基于本振广播的W波段宽带毫米波全双工接入方法和系统

摘要

本发明公开一种基于本振广播的W波段宽带毫米波全双工接入方法和系统。在中心站，N个下行数据产生模块产生N个SSB信号，共用本振产生模块产生W波段光本振，N个SSB信号与光本振波分复用后传输至远端节点。在远端节点解复用后，每路信号重组为光本振与一个SSB信号，实现本振广播。各路信号用SOA进行非线性相互作用产生多个闲频光，将SSB信号中的载波和与其频率间隔为75-110GHz范围内的某一携带信号的闲频光耦合后传输至基站，进行拍频，产生W波段射频电信号。在基站，通过光纤布拉格光栅提取下行链路中的部分载波作为上行信号的载波。调制后的上行信号在远端节点进行波分复用，传至中心站，完成全双工RoF链路。

主权项

一种基于WDM‑PON/本振广播的宽带毫米波信号分布全双工方法，用于实现W波段毫米波超宽带无线接入，利用W波段共用的广播光本振，提高光纤链路的频谱利用效率，降低光纤色散引起的数据信号损伤，简化网络结构，其特征在于，其包括下述步骤：在中心站的下行链路发射模块：包括N个下行信号产生模块以及一个共用光本振产生模块；在下行信号产生模块，以第i路为例，由频率为fi的激光器发出光波，入射至铌酸锂马赫‑曾德调制器，由携带下行数据信号ai的频率为fRFi的本振信号驱动，产生频率为fi的中心载波Ci以及承载下行数据信号ai的频率为fi＋fRFi的一阶边带Ai；在共用光本振产生模块，频率为fL1的激光器发出光波，入射至两个级联的铌酸锂马赫‑曾德调制器，由频率为fL2的射频信号驱动其产生频率间隔为8fL2的两个相干边带，即为系统共用的光本振OLO，利用掺饵光纤放大器对其进行功率放大；N路下行SSB信号B1，B2，…，Bi，…，BN及光本振OLO通过波分复用器合路为下行光信号，通过光纤传输至远端交换节点；在远端交换节点的下行链路处理模块：波分解复用器将波分复用的下行光信号解复用为N路信号，光本振OLO经放大之后由1×N光耦合器分为等功率的N路，重组为每一路均包含SSB信号和光本振OLO的下行信号，利用半导体光放大器的四波混频效应使SSB信号和光本振OLO的各频率成分发生非线性相互作用，以第i路信号为例，产生与SSB光信号载波Ci频率间隔为8fL2+3fRFi的闲频光Xi，Ci与Xi组合成为频率间隔为8fL2+3fRFi的W波段毫米波光信号，通过光纤传输至基站；在基站的下行链路处理模块：进行光电转换产生射频电信号，以第i路信号为例，光电探测器将由Ci和Xi组成的毫米波光信号转换为频率为8fL2+3fRFi的W 波段毫米波电信号Ri，由天线发射至无线用户端，完成下行信号的传输；在用户端的下行链路接收模块：通过包络检波将天线接收到的毫米波信号解调为基带信号；在用户端的上行链路发射模块：第i个用户发射频率为fEi的W波段毫米波无线信号Ei至基站；在基站的上行链路处理模块：通过包络检波将天线接收的上行毫米波信号解调为基带信号，并通过光调制器调制于光波上，以第i路上行信号为例，将接收到的射频信号Ei通过包络检波下变换为基带信号ei，利用光纤布拉格光栅，将下行链路中的部分光载波Ci环回利用，作为上行信号的载波，利用铌酸锂马赫‑曾德调制器将ei加载到Ci上，形成信号Fi，经过光纤传输至远端节点；在远端节点上行链路处理模块：来自N个基站的N路上行光信号F1，F2，...，Fi，...，FN经由波分复用器复用为上行链路光信号，通过光纤传回中心站；在中心站的上行链路接收模块：一个波分解复用器将上行的N路光信号解复用；各路光信号通过光电探测器下变换为N路上行基带信号e1，e2，...，ei，...，eN；上述上行链路和下行链路能够实现信号的全双工传输，构成了全双工链路。