5G分布式基站天线射频光传输系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种5G分布式基站天线射频光传输系统，包括通过传输光纤相连的发射端和接收端，其发射端，二分频器的第一输出端与光发射机的输入端相连；环形器的输入端与光发射机的输出端相连；二分频器的第二输出端与上变频器的中频端相连；下变频器的本振端与上变频器的射频端相连；下变频器的中频端与第一光接收机的输出端相连；第一光接收机的输入端与环形器的输出端相连；下变频器的射频端与光发射机的输入端相连；其接收端，半反射镜的输出端与第二光接收机的输入端相连；半反射镜的输入端通过传输光纤与环形器的收发端相连；二分频器和上变频器的输入端均与射频输入信号相连；第二光接收机的输出端输出射频输出信号。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种5G分布式基站天线射频光传输系统，属于一种射频微波传输方法领域。
技术介绍
新一代宽带无线移动通信网作为新一代信息基础设施的重要组成部分，对国民经济、社会、文化和国防事业的发展具有巨大的推动作用。随着4G进入规模商用阶段，面向2020年及未来的4G增强、5G及后5G等新一代宽带无线移动通信已成为全球研发热点。其中，大规模天线阵列和分布式天线阵列是5G基站的主要排布场景。在分布式场景中，射频信号的光纤传输有着独特的技术优势。随着光纤传输技术的不断发展，光电器件功能的不断完善，光电技术在目前的各种电子系统中发挥了越来越重要作用。由于光纤传输系统具有体积小、重量轻、损耗小、传输距离远、抗电磁干扰、带宽大和信道容量高的优点，为解决传统的微波毫米波传输系统存在的诸多问题提供了很好的技术手段，使得光纤传输技术在通信系统中得到了越来越广泛的应用。在射频光纤传输系统中，输出信号的相位与其时延成正比。传输时延的大小和许多因素相关，比如入射波长、光纤结构以及环境温度等等，在这些因素中，环境温度的随机起伏变化将强烈地影响光纤的折射率，而导致信号的时延漂移，进而产生相位波动。射频信号频率越高，其相位波动有时也非常大，严重影响了通信等电子系统的相参性能，为此，稳定射频光纤长距离传输的相位对5G等宽带电子通信系统尤为关键。目前一般采用在光链路中增加电控延迟线的方法来调节相位漂移，输入的射频信号由光发射机输出经过光纤传输后，在接收端进行部分信号的反射，反射信号又经过光纤传输回发射端，在发射端将反射回来的信号与发出信号进行鉴相，得到相位漂移值，经过数字信号处理再控制延迟线的延迟量，成本高，相位稳定精度低，不能满足5G通信设备射频传输的要求。
技术实现思路
针对以上问题本技术提供了一种相位稳定精度高，且成本低的5G分布式基站天线射频光传输系统。为了解决以上技术问题本技术提供了一种5G分布式基站天线射频光传输系统，包括通过传输光纤相连的发射端和接收端。所述发射端包括二分频器、上变频器、下变频器、光发射机、环形器和光接收机；所述二分频器的第一输出端与光发射机的输入端相连；所述环形器的输入端与光发射机的输出端相连；所述二分频器的第二输出端与上变频器的中频端相连；所述下变频器的本振端与上变频器的射频端相连；所述下变频器的中频端与光接收机的输出端相连；所述光接收机的输入端与环形器的输出端相连；所述下变频器的射频端与光发射机的输入端相连。所述接收端包括光接收机和半反射镜；所述半反射镜的输出端与光接收机的输入端相连；所述半反射镜的输入端通过传输光纤与环形器的收发端相连；所述二分频器和上变频器的输入端均与射频输入信号相连；所述第二光接收机的输出端输出射频输出信号。本技术实现成本低：本技术摒弃了成本高的电控延迟线，运用目前大量使用的集成化的二分频、上变频、下变频芯片来达到用电控延迟线来实现的稳相效果。相位稳定精度高：本技术运用射频的二分频、上变频和下变频等射频信号处理技术，避免了复杂的数字信号处理过程，及时跟踪补偿传输相位漂移的变化，采用本技术10GHz射频信号经过20公里传输后，60分钟相位漂移控制在3度以内，达到了射频稳相传输的要求。附图说明图1为本技术系统的传输过程流程图。图2为图1中相位失真预补偿步骤流程图。图3为实现本技术方法的5G分布式基站天线射频光传输系统原理框图。图4为采用现有技术进行5G分布式基站天线射频光传输的相位漂移结果图。图5为采用本技术进行5G分布式基站天线射频光传输的相位漂移结果图。具体实施方式下面结合附图对本技术作进一步详细的描述。如图3所示，本技术提供了一种实现5G分布式基站天线射频光传输方法的系统，包括通过传输光纤300相连的发射端100和接收端200。所述发射端包括二分频器101、上变频器102、下变频器103、光发射机104、环形器105和第一光接收机106；所述二分频器101的第一输出端与光发射机104的输入端相连；所述环形器105的输入端与光发射机104的输出端相连；所述二分频器101的第二输出端与上变频器102的中频端相连；所述下变频器103的本振端与上变频器102的射频端相连；所述下变频器103的中频端与第一光接收机106的输出端相连；所述第一光接收机106的输入端与环形器105的输出端相连；所述下变频器103的射频端与光发射机104的输入端相连。所述接收端包括第二光接收机201和半反射镜202；所述半反射镜202的输出端与第二光接收机201的输入端相连；所述半反射镜202的输入端通过传输光纤300与环形器105的收发端相连。所述二分频器101和上变频器102的输入端均与射频输入信号相连；所述第二光接收机201的输出端输出射频输出信号。本技术系统的传输过程(如图1所示)：第一步：相位偏移量获取：采用射频输入信号的二分频信号在光纤往返传输，得到射频光纤传输的相位偏移量；第二步：相位失真预补偿：在发射端将射频输入信号与本地二分频信号进行上变频，得到1.5倍频率的信号，再与含有相位偏移量的往返传输二分频信号下变频，得到相位失真预补偿射频信号；第三步：稳相信号的获取：在接收端，将经过长距离传输的相位失真预补偿射频信号解调，得到相位稳定的射频输出信号。通过二分频信号(0.5F频率)在光纤中往返传输，其传输路径为射频信号传输路径的2倍，其传输频率是射频信号频率的一半，两者综合，正好可以得到射频信号单向传输的相位漂移量，该相位漂移量在发射端经过下变频处理，形成了预失真的射频信号，经过光纤的传输，预失真的信号正好补偿了光纤的传输失真，在接收端就得到了相位稳定的射频信号。所述的相位失真预补偿具体包括以下内容(如图2所示)：在发射端，频率为F的射频输入信号，经过2分频器得到频率为0.5F的信号后分为两路：一路与频率为F的射频输入信号上变频，在上变频器中实现信号频率的相加，得到频率为1.5F的信号；另一路送入光发射机，将频率0.5F的信号调制在激光载波送入光纤进行传输；在接收端，利用半反射镜反射部分射频光调制信号，反射到发射端的环形器，再进入光接收机，恢复出频率为0.5F的信号，此时的0.5F信号就包含了传输光纤受各种环境变化影响而产生的射频信号的相位漂移量；在发射端的下变频中，该含有相位漂移量的0.5F信号与1.5F的信号频率相减，得到了频率为F，预先减除传输光纤相位漂移的信号；将该信号也送入光发射机，调制在激光载波上进行传输，在接收端由光接收机恢复出频率F的射频信号。如图4所示，为采用现有技术进行长距离射频信号传输的相位漂移结果图，频率为10GHz的射频信号，经过20公里的光纤传输，利用现有技术，在60分钟时间内，相位漂移超过了5000度。如图5所示，为采用本技术进行长距离射频信号传输的相位漂移结果图，频率同样为10GHz的射频信号，同样经过20公里的光纤传输，利用本技术的技术，在60分钟时间内，相位漂移控制在3度以内，实现了射频信号的稳相传输。本技术的实施方式并不受上述实例的限制，本领域的普通技术人员应当理解，其它的任何未背离本技术的精神实质与原理下所做的修改或者等同替换均应为等效的置换方式，都包含在本技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种5G分布式基站天线射频光传输系统，其特征在于，包括通过传输光纤(300)相连的发射端(100)和接收端(200)，所述发射端包括二分频器(101)、上变频器(102)、下变频器(103)、光发射机(104)、环形器(105)和第一光接收机(106)；所述二分频器(101)的第一输出端与光发射机(104)的输入端相连；所述环形器(105)的输入端与光发射机(104)的输出端相连；所述二分频器(101)的第二输出端与上变频器(102)的中频端相连；所述下变频器(103)的本振端与上变频器(102)的射频端相连；所述下变频器(103)的中频端与第一光接收机(106)的输出端相连；所述第一光接收机(106)的输入端与环形器(105)的输出端相连；所述下变频器(103)的射频端与光发射机(104)的输入端相连；所述接收端包括第二光接收机(201)和半反射镜(202)；所述半反射镜(202)的输出端与第二光接收机(201)的输入端相连；所述半反射镜(202)的输入端通过传输光纤(300)与环形器(105)的收发端相连；所述二分频器(101)和上变频器(102)的输入端均与射频输入信号相连；所述第二光接收机(201)的输出端输出射频输出信号。...

【技术特征摘要】
1.一种5G分布式基站天线射频光传输系统，其特征在于，包括通过传输光纤(300)相连的发射端(100)和接收端(200)，所述发射端包括二分频器(101)、上变频器(102)、下变频器(103)、光发射机(104)、环形器(105)和第一光接收机(106)；所述二分频器(101)的第一输出端与光发射机(104)的输入端相连；所述环形器(105)的输入端与光发射机(104)的输出端相连；所述二分频器(101)的第二输出端与上变频器(102)的中频端相连；所述下变频器(103)的本振端与上变频器(102)的射频端相连；所述下...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄波，
申请(专利权)人：南京恩瑞特实业有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32