一種基于開關(guān)鍵控可調(diào)諧光濾波器的可重構(gòu)RoF系統(tǒng)及其工作方法與應用
【專利摘要】本發(fā)明涉及本發(fā)明涉及一種基于開關(guān)鍵控可調(diào)諧光濾波器的可重構(gòu)RoF系統(tǒng)及其工作方法與應用。可重構(gòu)RoF系統(tǒng),其特征在于，包括依次連接的直調(diào)激光器、電光調(diào)制器和調(diào)諧單元；電光調(diào)制器連接有本振源；調(diào)諧單元包括兩路并聯(lián)設(shè)置的開關(guān)鍵控可調(diào)諧光濾波器，開關(guān)鍵控可調(diào)諧光濾波器包括串聯(lián)設(shè)置的可調(diào)諧光濾波器和MZI光開關(guān)。該系統(tǒng)采用直調(diào)加外調(diào)的方式產(chǎn)生光載毫米波并調(diào)制；在光載毫米波的上變頻方案中，直調(diào)加外調(diào)的方式避免了利用兩個MZM實現(xiàn)上變頻或利用光纖或半導體器件中的非線性實現(xiàn)上變頻，在實現(xiàn)倍頻效果的同時降低了成本、減少復雜度、提高穩(wěn)定性。
【專利說明】
一種基于開關(guān)鍵控可調(diào)諧光濾波器的可重構(gòu)RoF系統(tǒng)及其工 作方法與應用
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及一種基于開關(guān)鍵控可調(diào)諧光濾波器的可重構(gòu)RoF系統(tǒng)及其工作方法與 應用，屬于光纖通信的技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著智能終端設(shè)備的流行，可視電話高清視頻等多媒體業(yè)務的普及，以及對安全 監(jiān)控遠程醫(yī)療等高品質(zhì)服務的追求，個人家庭網(wǎng)絡(luò)得到了飛速發(fā)展，以圖像、視頻等多媒體 業(yè)務為主的室內(nèi)通信量驟然增加。另外，以高舒適度為目標的家庭網(wǎng)絡(luò)，要求在室內(nèi)提供無 線的高速多媒體接入服務來滿足用戶靈活便捷的通信和娛樂需求。除了家庭網(wǎng)絡(luò)，在其它 場合，如辦公大樓、工業(yè)園區(qū)、機場大廳以及大型商場等，也有像視頻會議、視頻監(jiān)控、高速 多媒體接入等高數(shù)據(jù)量的無線通信需求。雖然光網(wǎng)絡(luò)傳輸速率能到達l〇Gbit/ S，但是末端 無線傳輸，例如WiFi、W頂AX、3G/4G都不能到達Gbit/s傳輸量級?？梢娢磥韨€人、企業(yè)及公共 場所對無線通信容量需求的急劇增加，會對目前現(xiàn)有無線接入技術(shù)提出嚴峻挑戰(zhàn)。接入網(wǎng) 要承載多種多樣的業(yè)務，需要區(qū)別用戶和業(yè)務，實施不同的策略，為不同的用戶提供差異化 的業(yè)務。同時，在能耗方面，電信運營商部署建設(shè)的通信基站數(shù)目驟增，且基站所占的功耗 通常高達70%以上，這將導致蜂窩移動通信面臨巨大的能耗危機。
[0003] RoF光載無線接入系統(tǒng)，是以光纖作為有線鏈路的傳輸介質(zhì)，可以實現(xiàn)高帶寬信號 的傳輸，這就要求對應的無線鏈路能夠完成高帶寬信號的傳輸。RoF可以與各種網(wǎng)絡(luò)（2G、 36、46、11?1、111^乂)融合，以達到集中控制、共享昂貴器件、動態(tài)分配網(wǎng)絡(luò)、降低成本的目 的。與現(xiàn)有的2G/3G移動通信系統(tǒng)的融合中，RoF主要應用于微小區(qū)和室內(nèi)覆蓋，作為現(xiàn)有移 動通信網(wǎng)絡(luò)的補充。面對低頻的電磁波頻段大多已被劃分且可用頻帶窄的現(xiàn)狀，更多的研 究目光開始投向高頻的毫米波頻段。在毫米波通信中，60GHz的毫米波通信具有諸多優(yōu)點： 波長短、帶寬寬、傳輸速率高很容易實現(xiàn)Gbit/s的傳輸速率、免許可性和國際通用性、解決 頻率復用問題等優(yōu)點；隨著微波頻段的不斷提高，對相應的如放大器、濾波器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器 等一系列微波處理器件的帶寬要求也隨之升高，有的甚至已經(jīng)到達毫米波段。在傳統(tǒng)電域 上對信號處理，由于基于電子結(jié)構(gòu)的微波處理存在響應頻率等電子瓶頸，高頻器件成本將 變得非常昂貴。所以高頻毫米波通信一直以來就成為研究熱點，在光載毫米波的上變頻方 案中，包括利用兩個馬赫曾得爾調(diào)制器實現(xiàn)上變頻，利用光纖或半導體器件中的非線性實 現(xiàn)上變頻等，但這些技術(shù)仍然面臨高成本、結(jié)構(gòu)復雜、穩(wěn)定性不夠等問題，嚴重阻礙了其商 業(yè)應用。
[0004] 現(xiàn)有技術(shù)中還沒有一種將開關(guān)鍵控可調(diào)諧光濾波器應用到RoF系統(tǒng)的裝置和方 法。關(guān)于可調(diào)諧濾波器，中國專利CN105629523A公開了一種基于鈮酸鋰的可調(diào)諧光濾波器 及其應用。本發(fā)明所述基于鈮酸鋰的可調(diào)諧光濾波器，巧妙利用鈮酸鋰晶體的特性，基于電 光效應改變折射率，從而可動態(tài)調(diào)節(jié)相鄰波導的光程差，實現(xiàn)改變器件的可調(diào)諧范圍；另 外，本發(fā)明所述基于鈮酸鋰的可調(diào)諧光濾波器，基于電光效應通過在電極加適當電壓改變 晶體折射率從而改變光程，即改變了相鄰波導內(nèi)不同波長光的相位差，經(jīng)輸出通道波導輸 出后，不同波長完成解復用，拓展了陣列波導光柵可調(diào)諧能力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種基于開關(guān)鍵控可調(diào)諧光濾波器的可重構(gòu) R〇F系統(tǒng)。
[0006] 本發(fā)明還提供一種上述可重構(gòu)RoF系統(tǒng)的工作方法。
[0007]本發(fā)明還提供一種利用上述可重構(gòu)R〇F系統(tǒng)進行射頻載波多種頻率重構(gòu)和信號調(diào) 制格式轉(zhuǎn)換的方法。
[0008] 術(shù)語說明：
[0009] MZM:Mach-Zehnder Modulator的縮寫，馬赫增德爾調(diào)制器，是將輸入光分成兩路 相等的信號分別進入調(diào)制器的兩個光支路。
[0010]本發(fā)明的技術(shù)方案為：
[0011] -種基于開關(guān)鍵控可調(diào)諧光濾波器的可重構(gòu)RoF系統(tǒng)，包括依次連接的直調(diào)激光 器、電光調(diào)制器和調(diào)諧單元；電光調(diào)制器連接有本振源;調(diào)諧單元包括兩路并聯(lián)設(shè)置的開關(guān) 鍵控可調(diào)諧光濾波器，開關(guān)鍵控可調(diào)諧光濾波器包括串聯(lián)設(shè)置的可調(diào)諧光濾波器和MZI光 開關(guān)。
[0012] 優(yōu)選的，調(diào)諧單元的輸出端連接有遠端天線單元。
[0013] 優(yōu)選的，電光調(diào)制器的輸出端通過摻鉺光纖放大器與調(diào)諧單元的輸入端連接。
[0014] 優(yōu)選的，所述電光調(diào)制器為MZM;可調(diào)諧光濾波器為AWG可調(diào)諧光濾波器。AWG可調(diào) 諧濾波器是一種基于鈮酸鋰的可調(diào)諧光濾波器，包括自上而下依次疊加設(shè)置的上限制層、 鈮酸鋰波導層和下限制層;上限制層的上表面設(shè)置有上電極，下限制層的下表面設(shè)置有下 電極。所述鈮酸鋰波導層為上表面設(shè)置有陣列波導光柵的鈮酸鋰薄膜;所述上電極包括相 互插接的偶數(shù)波導電極和奇數(shù)波導電極；當奇偶波導加載同相電壓時，實現(xiàn)中心波長可調(diào)； 當波導加載有反向電極電壓時實現(xiàn)通帶寬度可調(diào)。MZI光開關(guān)通過加載電極電壓控制兩臂 的相位差，使得兩路光在干涉后出現(xiàn)功率極值，實現(xiàn)開關(guān)通斷(具體結(jié)構(gòu)可見中國專利公開 號CN105629523A公開的一種基于鈮酸鋰的可調(diào)諧光濾波器及其應用）。
[0015] 一種上述可重構(gòu)RoF系統(tǒng)的工作方法，包括步驟如下，基帶信號通過直調(diào)激光器調(diào) 制到光載波上，直調(diào)激光器輸出的光載波進入MZM，本振源產(chǎn)生的正弦波信號加載到MZM上， 調(diào)整加載在MZM上、下兩臂上正弦波信號的相位以及直流偏置電壓，MZM輸出雙邊帶調(diào)制信 號DSB;雙邊帶調(diào)制信號DSB進入調(diào)諧單元;上下兩路可調(diào)諧濾波器分別濾出任意階邊帶;控 制加載在MZI光開關(guān)上的電極電壓，MZI光開關(guān)動態(tài)有序通斷，兩路可調(diào)諧光濾波器濾出的 邊帶信號同步傳輸或時分復用傳輸。
[0016] 優(yōu)選的，雙邊帶調(diào)制信號DSB經(jīng)過摻鉺光纖放大器放大后，進入調(diào)諧單元。
[0017] 優(yōu)選的，所述基帶信號為吉比特量級的基帶信號。
[0018] 一種利用上述可重構(gòu)RoF系統(tǒng)進行射頻載波多種頻率重構(gòu)和信號調(diào)制格式轉(zhuǎn)換的 方法，包括步驟如下：
[0019] 1)射頻載波頻率的可重構(gòu)模式
[0020] A1、通過加載在MZI光開關(guān)上的控制序列控制兩個MZI光開關(guān)上的電極電壓使MZI 光開關(guān)全通；
[0021] A2、調(diào)整加載在兩路可調(diào)諧光濾波器上的驅(qū)動電壓，進行濾波器中心波長和通帶 寬度調(diào)諧，濾出一階單邊帶、二階單邊帶或中心載波；
[0022] A3、攜帶有任意兩個邊帶的信號復用后經(jīng)過光纖傳輸，在遠端接收端進行光外差 接收實現(xiàn)信號的多種倍頻。
[0023]微波信號經(jīng)過功放等處理供用戶使用。
[0024] 2)信號調(diào)制格式轉(zhuǎn)換模式
[0025] B1、調(diào)整可調(diào)諧光濾波器上的電極電壓，改變通帶寬度，每路可調(diào)諧光濾波器只濾 出一階的單邊帶信號和中心載波;例如調(diào)整上路濾波器使其只能通過一階上邊帶和中心載 波，下路濾波器通過一階下邊帶和中心載波。這樣邊帶經(jīng)過有序通斷的光開關(guān)后，時域上的 上階邊帶和下階邊帶信號波形不再是連續(xù)的。
[0026] B2、當加載在MZI光開關(guān)上的控制序列為00K信號調(diào)制序列的NRZ序列時，規(guī)定控制 序列為〇或1時，上下兩個MZI光開關(guān)有一路通路；
[0027] B3、每路可調(diào)諧光濾波器輸出的兩路信號復用在一起，產(chǎn)生BPSK調(diào)制格式的微波 信號。兩路信號復用在一起后，可以看成按照NRZ時序依次組合排列的信號，時域上成為完 整的信號。由于經(jīng)過MZM調(diào)制后的雙邊帶信號上下邊帶信號之間相位相差為π，所以復用后 的光信號出現(xiàn)上下兩路信號交替組合時，就會出現(xiàn)η相位差，也就是00K信號調(diào)制序列出現(xiàn)0 和1交替時，復用信號出現(xiàn)相位差I(lǐng)調(diào)制信號就相當于BPSK的調(diào)制格式。信號經(jīng)過光纖復用 傳輸，在遠端天線單元進行光外差接收，就產(chǎn)生了 BPSK調(diào)制格式的微波信號。
[0028] 優(yōu)選的，步驟A3后還包括遠端天線單元反饋區(qū)域信道使用情況的步驟，中心局根 據(jù)遠端天線單元反饋的消息調(diào)整加載在可調(diào)諧光濾波器上的驅(qū)動電壓，控制濾波器中心波 長和通帶寬度，對不同階次的邊帶信號進行過濾，光邊帶信號復用傳輸后在遠端天線單元 進行光外差接收，形成多種頻率的倍頻。該步驟實現(xiàn)了動態(tài)多頻段R〇F網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建，實現(xiàn)了 R〇F系統(tǒng)中多種射頻頻率的動態(tài)切換。
[0029] 關(guān)于中心局：RoF系統(tǒng)中，遠端天線單元(基站）只包含光電轉(zhuǎn)換功放這些簡單功 能，資源管理和信號處理集中于中心站，這樣基站結(jié)構(gòu)簡單，方便部署，成本低。中心站共享 能力強，便于集中管理維護、資源調(diào)度。
[0030] 優(yōu)選的，在信號調(diào)制格式轉(zhuǎn)換模式下，當加載在MZI光開關(guān)上的控制序列為NRZ變 換得到的差分編碼序列時，產(chǎn)生DPSK調(diào)制格式的微波信號。在數(shù)字調(diào)制原理上分析，查分編 碼調(diào)制序列是由00K調(diào)制序列變換而來的相對碼，仍舊是'0'和'1'序列。所以，類比BPSK調(diào) 制格式轉(zhuǎn)換的方法，只要加載在開關(guān)鍵控可調(diào)諧光濾波器上的序列為差分編碼序列，就能 實現(xiàn)信號從00K調(diào)制格式到DPSK調(diào)制格式轉(zhuǎn)換。
[0031] 本發(fā)明的有益效果為：
[0032] 1、本發(fā)明所述基于開關(guān)鍵控可調(diào)諧光濾波器的可重構(gòu)RoF系統(tǒng)，采用直調(diào)加外調(diào) 的方式產(chǎn)生光載毫米波并調(diào)制；在光載毫米波的上變頻方案中，直調(diào)加外調(diào)的方式避免了 利用兩個MZM實現(xiàn)上變頻或利用光纖或半導體器件中的非線性實現(xiàn)上變頻，在實現(xiàn)倍頻效 果的同時降低了成本、減少復雜度、提高穩(wěn)定性；
[0033] 2、本發(fā)明所述基于開關(guān)鍵控可調(diào)諧光濾波器的可重構(gòu)RoF系統(tǒng)的射頻載波頻率的 可重構(gòu)模式，通過兩路濾波器對雙邊帶信號分別進行邊帶濾波，濾出的兩路信號可以是中 心載波、一階上下邊帶、二階上下邊帶中的任意兩個;所以兩路光邊帶信號經(jīng)過復用傳輸 后，在遠端天線單元進行光外差接收，可以產(chǎn)生多種倍頻效果;在R〇F系統(tǒng)中這種射頻切換 技術(shù)可以實現(xiàn)R〇F可重構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建，完成RoF系統(tǒng)中射頻信號多種頻率動態(tài)切換；
[0034] 3、本發(fā)明所述基于開關(guān)鍵控可調(diào)諧光濾波器的可重構(gòu)RoF系統(tǒng)的信號調(diào)制格式轉(zhuǎn) 換模式，解決了直調(diào)加外調(diào)R〇F系統(tǒng)只能產(chǎn)生00K信號的缺點；依據(jù)上邊帶信號和下邊帶信 號相位相差為η的原理，利用開關(guān)鍵控可調(diào)諧光濾波器，按NRZ序列依次濾出上邊帶或者下 邊帶，復用傳輸后在遠端天線單元進行光外差接收，射頻信號即為BPSK信號；按由NRZ序列 變換來的差分編碼序列依次濾出上邊帶或者下邊帶，復用傳輸后在遠端天線單元進行光外 差接收，射頻信號即為DPSK信號;無線傳輸中相位調(diào)制具有幅度恒定的特點，在抗噪聲和抗 非線性能力方面具有優(yōu)勢，因此BPSK調(diào)制和DPSK調(diào)制相對于00K調(diào)制更有優(yōu)勢；
[0035] 4、本發(fā)明所述基于開關(guān)鍵控可調(diào)諧光濾波器的可重構(gòu)RoF系統(tǒng)，利用AWG可調(diào)諧光 濾波器和MZI光開關(guān)集成對邊帶信號進行濾波、動態(tài)通斷等處理，實現(xiàn)整個系統(tǒng)的射頻信號 多種頻率動態(tài)切換、信號調(diào)制格式轉(zhuǎn)換的動態(tài)可調(diào)功能;在中心控制指令的協(xié)調(diào)下，完全可 以實現(xiàn)多頻段、雙信號調(diào)制格式的動態(tài)切換，成為承載多業(yè)務的傳輸網(wǎng)絡(luò)；
[0036] 5、本發(fā)明所述基于開關(guān)鍵控可調(diào)諧光濾波器的可重構(gòu)RoF系統(tǒng)，使用AWG可調(diào)諧光 濾波器，該濾波器具有中心波長，通帶寬度精確可調(diào)并且通帶寬度窄的優(yōu)點，所以在濾出邊 帶信號的過程中，有用信號比較干凈，不會在傳輸過程產(chǎn)生大的噪聲和冗余信號，提高了信 號傳輸質(zhì)量。
【附圖說明】
[0037] 圖1為本發(fā)明所述基于開關(guān)鍵控可調(diào)諧光濾波器的可重構(gòu)RoF系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0038] 圖2為本發(fā)明所述開關(guān)鍵控可調(diào)諧光濾波器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0039]圖3為00K信號轉(zhuǎn)換為BPSK信號和DPSK信號的波形原理圖；
[0040]圖4為本發(fā)明所述MZM的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0041]下面結(jié)合實施例和說明書附圖對本發(fā)明做進一步說明，但不限于此。
[0042] 實施例1
[0043] 如圖1-2所示。
[0044] -種基于開關(guān)鍵控可調(diào)諧光濾波器的可重構(gòu)RoF系統(tǒng)，包括依次連接的直調(diào)激光 器、電光調(diào)制器和調(diào)諧單元；電光調(diào)制器連接有本振源;調(diào)諧單元包括兩路并聯(lián)設(shè)置的開關(guān) 鍵控可調(diào)諧光濾波器，開關(guān)鍵控可調(diào)諧光濾波器包括串聯(lián)設(shè)置的可調(diào)諧光濾波器和MZI光 開關(guān)。
[0045] 實施例2
[0046] 如實施例1所述的基于開關(guān)鍵控可調(diào)諧光濾波器的可重構(gòu)RoF系統(tǒng)，其區(qū)別在于， 調(diào)諧單元的輸出端連接有遠端天線單元。
[0047] 實施例3
[0048]如實施例1所述的基于開關(guān)鍵控可調(diào)諧光濾波器的可重構(gòu)RoF系統(tǒng)，其區(qū)別在于， 電光調(diào)制器的輸出端通過摻鉺光纖放大器(即圖1中的m)FA)與調(diào)諧單元的輸入端連接。
[0049] 實施例4
[0050] 如圖4所示。
[00511如實施例1所述的基于開關(guān)鍵控可調(diào)諧光濾波器的可重構(gòu)RoF系統(tǒng)，其區(qū)別在于， 所述電光調(diào)制器為MZM;可調(diào)諧光濾波器為AWG可調(diào)諧光濾波器。AWG可調(diào)諧濾波器是一種基 于鈮酸鋰的可調(diào)諧光濾波器，包括自上而下依次疊加設(shè)置的上限制層、鈮酸鋰波導層和下 限制層;上限制層的上表面設(shè)置有上電極，下限制層的下表面設(shè)置有下電極。所述鈮酸鋰波 導層為上表面設(shè)置有陣列波導光柵的鈮酸鋰薄膜;所述上電極包括相互插接的偶數(shù)波導電 極和奇數(shù)波導電極;當奇偶波導加載同相電壓時，實現(xiàn)中心波長可調(diào)；當波導加載有反向電 極電壓時實現(xiàn)通帶寬度可調(diào)。MZI光開關(guān)通過加載電極電壓控制兩臂的相位差，使得兩路光 在干涉后出現(xiàn)功率極值，實現(xiàn)開關(guān)通斷。
[0052] 實施例5
[0053]如實施例1-4所述可重構(gòu)RoF系統(tǒng)的工作方法，包括步驟如下，速率為2.5Gbit/s的 00K信號通過直調(diào)激光器調(diào)制到光載波上，直調(diào)激光器輸出的光載波進入MZM，本振源產(chǎn)生 15GHz的正弦波信號加載到MZM上，調(diào)整加載在MZM上、下兩臂上正弦波信號的相位以及直流 偏置電壓，加載在MZM上、下兩臂的射頻信號的相位差為π，直流偏置電壓*ν π//2的( 的半波電壓），ΜΖΜ輸出雙邊帶調(diào)制信號DSB;雙邊帶調(diào)制信號DSB進入調(diào)諧單元;上下兩路可 調(diào)諧濾波器分別濾出任意階邊帶;控制加載在ΜΖΙ光開關(guān)上的電極電壓，ΜΖΙ光開關(guān)動態(tài)有 序通斷，兩路可調(diào)諧光濾波器濾出的邊帶信號同步傳輸或時分復用傳輸。
[0054] 實施例6
[0055]如實施例5所述的可重構(gòu)RoF系統(tǒng)的工作方法，其區(qū)別在于，雙邊帶調(diào)制信號DSB經(jīng) 過摻鉺光纖放大器放大后，進入調(diào)諧單元。
[0056] 實施例7
[0057] 一種利用實施例1-4所述可重構(gòu)RoF系統(tǒng)進行射頻載波多種頻率重構(gòu)和信號調(diào)制 格式轉(zhuǎn)換的方法，包括步驟如下：
[0058] 1)射頻載波頻率的可重構(gòu)模式
[0059] A1、通過加載在MZI光開關(guān)上的控制序列控制兩個MZI光開關(guān)上的電極電壓使MZI 光開關(guān)全通；
[0060] 基帶信號加載到直調(diào)激光器，激光器輸出信號設(shè)為ΑΕοθΡ、光載毫米 波信號進入MZM進行調(diào)制，MZM上下兩臂加載幅度相同、頻率為Ω，初始相位相差 為Θ的正弦本振信號Vi(t) = cos( Ω t)，V2(t) = cos( Ω t+θ) ;MZM輸出雙邊帶調(diào)制信號
，當正弦本振信號相位差θ =31，直流 偏置電壓為VV2時，對輸出信號按貝塞爾函數(shù)展開為：
[0061]
l)Qt]}，只考慮一階、二階信號，同時把Ειη = Ε(^ω?帶入公式得Ε?ΡΑΕ(〇()(你)eM-jKPji) (伽)fl)t-J2(你)Θ」(ω+2Ω)_-Η你) 2Ω)?]，其中信號包含角頻率為 ω 的中 心載波、角頻率為ω ± Ω的一階上下邊帶、角頻率為ω ±2 Ω二階上下邊帶，其他高階邊帶 忽略；
[0062] Α2、調(diào)整加載在兩路可調(diào)諧光濾波器上的驅(qū)動電壓，進行濾波器中心波長和通帶 寬度調(diào)諧，濾出一階單邊帶、二階單邊帶或中心載波；
[0063] A3、攜帶有任意兩個邊帶的信號復用后經(jīng)過光纖傳輸，在遠端接收端進行光外差 接收實現(xiàn)信號的多種倍頻；
[0064]二階邊帶與中心載波或者一階上邊帶與一階下邊帶拍頻實現(xiàn)二倍頻，產(chǎn)生30GHz 微波信號;一階上邊帶與二階下邊帶拍頻或者一階下邊帶與二階上邊帶拍頻實現(xiàn)三倍頻效 果，產(chǎn)生45GHz微波信號;二階上邊帶與二階下邊帶拍頻實現(xiàn)四倍頻效果，產(chǎn)生60GHz微波信 號。
[0065]微波信號經(jīng)過功放等處理供用戶使用。
[0066] 2)信號調(diào)制格式轉(zhuǎn)換模式
[0067] B1、調(diào)整可調(diào)諧光濾波器上的電極電壓，改變通帶寬度，每路可調(diào)諧光濾波器只濾 出一階的單邊帶信號和中心載波；
[0068] B2、當加載在MZI光開關(guān)上的控制序列為00K信號調(diào)制序列的NRZ序列時，規(guī)定控制 序列為〇或1時，上下兩個MZI光開關(guān)有一路通路；當控制序列出現(xiàn)0時，上路MZI光開關(guān)通路， 下路MZI光開關(guān)斷路；當控制序列出現(xiàn)1時，上路MZI光開關(guān)斷路，下路MZI光開關(guān)通路。在時 序上，當控制序列出現(xiàn)0時一階上邊帶和中心載波被濾出，當控制序列出現(xiàn)1時一階下邊帶 和中心載波被濾出。
[0069] B3、每路可調(diào)諧光濾波器輸出的兩路信號復用在一起，按照NRZ序列的上下階邊帶 信號的時域上交替排列；由貝塞爾展開式可得，雙邊帶調(diào)制信號的上下邊帶的相位差為I 上下階信號交替就出現(xiàn)η相位差，可以看成BPSK信號，經(jīng)過遠端天線單元接收后得到的信號 為2A 2Jo (β) J! (β) cos ( ω mt)和2A2Jo (β) J! (β) cos ( ω mt+Ji)，調(diào)制后射頻信號就相當于 15GHz 的 BPSK調(diào)制格式的信號。兩路信號復用在一起后，可以看成按照NRZ時序依次組合排列的信 號，時域成為完整的信號。由于經(jīng)過MZM調(diào)制后的雙邊帶信號上下邊帶信號之間相位相差為 I所以復用后的光信號出現(xiàn)上下兩路信號交替組合時，就會出現(xiàn)η相位差，也就是00K信號 調(diào)制序列出現(xiàn)〇和1交替時，復用信號出現(xiàn)相位差L調(diào)制信號就相當于BPSK的調(diào)制格式。信 號經(jīng)過光纖復用傳輸，在遠端天線單元進行光外差接收，就產(chǎn)生了 BPSK調(diào)制格式的微波信 號。
[0070] 實施例8
[0071]如實施例7所述可重構(gòu)RoF系統(tǒng)進行射頻載波多種頻率重構(gòu)的方法，其區(qū)別在于， 步驟A3后還包括遠端天線單元反饋區(qū)域信道使用情況的步驟，中心局根據(jù)遠端天線單元反 饋的消息調(diào)整加載在可調(diào)諧光濾波器上的驅(qū)動電壓，控制濾波器中心波長和通帶寬度，對 不同階次的邊帶信號進行過濾，光邊帶信號復用傳輸后在遠端天線單元進行光外差接收， 形成多種頻率的倍頻。該步驟實現(xiàn)了動態(tài)多頻段RoF網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建，實現(xiàn)了 RoF系統(tǒng)中多種射 頻頻率的動態(tài)切換。
[0072] 實施例9
[0073]如實施例7所述可重構(gòu)RoF系統(tǒng)進行信號調(diào)制格式轉(zhuǎn)換的方法，其區(qū)別在于，在信 號調(diào)制格式轉(zhuǎn)換模式下，當加載在MZI光開關(guān)上的控制序列為NRZ變換得到的差分編碼序列 時，產(chǎn)生DPSK調(diào)制格式的微波信號。在數(shù)字調(diào)制原理上分析，查分編碼調(diào)制序列是由00K調(diào) 制序列變換而來的相對碼，仍舊是'〇'和'1'序列。所以，類比BPSK調(diào)制格式轉(zhuǎn)換的方法，只 要加載在開關(guān)鍵控可調(diào)諧光濾波器上的序列為差分編碼序列，就能實現(xiàn)信號從00K調(diào)制格 式到DPSK調(diào)制格式轉(zhuǎn)換。如圖3所示為00K調(diào)制格式的信號到BPSK調(diào)制格式和DPSK調(diào)制格式 的轉(zhuǎn)換示意圖。
【主權(quán)項】
1. 一種基于開關(guān)鍵控可調(diào)諧光濾波器的可重構(gòu)R 0 F系統(tǒng)，其特征在于，包括依次連接 的直調(diào)激光器、電光調(diào)制器和調(diào)諧單元；電光調(diào)制器連接有本振源；調(diào)諧單元包括兩路并聯(lián) 設(shè)置的開關(guān)鍵控可調(diào)諧光濾波器，開關(guān)鍵控可調(diào)諧光濾波器包括串聯(lián)設(shè)置的可調(diào)諧光濾波 器和MZI光開關(guān)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于開關(guān)鍵控可調(diào)諧光濾波器的可重構(gòu)R 〇 F系統(tǒng)，其特征在 于，調(diào)諧單元的輸出端連接有遠端天線單元。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于開關(guān)鍵控可調(diào)諧光濾波器的可重構(gòu)R 〇 F系統(tǒng)，其特征在 于，電光調(diào)制器的輸出端通過摻鉺光纖放大器與調(diào)諧單元的輸入端連接。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于開關(guān)鍵控可調(diào)諧光濾波器的可重構(gòu)R 〇 F系統(tǒng)，其特征在 于，所述電光調(diào)制器為MZM;可調(diào)諧光濾波器為AWG可調(diào)諧光濾波器。5. -種權(quán)利要求1-4任意一項所述可重構(gòu)R 〇 F系統(tǒng)的工作方法，其特征在于，包括步 驟如下，基帶信號通過直調(diào)激光器調(diào)制到光載波上，直調(diào)激光器輸出的光載波進入MZM，本 振源產(chǎn)生的正弦波信號加載到MZM上，調(diào)整加載在MZM上、下兩臂上正弦波信號的相位以及 直流偏置電壓，MZM輸出雙邊帶調(diào)制信號DSB;雙邊帶調(diào)制信號DSB進入調(diào)諧單元;上下兩路 可調(diào)諧濾波器分別濾出任意階邊帶;控制加載在MZI光開關(guān)上的電極電壓，MZI光開關(guān)動態(tài) 有序通斷，兩路可調(diào)諧光濾波器濾出的邊帶信號同步傳輸或時分復用傳輸。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述可重構(gòu)R 〇 F系統(tǒng)的工作方法，其特征在于，雙邊帶調(diào)制信號DSB 經(jīng)過摻鉺光纖放大器放大后，進入調(diào)諧單元。7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述可重構(gòu)R 〇 F系統(tǒng)的工作方法，其特征在于，所述基帶信號為吉 比特量級的基帶信號。8. -種利用權(quán)利要求1-4任意一項所述可重構(gòu)R 〇 F系統(tǒng)進行射頻載波多種頻率重構(gòu) 和信號調(diào)制格式轉(zhuǎn)換的方法，其特征在于，包括步驟如下： 1) 射頻載波頻率的可重構(gòu)模式 Al、通過加載在MZI光開關(guān)上的控制序列控制兩個MZI光開關(guān)上的電極電壓使MZI光開 關(guān)全通； A2、調(diào)整加載在兩路可調(diào)諧光濾波器上的驅(qū)動電壓，進行濾波器中心波長和通帶寬度 調(diào)諧，濾出一階單邊帶、二階單邊帶或中心載波； A3、攜帶有任意兩個邊帶的信號復用后經(jīng)過光纖傳輸，在遠端接收端進行光外差接收 實現(xiàn)信號的多種倍頻； 2) 信號調(diào)制格式轉(zhuǎn)換模式 B1、調(diào)整可調(diào)諧光濾波器上的電極電壓，改變通帶寬度，每路可調(diào)諧光濾波器只濾出一 階的單邊帶信號和中心載波； B2、當加載在MZI光開關(guān)上的控制序列為OOK信號調(diào)制序列的NRZ序列時，規(guī)定控制序列 為0或1時，上下兩個MZI光開關(guān)有一路通路； B3、每路可調(diào)諧光濾波器輸出的兩路信號復用在一起，產(chǎn)生BPSK調(diào)制格式的微波信號。9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的可重構(gòu)R 〇 F系統(tǒng)進行射頻載波多種頻率重構(gòu)的方法，其特征 在于，步驟A3后還包括遠端天線單元反饋區(qū)域信道使用情況的步驟，中心局根據(jù)遠端天線 單元反饋的消息調(diào)整加載在可調(diào)諧光濾波器上的驅(qū)動電壓，控制濾波器中心波長和通帶寬 度，對不同階次的邊帶信號進行過濾，光邊帶信號復用傳輸后在遠端天線單元進行光外差 接收，形成多種頻率的倍頻。10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的可重構(gòu)R 0 F系統(tǒng)進行信號調(diào)制格式轉(zhuǎn)換的方法，其特征在 于，在信號調(diào)制格式轉(zhuǎn)換模式下，當加載在MZI光開關(guān)上的控制序列為NRZ變換得到的差分 編碼序列時，產(chǎn)生DPSK調(diào)制格式的微波信號。
【文檔編號】H04B10/2575GK105897339SQ201610506277
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年6月30日
【發(fā)明人】季偉, 孫凱, 尹銳, 李瀟, 吳寵昊, 李江月
【申請人】山東大學