏振态的两路光信号，一路为多业务光载毫米波信号进入光电探测器中，另一路作为上行信号光载波进入马赫曾德尔调制器3.光电探测器，根据光电效应将光载毫米波信号转换为电毫米波信号。 电放大器的中心频率为60GHz，带宽为1GHz，对电毫米波实现功率放大。 发射天线，将电放大器放大后的电毫米波信号发送到大气中。 调制器，采用马赫曾德尔强度调制器，将基站接收的电信号搭载在到光信号上进行上行传输。5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述用户单元模块包括: 接收天线，利用电磁感应技术，接收基站发送的电毫米波信号，然后传输给信号处理装置。 带通滤波器，用来滤除60GHz频带带宽外的频带信号以及噪声，然后输出至电放大器。 电放大器，将衰减的电信号功率放大。 功分器，将电放大器放大后的电毫米波信号平均分为四路，之后分别用于解调出2G、3G、4G以及WiMax信号。 混频器，将功分器的四路输出分别于不同的本振信号进行混频，来解调出不同2G、3G、4G以及WiMax信号的基带信号。 低通滤波器，将混频器的输出通过低通滤波器来滤除基带信号的带外高频信号以及噪声。 眼图仪，用于观察经过系统传输后，信号的码型变化以及误码程度。6.一种应用偏振复用实现载波重利用的双向多业务接入ROF传输系统，其特征在于，该方法包括: A.多业务光载毫米波调制法。激光器发出中心频率为193.1THz的连续光波进入双臂马增调制器1，采用光载波抑制调制方式得到能量集中在正负一阶边带的光信号。驱动信号为信号发生器与倍频器组合产生的28GHz的正弦信号，因而正负一阶边带之间的频率差为56GHz。使用光交叉波分复用器将正负一阶边带分离，正一阶边带进入马增调制器2中，与多业务信号完成调制后与负一阶边带合路得到多业务光载毫米波。 B.重利用载波法。在中心站模块，通过控制偏振控制器控制光负一阶边带偏振态与原偏振态偏振方向成45度夹角，因此在原偏振态与原偏振态正交的偏振态上可以分解成两个偏振分量。在基站模块通过偏振分束器将光信号的两个偏振态分尚，在正交偏振态上光信号只具有负一阶边带的能量而不具有其他频率分量。使此部分光信号进入马增强度调制器3作为光载波，基站接收的射频信号作为驱动，完成上行信号的光调制。
【专利摘要】本发明提供一种应用偏振复用实现载波重利用的双向多业务接入ROF传输系统和方法。该系统在中心站产生能量集中在正负一阶边带的光载波抑制信号。然后将多业务信号调制到正一阶光边带上并控制负一阶边带的偏振态与原偏振态夹角45度，完成多业务光载毫米波的调制。此光信号经光纤链路传输到基站经偏振分离分为两部分，一部分经过光电探测转换成多业务电毫米波经过放大后由天线发送出去，在用户单元由天线接收并分别解调出各个业务的信号；另一部分作为上行信号的光载波搭载射频信号发送到中心站，在中心站进行光电转换得到射频基带信号。
【IPC分类】H04B10/2575, H04B10/50, H04B10/54, H04B10/61, H04B10/69, H04J14/06, H04J14/02
【公开号】CN105721060
【申请号】CN201610019676
【发明人】田凤, 忻向军, 刘博 , 张丽佳, 吕凯, 田清华, 张琦, 王拥军, 尹霄丽
【申请人】北京邮电大学
【公开日】2016年6月29日
【申请日】2016年1月13日