[发明专利]一种5G-RoF中心基站控制波束赋形的接入通信系统

说明书

本发明公开了一种5G‑RoF中心基站控制波束赋形的接入通信系统，通过RoF技术有效缩短无线链路的长度，进而实现高频段在接入通信中的应用；通过光纤链路以及线性啁啾光栅引入延时，实现波束赋形以及控制，极大的简化了分基站的结构，使得系统的复杂度都集中在中心基站处。

技术领域

本发明属于接入通信技术领域，更为具体地讲，涉及一种5G-RoF中心基站控制波束赋形的接入通信系统。

背景技术

据世界技术、媒体和通信(GTMT)组织统计，世界手机用户数量将在2020年接近76亿，也就是说，到时无线设备使用者数占全球总人口的比重将达到99％。接入通信已经深刻地改变了人们的生活，但人们对更高性能接入通信的追求从未停止过。

一直以来，研究者都在为实现空中接口Gbit/s级的速率而努力，研究表明在极高的比特速率通信时，空中接口会大幅度缩短，以维持可用的功率链路分配。但目前宏小区及其相对长距离的无线信道无法支持超高比特速率，在给定传输功率情况下，无线发射端和接收端的距离限制了信道比特速率。IMT-2020发布的《5G概念白皮书》中也指出，5G无线技术方面将会构建在以新型多址、大规模天线、超密集组网与全频谱接入为核心的技术体系上。长距离无线通信将因为自由空间损耗、阴影效应、折/散/反射和失真造成的路径损耗而限制其系统比特速率。密集无线接入点可以缩短无线信道，但随之也带来了如何馈通接入点的问题。

传统的点对点微波链路互联远程无线接入点虽然具有快速布置和成本低廉的优点，但由于无线接入点的增加，相应带来宽带无线接入网络规模的增长而降低了点对点微波链路优势。另外，超密集组网是满足2020及未来接入数据流量需求的主要技术手段，通过更加“密集化”的无线网络基础设施部署，获得更高的频率使用效率，从而在局部热点区域实现百倍量级的系统容量提升。而对5G超高密度的无线接入点布置，使得传统点对点微波链路优势进一步降低。IMT-2020提到的5G无线部分关键技术之一全频谱接入，其重点研究高频段在接入通信中应用的关键技术问题。高频段极其丰富的带宽资源为5G系统实现Gbit/s级通信提供了保障，但高频段应用中自由空间衰减是一个巨大的挑战。蜂窝无线接入通信对于一些特殊区域的站点部署如隧道地铁等，难以实现优质的通信服务。

此外，《5G无线技术架构白皮书》中指出：小区虚拟化技术包括以用户为中心的虚拟化小区技术、虚拟层技术和软扇区技术。为了实现移动通信中的波束赋形，基于光学真延时的方案被提出。J.J.Pan以及Y.Shi等人，提出了一种基于布拉格光栅以及波分复用的相控阵系统。Sebastien Blais等人，设计了一种基于超结构光纤布拉格光栅的真延时波束赋形方案。然而，可以看出，这些方案都在基于射频前端处引入的光学真延时，这些会使得射频前端处的结构变得复杂，而且波束的控制都集中在了射频前端，大大增加了系统的复杂度以及控制难度。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种5G-RoF中心基站控制波束赋形的接入通信系统，通过光纤链路引入光学真延时的机制，实现波束赋形的控制，弥补现有电域波束赋形以及现有光域波束赋形方案的不足，且简单易行。

为实现上述发明目的，本发明一种5G-RoF中心基站控制波束赋形的接入通信系统，其特征在于，包括：一个控制波束赋形的中心基站CS和n个以用户为中心的分基站BS_i，i＝1,2,…,n，以及连接中心基站和分基站的n路分光器；

所述的中心基站CS包括一个K路光耦合器和K个自混合调制SMM模块，其中，每个SMM模块又包括一个可调谐激光器和一个无源振动器件，无源振动器件安装在可调谐激光器发射光的传播路径上,通过自混合调制SMM机制最终完成射频信号电光调制；