一种光载微波双向通信装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及通信技术领域，公开了一种光载微波双向通信装置，包括：射频信号模块、第一开关、射频收发模块、第二开关和双向通信光链路模块；射频信号模块的第一通信端口通过第一开关与射频收发模块连接，射频信号模块的第二通信端口通过第二开关与双向通信光链路模块连接，并根据测得的信道状态信息及预设控制策略控制射频链路和光链路协同通信。本发明专利技术射频信号模块通过两个开关分别连接射频收发模块和光链路模块，且光链路模块为双向通信光链路；在不改变现有射频组件的情况下，无论射频信道和光信道的好坏，本发明专利技术均可以保证双向通信；且可根据测得的信道状态信息控制射频链路和光信链路协同通信，实现射频链路和光链路协同工作。工作。工作。

【技术实现步骤摘要】
一种光载微波双向通信装置


[0001]本专利技术涉及通信
，尤其涉及一种光载微波双向通信装置。

技术介绍

[0002]在如今通信技术和互联网时代迅速发展的时代，数据流量的快速增长仍在继续。射频(RF)技术的频谱占用已经接近极限，频谱稀缺迫在眉睫。
[0003]光通信技术是一种利用发光二极管作为光源，可以以低价格实现照明与通信的技术。同时由于其无需授权频谱资源，适用于各种接入场景，特别是一些电磁敏感的场合。除此之外，由于光本身的特性，其在传播过程中不会轻易泄露信息，在保密通信中具有绝佳的优势。光通信技术出现在这场危机中，其具有数百太赫兹的宽广频谱，同时价格低廉，其基础设施可以很容易地进行部署。
[0004]然而并不是说光通信的出现，会取代现有的通信方式。其未来的发展方向应该是与现有通信方式相互融合，即VLC与RF的融合通信技术。现有的将光通信和射频通信相融合的技术方案存在以下缺点和不足：1)仅实现了下行链路光+RF传输，上行链路仍使用RF传输，即单向光+RF传输；2)搭建的光通信链路与现有基站通信协议不相同，只能离线测试搭建的实验系统，无法实时观测通信速率。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术存在的问题，提供一种光载微波双向通信装置。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术实施例提供一种光载微波双向通信装置，包括：射频信号模块、第一开关、射频收发模块、第二开关和双向通信光链路模块；所述射频信号模块的第一通信端口通过所述第一开关与所述射频收发模块连接，所述射频信号模块的第二通信端口通过所述第二开关与所述双向通信光链路模块连接；所述射频信号模块用于获取射频链路和光链路的信道状态信息，根据所述信道状态信息及预设控制策略控制所述射频链路和光链路协同通信。
[0007]本专利技术的有益效果是：射频信号模块通过两个开关分别连接射频收发模块和光链路模块，且光链路模块为双向通信光链路；在不改变现有射频组件(如装配有802.11网卡的主机)的情况下，无论射频(RF)信道和光(VLC)信道的好坏，本专利技术均可以保证双向通信；且射频信号模块可根据测得的信道状态信息及预设控制策略控制射频链路和光链路协同通信，实现射频链路和光链路协同工作；且本专利技术在不改变现有射频组件的情况下，能通过现有测速软件观测到实时速率变化；可以帮助科研人员将研究重心集中在链路的设计及搭建上，而非如何设置数据格式和生成数据；打破了光通信和现有无线射频通信技术之间的技术壁垒，为光通信的商用化提供有力的支撑。
[0008]在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以做如下改进。
[0009]进一步，所述双向通信光链路模块包括收发分离电路、电光转换电路和光电转换
电路；所述收发分离电路的第一端口连接所述第二开关，所述收发分离电路的第二端口连接所述电光转换电路，所述收发分离电路的第三端口连接所述光电转换电路；射频信号模块发射的信号通过收发分离电路的第一端口进入收发分离电路，通过收发分离电路的第二端口离开收发分离电路并进入电光转换电路；光电转换电路输出的信号通过收发分离电路的第三端口进入收发分离电路，通过收发分离电路的第一端口离开收发分离电路并进入射频信号模块。
[0010]采用上述进一步方案的有益效果是，通过收发隔离模块将一条双向的射频链路分成两条单向链路，通过两条链路与光通信链路中的光电转换模块和电光转换模块连接，保证信号收发之间的互不干扰，实现了射频通信与光通信相融合且双向、实时通信。
[0011]进一步，所述收发分离电路包括环形器、第一混频器、第一可控LO本地振荡器、第二混频器和第二可控LO本地振荡器；所述环形器的第一端口连接所述第二开关，所述环形器的第二端口连接所述第一混频器，所述第一混频器连接所述电光转换电路，所述第一可控LO本地振荡器连接所述第一混频器；所述环形器的第三端口连接所述第二混频器，所述第二混频器连接所述光电转换电路，所述第二可控LO本地振荡器连接所述第二混频器。
[0012]采用上述进一步方案的有益效果是，通过环形器将一条射频链路中两个方向的射频信号分开，分别连接不同方向的光路，保证信号收发之间的互不干扰，通过第一混频器和第一可控LO本地振荡器实现下变频，将射频信号下变频为适合光路传输的信号；通过第二混频器和第二可控LO本地振荡器实现上变频，将光路传输的信号上变频为射频信号；上述光载微波双向通信装置实现了射频通信与光通信相融合且双向、实时通信。
[0013]进一步，所述收发分离模块包括环形器、第一混频器、第二混频器和第三可控LO本地振荡器；所述环形器的第一端口连接射频信号源，所述环形器的第二端口连接所述第一混频器，所述第一混频器连接所述电光转换模块；所述环形器的第三端口连接所述第二混频器，所述第二混频器连接所述光电转换模块，所述第三可控LO本地振荡器分别连接所述第一混频器和所述第二混频器。
[0014]采用上述进一步方案的有益效果是，将一个光载微波双向通信装置的两个混频器接到同一个可控LO本地振荡器上，这样不仅减少了可控LO本地振荡器数量，节约了成本，同时由于减少了可控LO本地振荡器数量，避免了多个可控LO本地振荡器之间的误差给系统带来的干扰。
[0015]进一步，所述收发分离电路包括环形器、第三混频器和第四可控LO本地振荡器；所述第三混频器的一端连接所述第二开关，另一端连接所述环形器的第一端口，所述环形器的第二端口连接所述电光转换电路，所述环形器的第三端连接所述光电转换电路，所述第四可控LO本地振荡器连接所述第三混频器。
[0016]采用上述进一步方案的有益效果是，将混频器移至了环形器外侧，这样不仅减少了混频器数量和可控LO本地振荡器数量，节约了成本，同时由于减少了可控LO本地振荡器数量，整个系统受到可控LO本地振荡器的干扰降低
[0017]进一步，所述电光转换电路包括：电连接的放大器、预均衡电路、发射端驱动电路和发光光源。
[0018]采用上述进一步方案的有益效果是，电光转换电路中加入放大器，实现输入信号的放大功能；加入预均衡电路来补偿光传输系统的非线性特性，保证光通信的可靠性；将预
均衡后的信号叠加偏置，保证发光光源工作在线性区，且由于光链路常使用IM/DD(Intensity
‑
Modulation Ddirect
‑
Detection，强度调制/直接检测)技术，所加入的直流偏置可保证输入到发光器件的电信号不为负值，之后将该叠加信号接给发光器件使其发出携带信号的光。
[0019]进一步，所述电光转换电路还包括设置在所述发光光源光路上的透镜。
[0020]采用上述进一步方案的有益效果是，在发光器件光路上加上透镜，通过透镜实现聚焦光能量。
[0021]进一步，所述光电转换电路包括：电连接的光电探测器、预放大电路、AGC自动增益控制放大电路、滤波器和后均衡电路。
[0022]采用上述进一步方案的有益效果是，通过预放大电路将微弱的光电流信号转换为光电压信本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光载微波双向通信装置，其特征在于，包括：射频信号模块、第一开关、射频收发模块、第二开关和双向通信光链路模块；所述射频信号模块的第一通信端口通过所述第一开关与所述射频收发模块连接，所述射频信号模块的第二通信端口通过所述第二开关与所述双向通信光链路模块连接；所述射频信号模块用于获取射频链路和光链路的信道状态信息，根据所述信道状态信息及预设控制策略控制所述射频链路和光链路协同通信。2.根据权利要求1所述的光载微波双向通信装置，其特征在于，所述双向通信光链路模块包括收发分离电路、电光转换电路和光电转换电路；所述收发分离电路的第一端口连接所述第二开关，所述收发分离电路的第二端口连接所述电光转换电路，所述收发分离电路的第三端口连接所述光电转换电路；射频信号模块发射的信号通过收发分离电路的第一端口进入收发分离电路，通过收发分离电路的第二端口离开收发分离电路并进入电光转换电路；光电转换电路输出的信号通过收发分离电路的第三端口进入收发分离电路，通过收发分离电路的第一端口离开收发分离电路并进入射频信号模块。3.根据权利要求2所述的光载微波双向通信装置，其特征在于，所述收发分离电路包括环形器、第一混频器、第一可控LO本地振荡器、第二混频器和第二可控LO本地振荡器；所述环形器的第一端口连接所述第二开关，所述环形器的第二端口连接所述第一混频器，所述第一混频器连接所述电光转换电路，所述第一可控LO本地振荡器连接所述第一混频器；所述环形器的第三端口连接所述第二混频器，所述第二混频器连接所述光电转换电路，所述第二可控LO本地振荡器连接所述第二混频器。4.根据权利要求2所述的光载微波双向通信装置，其特征在于，所述收发分离电路包括环形器、第一混频器、第二混频器和第三可控LO本地振荡器；所述环形器的第一端口连接射频信号源，所述环形器的第二端口连接所述第一混频器，所述第一混频器连接所述电光转换模块，所述环形器的第三端口连接所述第二混频器，所述第二混频器连接所述光电转换模块，所述第三可控LO本地振荡器分别连接所述第一混频器和所述第二混...

【专利技术属性】
技术研发人员：路璐，谢欣言，张润心，熊建，
申请(专利权)人：中国科学院空间应用工程与技术中心，
类型：发明
国别省市：