[发明专利]串并联调制光学倍频毫米波RoF系统及其QPSK/16QAM调制方法

说明书

技术领域：

本发明涉及光纤载射频(RoF，Radio over Fiber)系统及QPSK与16QAM调制方法。采用QPSK与16QAM信号格式的目的是压缩信号的占有带宽。提出一种基于光学倍频原理的RoF系统结构和新的串并联光调制方式，在从光波产生毫米波的同时，又实现将信号对光波的调制转移为对毫米波的调制。

技术背景：

对于如何将光QPSK调制方式应用到毫米波RoF系统中，现有技术是用两条独立光纤链路分别传输QPSK信号的I路和Q路信息。虽然这种方法可以实现16-QAM或更高进制的PSK调制，但是两条光纤链路需要两套独立的电光调制设备，从系统成本和复杂度的角度看这种方法不好，而且不同光路的光波时延差造成的光相位干涉噪声会对调制信号产生干扰。所以需要发明一种利用一条光纤链路产生QPSK和16QAM调制的毫米波信号，且调制信号不受光相位干涉噪声干扰的方法。

发明内容：

本发明的目的在于针对已有技术存在的缺陷提供一种串并联调制光学倍频毫米波RoF系统及其QPSK/16QAM调试方法，它在产生所需毫米波的同时能实现光波的QPSK和16QAM调制到毫米波的转移，并且调制信号不受光源相位干涉噪声的影响。该系统结构简单，方法易于实现，性能稳定，成本较低，适用于RoF系统实用产品的开发。

为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种串并联调制光学倍频毫米波RoF系统，包括中心站、基站和下行光纤链路，中心站和基站通过下行光纤链路互连。所述的中心站的构成：一个激光器通过保偏尾纤与一个双电极Mach-Zehnder光调制器的输入端相连，在所述双电极Mach-Zehnder光调制器的一条臂上的RF电极输入由一个第一微波信号源产生的余弦微波信号，偏压电极接地；另一条臂上的RF电极输入由所述第一微波信号源产生，再经倒相的余弦微波信号，偏压电极接地。该Mach-Zehnder光调制器用来对光源输出的光波调相，形成毫米波生成的光谱基础。所述双电极Mach-Zehnder光调制器的输出端再通过保偏尾纤与一个IQ光调制器的输入端相连。所述IQ光调制器是两个双电极Mach-Zehnder光调制器的并联集成，在其中一个调制器的一条臂上的RF电极输入由另一个第二微波信号源输出的余弦中频信号，在另一个双电极光调制器的一条臂上的RF电极输入由所述另一个第二微波信号源产生，并经π/2移相的正弦中频信号。I、Q两路基带信号分别输入到所述IQ光调制器中未加中频信号的另两个RF电极上。所述IQ光调制器中两个双电极光调制器的直流电极均接地，在第三个合路直流电极则加0.5Vπ偏置电压。所述IQ光调制器的输出端与一个掺铒光纤放大器的输入端相连，所述的掺铒光纤放大器的输出端通过下行链路光纤连接到所述基站的光探测器的光输入端。所述基站的构成如下：所述的光探测器的电输出端与一个前置低噪声放大器的输入端相连，所述的前置低噪声放大器的输出端与第一第二两个带通滤波器的输入端相连。所述的一个第二带通滤波器的输出端与一个第一毫米波放大器的输入端连接，所述的第一毫米波放大器的输出端与一个毫米波双工器的发送端口相连，所述毫米波双工器的公共端口再与一个毫米波天线相连，通过它发送和接收已调毫米波信号。所述的毫米波双工器的接收端口与一个混频器的射频端连接。所述的另一个带通滤波器与另一个第二毫米波放大器的输入端连接，所述的另一个第二毫米波放大器的输出端与所述混频器的本振端相连，所述混频器的中频输出是上行已调中频信号。