一种基于软滤波的超密集信道型光载无线接入方法技术

本发明专利技术公开了一种基于软滤波的超密集信道型光载无线接入方法，由密集复用型光信号模块产生携带高速数字信号的多个信道，以1~10GHz量级的信道间隔复用在一起，提供超密集型多个信道接入。通过调节光本振信号，利用高频平衡光探测模块以外差探测的方式，经过电放大及电滤波模块来灵活选择特定的信道。在上述信道选取的同时，也将信号上变频到射频工作频段，并通过天线发射。该发明专利技术只需调节光本振信号以外差探测的方式灵活选择特定信道，无需光域硬件滤波器，对硬件要求大为简化，并且射频工作频率可灵活设定。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及微波光子学、ROF(Radio-over-Fiber)，密集波分复用(DWDM)技术，尤其是利用外差探测方式实现软滤波的超密集信道型光载无线接入技术。
技术介绍
ROF技术具有低损耗、大带宽等优点。尤其是，它与超密集型波分复用融合具有大带宽、高速率、低成本、以及灵活接入方式等优点。对于超密集信道型光载无线接入技术，信道选择方式大多采用光滤波硬件或光域硬件滤波器(Hsu D Y,Lin J W,and Shaw S Y,“Wide-range tunable Fabry-Perot array filter for wavelength-division multiplexing applications,”Applied Optics,vol.44,no.9,pp.1529-1532,2005；Niemi T,Uusimaa M,Tammela S and Heimala P,“Tunable silicon etalon for simultaneous spectral filtering and wavelength monitoring of a DWDM transmitter,”IEEE Photonics Technology Letters,vol.13,no.1,pp.58-60,2001.)。但是为了满足更密集型多信道光载无线通信，对于光滤波器件的性能要求越来越高，如：超窄滤波带宽、平顶频谱响应、低插入损耗、高边模抑制比等。此外，其它多信道型光载无线接入方式将滤波器与分布式放大器级联，实现信道选择(E.Hashimoto and Y.Katagiri,“10-GHz-spacing DWDM channel selector using disk filter cascade with distributed amplification,”Optical Communication,vol.4,pp.622-623,2001.)；或者利用光注入锁定来实现DWDM信道选择(N.Koda,S.Hohchido,K.Kashiwagi,Y.Tanaka and T.Kurokawa,“Channel selection by optical injection locking in frequency-comb based DWDM transmission,”17th Opto-Electronics and Communications Conference,pp.831-832,2012.)需要指出的是，上述信道选择方案主要依靠光滤波器硬件实现，但是超密集信道型光载无线接入技术则需要更低插入损耗、超窄滤波带宽、高边模抑制比以及具有更高精细度的可调谐光滤波器，技术难度很大。
技术实现思路
鉴于现有技术的以上不足，本专利技术旨在提供一种基于软滤波实现的超密集型光载无线接入方法，主要利用外差探测的方式，调节光本振信号来灵活地选择特定信道并实现上变频到射频工作频段的功能。本专利技术中还使用平衡探测代替常规探测，使得效率提高了6dB。本专利技术的目的通过如下手段来实现：一种基于软滤波的超密集信道型光载无线接入方法，在主要由密集复用型光信号模块、可调谐光本振信号、高频平衡光探测模块、电放大及滤波模块组成的系统中，首先由密集复用型光信号模块产生以1～10GHz量级信道间隔的携带高速数字信号的多个信道，提供超密集型多个信道接入；然后调节光本振信号，以外差探测的方式，通过电放大及电滤波模块选择特定的信道。包含如下处理步骤：首先，由密集复型光信号模块提供超密集型多个信道接入，每个信道的中心频率可表示为f1、f2、f3……fN，其中N为信道数目；所述的超密集型复用信道结合频率为fc的本振信号，经过外差探测的方式得到射频信号频率分别为：fc-f1、fc-f2、fc-f3……fc-fN；设定电滤波器的中心频率为射频工作频段，并调节fc使得fc-fi等于电滤波器的中心频率，从而选取特定信道fi，其中1≤i≤N；在上述信道选取的同时，也将信号上变频到射频工作频段；以此，在无光域硬件滤波器的系统中，根据所需射频工作频段预先设定电滤波器的中心频率及带宽，通过调节光本振信号灵活选择特定信道。这样，由密集复用型光信号模块产生携带高速数字信号的多个信道，以非常小的信道间隔(如1～10GHz)复用在一起，提供超密集型多个信道接入；调节光本振信号，利用高频平衡探测模块，以外差探测的方式，经过电放大及滤波模块来灵活选择特定的信道，与传统的光域硬件滤波器不同，这里称之为软滤波；并同时实现上变频到射频工作频段的功能，然后通过天线发射。实际执行过程为：密集复用型光信号模块产生携带高速数字信号的多个信道，每个信道的中心频率可表示为：f1、f2、f3……fN，其中N为信道数目。Δf＝|f1-f2|＝|f2-f3|＝…＝|fN-1-fN|，其Δf是信道间隔，超密集型信道间隔需要满足：1GHz≤Δf≤10GHz。设可调谐光本振信号的中心频率为：fc，经过高频平衡光探测模块后得到的信号分别是：fc-f1、fc-f2、fc-f3……fc-fN。之后通过电放大及滤波模块，选择特定信道fc-fi，其中1≤i≤N。选择过程就是设定电滤波器的中心频率在工作频段内，调节光本振信号使得fc-fi等于电滤波器的中心频率，这样就可以滤出第i个信道并且将信号上变频到所需的射频工作频段(微波或毫米波)。下面以任意一个信道为例来说明平衡探测的原理：任意一个信道的信号光(S)和本振光(L)经过光纤输入到3dB耦合器；耦合器两个端口的输出光分别为X1和X2，分别表示为： S = P s e jω s t - - - ( 1 ) ]]> L = P L O e jω L O t - - - ( 2 ) ]]> X 1 = ( S + L ) / 2 - - - ( 3 ) ]]> X 2 = ( S - L ) / 2 - 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于软滤波的超密集信道型光载无线接入方法，在主要由密集复用型光信号模块、可调谐光本振信号、高频平衡光探测模块、电放大及滤波模块组成的系统中,首先由密集复用型光信号模块产生以1～10GHz量级信道间隔的携带高速数字信号的多个信道，提供超密集型多个信道接入；然后调节光本振信号，以外差探测的方式，通过电放大及电滤波模块选择特定的信道，同时实现上变频功能，将信号灵活到上变频到射频工作频段；包含如下处理步骤：首先由密集复用型光信号模块提供超密集型多个信道接入，每个信道的中心频率可表示为f1、f2、f3……fN，其中N为信道数目；所述的超密集型复用信道结合频率为fc的本振信号，经过外差探测的方式得到射频信号频率分别为：fc‑f1、fc‑f2、fc‑f3……fc‑fN；设定电滤波器的中心频率为射频工作频段，并调节fc使得fc‑fi等于电滤波器的中心频率，从而选取特定信道fi，其中1≤i≤N；在上述信道选取的同时，也将信号上变频到射频工作频段；以此，在无光域硬件滤波器的系统中，根据所需射频工作频段预先设定电滤波器的中心频率及带宽，通过调节光本振信号灵活选择特定信道。

【技术特征摘要】
1.一种基于软滤波的超密集信道型光载无线接入方法，在主要由密集复用型光信号模块、可调谐光本振信号、高频平衡光探测模块、电放大及滤波模块组成的系统中,首先由密集复用型光信号模块产生以1～10GHz量级信道间隔的携带高速数字信号的多个信道，提供超密集型多个信道接入；然后调节光本振信号，以外差探测的方式，通过电放大及电滤波模块选择特定的信道，同时实现上变频功能，将信号灵活到上变频到射频工作频段；包含如下处理步骤：首先由密集复用型光信号模块提供超密集型多个信道接入，每个信道的中心频率可表示为f1、f2、f3……fN，其中N为信道数目；所述的超密集型复用信道结合频率为fc的本振...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹喜华，李洁，李沛轩，潘炜，闫连山，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：发明
国别省市：四川;51