CN1934806B - 在无线电光学融合通信系统中用于改变频率的方法及基站 - Google Patents

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Abstract

在一个结合了一个光纤传输路径和一个无线电传播路径的无线电光学融合通信系统中，其中通过第一和第二光源，一个用于生成一个在中频带的调制信号的中频信号生成装置，一个调制器，其使用中频信号将一个来自第一光源的光信号调制成一个SSB已调制光信号，以及一个光混频器，其用于将已调制光信号与来自第二光源的光信号相混合以在一个基站获得一个光传输信号，控制任意一个光信号的频率以便在光信号之间的频率差异是已调制无线电信号的所需频率，从而在所述无线电传播路径中切换已调制无线电信号的频道。

Description

在无线电光学融合通信系统中用于改变频率的方法及基站
技术领域
本发明涉及一种集成了光纤传输和无线电通信的无线电光学融合通信系统，特别地，涉及一种用于在无线电光学融合通信系统中改变无线电频率的技术。
背景技术
本发明者研究并提出了一种集成了光纤传输和无线电通信的无线电光学融合通信系统。特别地，在一种由本发明者提出的方法中，使用波长不同的一个第一激光源和一个第二激光源来生成光载波，使用一个中频信号将所述第一光载波调制成一个未被抑制的载波单边带(SSB)或双边带(DSB)调制的光信号，将所述调制的信号与所述第二光载波混合，并且传输所得到的光信号。
光电转换所述光信号以生成一个未调制载波和一个已调制无线电信号。在一个无线电传播路径中，当接收时，获得所述未调制载波和所述已调制无线电信号的乘积分量以提取一个中频转换的信号，然后，解调所述信号。
在上述的自差(self-heterodyne)传输法中，可以稳定地再现一个接收的信号。此外，通过一个几千米的低损耗的光纤传输路径，可以将信号从一个基站传输到一个天线站。相应地，可以实现一种首选的通信系统。
图10是一种基于上述方法的无线电光学融合通信系统的结构的示意图。如该示意图所示，所述系统包括一个基站(100)、一个远程的天线站(110)以及一个接收终端(120)。将基站(100)经由一个光纤传输路径(130)连接到远程的天线站(110)。将远程的天线站 (110)经由一个无线电传播路径(131)连接到接收终端(120)。
基站(100)包括一个用于在振荡频率f1(Hz)单模振荡的第一激光源(101)、一个用于在振荡频率f2(Hz)单模振荡的第二激光源(102)以及一个中频信号生成器(103)，其用于生成一个根据将被传输的信息信号数据调制的中频调制信号。
向基站(100)中的一个光调制器(104)提供一个具有从中频信号生成器(103)中生成的中频f_m(Hz)的中频信号，作为调制信号。光调制器(104)将一个来自第一激光源(101)的第一光载波调制成信号光。在该结构中，将一个抑制载波光学单边带(光学SSB)调制器用作光调制器(104)。相应地，获得一个有载波的图像抑制信号。
向一个光混频器(105)提供一个未被调制的来自第二激光源(102)的第二光载波。光混频器(105)将第二光载波与从光调制器(104)中提供的光信号相混合。一个在光纤传输路径(130)中的光谱(140)如图所示。换句话说，该频谱包括一个频率为f2(Hz)的第二光载波(141)、一个频率为f1(Hz)的第一光载波(142)以及一个频率为f1+f_m(Hz)的调制信号(143)。
在经由光纤传输路径(130)连接到基站的远程的天线站(110)中，一个光电换能器(111)对接收的光信号进行平方检测。一个放大器(112)放大所得到的信号。从一个天线(113)向空气释放所述放大的信号。
该无线电信号的一个频谱(144)如图所示。换句话说，该信号是一个有载波频率f1-f2(Hz)(例如一个毫米波频)的图像抑制信号。
在本方法中，远程的天线站(110)并不需要无线电频率滤波器来消除下边带，并且接收终端(120)并不需要振荡器，这导致了成本的降低。
在接收终端(120)中，信号是通过一个天线(121)接收的，并被提供给未画出的一个放大器和一个带通滤波器。一个检波器(122)使用平方检测来检测信号，并将已检测的信号提供给一个信号解调器 (123)。获得无线电信号(144)的一个未调制载波(145)和一个已调制无线电信号分量(146)的两个分量的乘积，以便再现一个中频信号。将该中频信号提供给信号解调器(123)，然后进行解调，从而获得信息信号数据。
为了在一个多单元环境中利用上述的无线电光学融合通信系统，最好根据附近单元之间的干扰来重复使用频率以及切换射频信道。然而，还没有已提出的方法来切换射频信道。
本发明是考虑了上述相关技术的问题而进行的，并且本发明的一个目的是提供一种容易地以高速切换射频信道的技术。
发明内容
为了实现上述目的，一种依照本发明的改变频率的方法有以下特征：
根据本发明的一个实施例，提供了一种方法，在一个包括一个基站和一个远程的天线站的无线电光学融合通信系统中，基站生成一个已调制无线电信号，将生成的信号电光地转换成一个光信号同时保存调制模式，以及经由一个光纤路径向远程的天线站传输转换的信号，远程的天线站光电地转换接收的光信号以提取已调制无线电信号，并且经由一个天线通过无线电传输该已调制无线电信号。
在本系统中，基站包括一个第一光源和一个第二光源以生成不同频率的光载波，一个用于从要传输的信息信号数据生成中频信号的中频信号生成装置，一个调制器，其使用中频信号将来自第一光源的光载波调制成一个未被抑制的载波单边带(SSB)或双边带(DSB)已调制光信号，一个光频偏移装置，其位于第一光源或第二光源下游并具有包括集成了两个子Mach-Zehnder的主Mach-Zehnder的多个波导，以及一个光混频器，其在光频偏移装置位于第二光源下游时用于将未抑制的载波单边带(SSB)或双边带(DSB)已调制光信号与来自第二光源的光载波的经光频偏移装置偏移的光载波相混合，或者在光频偏移装置位于第一光源下游时将未抑制的载波单边带(SSB)或 双边带(DSB)已调制光信号的经光频偏移装置进一步偏移的光信号与来自第二光源的光载波相混合。
根据本发明的还一个实施例，在用于改变频率的方法中，将在每个子Mach-Zehnder中的波导之间的预定相位差设置为+π或-π，施加电压以便在主Mach-Zehnder中的波导之间的预定相位差在+π/2和-π/2之间反转，并且使来自光源的光载波的频率在上下边带的每一个中的偏移与预定频率一样多，从而获得两倍于预定频率的频率偏移量。
作为替代地，如本发明的再一个实施例所公开的，将在主Mach-Zehnder中的波导之间的预定相位差设置为+π/2或-π/2，施加电压以至于在每个子Mach-Zehnder中的波导之间的预定相位差在+π和-π之间反转，并且使来自光源的光载波的频率在上下边带的每一个中的偏移与预定频率一样多，从而获得两倍于预定频率的频率偏移量。
根据本发明的另一个实施例，所述施加的电压可以包含一个有预定脉冲频率、脉冲图形以及脉冲电压的脉冲序列，以跳频已调制无线电信号的频率。
作为跳频的另一模式，如本发明的又一个实施例所描述的，可以跳频用于确定频率偏移量的预定频率振荡信号，以跳频已调制无线电信号的频率。
依照本发明，可以提供一种利用用于在上述无线电光学融合通信系统中改变频率的方法的基站。
附图说明
图1是一种依照本发明的无线电光学融合通信系统的结构的示意图。
图2表示一个在一个光纤传输路径中的光谱。
图3表示已调制无线电信号的频谱。
图4是表示在一个接收机中接收的功率的特性的图表。
图5是依照本发明的一种光频偏移装置的俯视图。
图6是依照本发明的所述光频偏移装置在线条a-a′的剖视图。
图7是依照本发明的所述光频偏移装置在线条b-b′的剖视图。
图8表示在各个光波导中的光学元件的状态。
图9表示在各个光波导中的光学元件的状态。
图10是一种传统的无线电光学融合通信系统的结构的示意图。
具体实施方式
现在将参照附图来描述一个作为用于实现本发明的最佳方式而公开的实施例。所述实施例并不限于以下例子。
图1表示一种依照本发明的无线电光学融合通信系统的完整结构。该系统的基本元件与图10所示结构中的那些相同。换句话说，该系统包括一个基站(10)、一个远程的天线站(20)以及一个接收终端(30)。将基站(10)经由一个光纤传输路径(40)连接到远程的天线站(20)。将远程的天线站(20)经由一个无线电传播路径(41)连接到接收终端(30)。
如上所述，基站(10)包括一个用于在振荡频率f1(Hz)单模振荡的第一激光源(11)，一个用于在振荡频率f2(Hz)振荡的第二激光源(12)，一个中频信号生成器(13)以及一个抑制载波光学单边带(光学SSB)调制器(14)。此外，依照本发明，一个光频偏移装置(15)位于紧挨着第二激光源(12)的下游。
远程的天线站(20)的结构和接收终端(30)的结构与图10中的那些相同。远程的天线站(20)包括一个使用平方检测来检测接收的光信号的光电换能器(21)、一个放大器(22)以及一个天线(23)。接收终端(30)包括一个天线(31)、一个放大器、一个带通滤波器、 一个检波器(32)以及一个信号解调器(33)，其中所述放大器和带通滤波器并未在示意图中画出。
本发明提供了一种在一个无线电传播路径中改变无线电频率的技术，并且提出了一种通过利用与本发明相关的自差(self-heterodyne)传输法的优势以及使第一和第二激光源(11)和(12)的光频偏移来改变无线电频率的技术。
换句话说，依照本发明，假定一个毫米波段为射频频带。工作在该毫米波段的设备是昂贵的。此外，难以开发高稳定性地工作的这种设备。相应地，需要一种以高速高稳定性地切换射频信道的技术。
在使用自差传输法时，由于在两个激光源之间的光频之差成为在无线电传播路径中的无线电频率，有可能切换射频信道而无需使用毫米波设备。本发明是考虑了上述特征而进行的，并提出了一种未曾在传统系统中提出的根据自差传输法的用于改变光频的技术。
在最简单的可能模式中，认为第一激光源(11)或者第二激光源(12)的任意一个的振荡频率可被改变。由于在振荡频率f1(Hz)和振荡频率f2(Hz)之间的差成为一个射频信道，当例如第一激光源(11)的振荡频率增加时，无线电频率也增加，因此切换信道是可能的。
现在将参照图2和3详细地描述上述事实。图2表示一个在光纤传输路径(40)中的光谱。在一个光混频器(18)混合光信号之后，所述光谱表示一个频率为f1+f_m(Hz)的调制信号(42)、一个振荡频率为f1(Hz)的振荡信号(43)以及一个振荡频率为f2(Hz)的振荡信号(44)的频率分布。在无线电传播路径中，使调制信号(42)从振荡信号(43)的偏离与中频一样多，并且使振荡信号(43)从振荡信号(44)的偏离与毫米波频一样多。因此，当使振荡信号(44)偏移例如f_s(Hz)的量时，使调制信号(42)和振荡信号(43)的每一个的频率也偏移相同的量。
在无线电传播路径(41)中，如图3所示，一个载波分量(45)和一个调制信号分量(46)在毫米波带中传播。使毫米波带中的频率相似地偏移f_s(Hz)的量。换句话说，依照由光频偏移装置给定的 偏移量，可任意地使载波分量和信号分量都偏移。
关于接收的功率的特性，多个包括相同信息的无线电波在一个多路径环境中到达接收终端，如图4所示。不利的是，依照在接收的信号之间的相位关系，接收的功率(PW)显著地衰减。特别地，关于一个有高频(例如毫米波频)的无线电信号，如果略微地改变在一个发射天线和一个接收终端之间的距离(D)，在接收的信号之间的相位关系很容易变化。这可导致接收的功率的减少。因此，难以提供无缝的通信。然而，只要射频载波以高速跳频并且结合多个包括相同信息且有不同距离特性的接收信号，即使当等同地以任何距离接收信号时，可以阻止接收的功率的减少。
依照当前的技术，为了改变一个半导体激光器的振荡频率，必须以高精度控制温度，或者以高精度机械地控制激光振荡器的长度。这些控制操作不一定是容易的。因此，在最合适的模式中，最好将光频偏移装置(15)安放在紧挨着第二激光源(12)或第一激光源(11)的下游。
现在将参照图5至7详细地描述光频偏移装置(15)的结构。图5是光频偏移装置(15)的俯视图，图6是在线条a-a′的剖视图，并且图7是在线条b-b′的剖视图。该光频偏移装置(15)被称为X切割LN调制器，其由铌酸锂制成。光频偏移装置(15)包括由一个主Mach-Zehnder(MMZ)(50)和两个集成在其中的子Mach-Zehnder(SMZ)(60)构成的光波导、作为两个端口的RF+DC电极(热)(61)和(71)以及作为一个端口的DC电极(热)(51)。不必使每个RF+DC电极构成一个端口。在每个子Mach-Zehnder中，可以串联地安装一个RF电极和一个DC电极作为两个端口。
如图6和7所示，在子Mach-Zehnder(60)和(70)中，在每个RF+DC电极(61)和(71)的两侧均安装GND电极(62)，以便一个衬底的表面由GND电极(62)所覆盖。从而，从每个RF+DC电极到相关的GND电极，即在RF+DC电极(61)和一个GND电极(62a)之间、在RF+DC电极(61)和一个GND电极(62b)之间、在RF+DC 电极(71)和所述GND电极(62b)之间、以及在RF+DC电极(71)和一个GND电极(62c)之间，生成一个磁场。在那时，施加一个DC电压以便在安装在电极之间的衬底中的光波导(63)和(64)之间提供π的光相位差，并且相似地，在光波导(72)和(73)之间提供π的光相位差。
一个连接到光频偏移装置(15)的DC电源(16)将一个DC电压施加到其上。各个电压可被施加到三个电极上，即RF+DC电极(61)和(71)以及DC电极(51)，这将在下文中进行描述。
此外，向RF+DC电极(61)和(71)的每一个提供一个RF频率f_s(Hz)的对应于频率偏移量的RF振荡信号，以便第二激光源(12)的振荡频率f2(Hz)产生一个偏移了f_s(Hz)量的光分量。所述RF振荡信号是从一个连接到光频偏移装置(15)的微波振荡器(17)中生成的。
参见图7，将DC电极(51)安放在主Mach-Zehnder(50)的中心，并且将GND电极(62d)和(62e)安装在DC电极(51)的两侧。将一个由光波导(63)和(64)的组合构成的光波导(52)以及一个由光波导(72)和(73)的组合构成的光波导(53)安装在衬底中，以便光波导(52)位于电极(51)和(62d)之间，并且光波导(53)位于电极(51)和(62e)之间。
当向DC电极(51)施加一个电压时，由此获得向上边带偏移了f_s(Hz)量(即，+f_s量)或向下边带偏移了f_s(Hz)量(即，-f_s量)的振荡频率。换句话说，向DC电极提供一个电压，以便在上边带偏移或下边带偏移期间，在光波导W1(52)和W2(53)中进行下表中的下述感应的相位偏移。
光波导 上边带偏移 下边带偏移
W1(52) -π/4 +π/4
W2(53) +π/4 -π/4
现在将在下文中给出详细的描述。
参见图8的(a)至(g)和图9的(a)至(g)，分别表示了光波导(63)、(64)、(72)、(73)、(52)、(53)以及一个光波导(54)中的光分量。将光波导(52)和(53)合并成光波导(54)。图8表示在上边带偏移情况下的光分量。在图8中，(a)表示光波导(63)中的光分量，(b)表示光波导(64)中的光分量，(c)表示光波导(72)中的光分量，(d)表示光波导(73)中的光分量，(e)表示光波导(52)中的光分量，(f)表示光波导(53)中的光分量，以及(g)表示光波导(54)中的光分量。图9表示在下边带偏移情况下的光分量。在图9中，(a)表示光波导(63)中的光分量，(b)表示光波导(64)中的光分量，(c)表示光波导(72)中的光分量，(d)表示光波导(73)中的光分量，(e)表示光波导(52)中的光分量，(f)表示光波导(53)中的光分量，以及(g)表示光波导(54)中的光分量。
如图所示，通过控制提供给每个RF+DC电极(61)和(71)的RF发射信号，可以分别使图8的光分量(a)和(b)的相位以及光分量(c)和(d)的相位和图9的光分量(a)和(b)的相位以及光分量(c)和(d)的相位偏移π的量。
此外，对施加给DC电极(51)的电压的控制，在图8的光分量(e)和(f)之间提供了π/2的相位差，并且在图9的光分量(e)和(f)之间提供了-π/2的相位差。
因此，在位于输出端的光波导(54)中，增强了图8的光分量(g)中的分量部分J+1，以便可以提取具有与所提供的RF信号相同频率稳定度的偏移分量。
针对分量部分J0，由于在图8和9的光分量(g)之间存在着相反关系，因此增强了图9中的分量部分J-1。
使用上述结构，在一个使用光频偏移装置的偏移部分和一个非偏移部分之间可以提供等于输入RF信号的频率的偏移量。此外，可以获得两倍于RF频率的偏移量。
换句话说，在使用上述原理时，当改变施加给DC电极(51)的 电压以至于状态在图8和9的那些之间切换时，可以容易地获得如图2所示的两倍于RF频率f_s的频率偏移量。
两倍偏移的实现可以增加频率偏移的效率，同时阻止随着RF频率的增加造成的Vπ的增加。有利的是，可以显著地减小控制光调制指数的负担。通常，每个频率变化都必须进行控制。
光频偏移装置(15)可被安放在紧挨着第一激光源(11)的下游，即在第一激光源(11)和光调制器(14)之间。当如上所述，在紧挨着光源的下游安放光频偏移装置(15)时，有利的是，可以容易地进行偏移控制，因为光源的光量很大并且没有调制频谱。光频偏移装置(15)可被安装在紧挨着光调制器(14)的下游。
依照本发明的另一实施例，在下述结构中可以获得相似的优势：对施加给主Mach-Zehnder(50)的电压的控制，使其中的光波导(52)和(53)之间的相位差固定为|π/2|。在此条件下，子Mach-Zehnder(60)和(70)有相互相反的极性。
换句话说，依照前述的实施例，如图8和9所示，子Mach-Zehnder(60)和(70)均有π的相位差。依照本实施例，可以将在一个子Mach-Zehnder中的相位差设置为-π，并且将在另一个中的相位差设置为+π，以便在主Mach-Zehnder中的相位差等于|π/2|。
进一步依照另一实施例，一个脉冲发生器可用于代替DC电源(16)。在此情况下，依照一个高速脉冲序列来驱动光频偏移装置，以便根据脉冲频率、脉冲图形以及脉冲电压使无线电信号经受快速跳频。由于以与接收终端(30)接收的功率的特性类似的方式来跳频，如图4所示，可以获得频率分集效果，因而可以提供一个对多路径环境的容差。
在用于引起跳频的方法中，可以使用一种众所周知的跳频合成器来代替用于RF信号振荡的微波振荡器(17)。依照本发明，由于偏移量取决于频率f_s，可以使该频率跳频。这使得在一个射频频带中的载波分量和调制信号分量均相似地跳频成为可能。
本发明有以下优势：
依照本发明，通过改变一个激光源的光频，可以使频率偏移至任意水平并且切换射频信道。特别地，在使用光频偏移装置时，不必提供一个用于激光源的复杂的光频控制功能。这有助于在高速下以高稳定性切换射频信道。在此情况下，一个用于驱动光频偏移装置的电路并不包括用于毫米波带中的部分，从而降低了电路的成本。
在使用上述的两倍频率偏移时，即使当将一个低频输入信号用作被提供给光频偏移装置的振荡信号时，也可以大范围地切换频道。
此外，由于可以容易地实现跳频，当一个无线电传播路径处于多路径环境中的时候，频率分集效果使能够进行高质量的通信。
工业适用性
本发明适用于一种根据一种用于切换射频信道的方法的无线电光学融合通信系统。

Claims (10)

1.一种用于在无线电光学融合通信系统中改变频率的方法，其中所述无线电光学融合通信系统包括一个基站和一个远程的天线站，所述基站生成一个已调制无线电信号，将生成的信号电光地转换成一个光信号同时保持调制模式，并且经由一个光纤路径向远程的天线站传输转换的信号，远程的天线站光电地转换接收的光信号以提取已调制无线电信号并经由天线通过无线电传输该已调制无线电信号，
所述基站包括一个第一光源和一个第二光源以生成不同频率的光载波，一个用于从要传输的信息信号数据生成中频信号的中频信号生成装置，一个调制器，其使用中频信号将来自第一光源的光载波调制成一个未抑制的载波单边带(SSB)或双边带(DSB)已调制光信号，一个光频偏移装置，其位于第一光源或第二光源下游并具有包括集成了两个子Mach-Zehnder的主Mach-Zehnder的多个波导，以及一个光混频器，其用于在光频偏移装置位于第二光源下游时将未抑制的载波单边带(SSB)或双边带(DSB)已调制光信号与来自第二光源的光载波的经光频偏移装置偏移的光载波相混合，或者在光频偏移装置位于第一光源下游时将未抑制的载波单边带(SSB)或双边带(DSB)已调制光信号的经光频偏移装置进一步偏移的光信号与来自第二光源的光载波相混合，
其中，根据一个用于确定频率偏移量的预定频率振荡信号来驱动所述光频偏移装置，并且通过改变施加给所述光频偏移装置的两个子Mach-Zehnder的电压，使频率的偏移与所述振荡信号的频率一样多，以便所述波导之间有预定的相位差，由此控制来自第一和第二光源的光载波中至少一个的频率，以便在第一光源与第二光源之间的频率差是所述已调制无线电信号的所需频率。
2.依照权利要求1的用于在无线电光学融合通信系统中改变频率的方法，其中将在每个子Mach-Zehnder中的波导之间的预定相位差设置为+π或-π，施加一个电压以便在主Mach-Zehnder中的波导之间的预定相位差在+π/2和-π/2之间切换，并且使来自光源的光载波的频率在上下边带的每一个中的偏移与所述预定频率一样多，以获得两倍于所述预定频率的频率偏移量。
3.依照权利要求1的用于在无线电光学融合通信系统中改变频率的方法，其中将在主Mach-Zehnder中的波导之间的预定相位差设置为+π/2或-π/2，施加一个电压以便在每个子Mach-Zehnder中的波导之间的预定相位差在+π和-π之间切换，并且使来自光源的光载波的频率在上下边带的每一个中的偏移与所述预定频率一样多，以获得两倍于所述预定频率的频率偏移量。
4.依照权利要求1至3的任意一条的用于在无线电光学融合通信系统中改变频率的方法，其中所述施加的电压包括一个具有预定脉冲频率、脉冲图形以及脉冲电压的脉冲序列，以跳频所述已调制无线电信号的频率。
5.依照权利要求1至3的任意一条的用于在无线电光学融合通信系统中改变频率的方法，其中跳频所述用于确定频率偏移量的预定频率振荡信号，以跳频所述已调制无线电信号的频率。
6.一种在无线电光学融合通信系统中的基站，其中所述无线电光学融合通信系统包括所述基站和一个远程的天线站，所述基站生成一个已调制无线电信号，将生成的信号电光地转换成一个光信号同时保持调制模式，并且经由一个光纤路径向远程的天线站传输转换的信号，远程的天线站光电地转换接收的光信号以提取已调制无线电信号并经由一个天线通过无线电传输该已调制无线电信号，
所述基站包括：一个第一光源和一个第二光源以生成不同频率的光载波；一个用于从要传输的信息信号数据生成中频信号的中频信号生成装置；一个调制器，其使用所述中频信号将来自第一光源的光载波调制成一个未抑制的载波单边带(SSB)或双边带(DSB)已调制光信号；一个光频偏移装置，其位于第一光源或第二光源下游并具有包括集成了两个子Mach-Zehnder的主Mach-Zehnder的多个波导；以及一个光混频器，其用于在光频偏移装置位于第二光源下游时将未抑制的载波单边带(SSB)或双边带(DSB)已调制光信号与来自第二光源的光载波的经光频偏移装置偏移的光载波相混合，或者在光频偏移装置位于第一光源下游时将未抑制的载波单边带(SSB)或双边带(DSB)已调制光信号的经光频偏移装置进一步偏移的光信号与来自第二光源的光载波相混合，
其中，根据一个用于确定频率偏移量的预定频率振荡信号来驱动所述光频偏移装置，并且通过改变施加给所述光频偏移装置的两个子Mach-Zehnder的电压，使频率的偏移与所述振荡信号的频率一样多，以便所述波导之间有预定的相位差，由此控制来自第一和第二光源的光载波中至少一个的频率，以便在第一光源与第二光源之间的频率差是所述已调制无线电信号的所需频率。
7.一个依照权利要求6的在无线电光学融合通信系统中的基站，其中将在每个子Mach-Zehnder中的波导之间的预定相位差设置为+π或-π，施加一个电压以便在主Mach-Zehnder中的波导之间的预定相位差在+π/2和-π/2之间切换，并且使来自光源的光载波的频率在上下边带的每一个中的偏移与所述预定频率一样多，以获得两倍于所述预定频率的频率偏移量。
8.一个依照权利要求6的在无线电光学融合通信系统中的基站，其中将在主Mach-Zehnder中的波导之间的预定相位差设置为+π/2或-π/2，施加一个电压以便在每个子Mach-Zehnder中的波导之间的预定相位差在+π和-π之间切换，并且使来自光源的光载波的频率在上下边带的每一个中的偏移与所述预定频率一样多，以获得两倍于所述预定频率的频率偏移量。
9.一个依照权利要求6至8的任意一条的在无线电光学融合通信系统中的基站，其中所述施加的电压包括一个有预定脉冲频率、脉冲图形以及脉冲电压的脉冲序列，以跳频所述已调制无线电信号的频率。
10.一个依照权利要求6至8的任意一条的在无线电光学融合通信系统中的基站，其中跳频所述用于确定频率偏移量的预定频率振荡信号，以跳频所述已调制无线电信号的频率。
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Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1361683A1 (en) * 2002-02-08 2003-11-12 Motorola, Inc. Optical to radio frequency detector
JP4665134B2 (ja) 2005-08-08 2011-04-06 独立行政法人情報通信研究機構 光搬送波抑圧両側波帯変調器を用いた４倍波発生システム
KR100737855B1 (ko) * 2005-11-29 2007-07-12 삼성전자주식회사 무선 식별 태그의 단측파 대역 응답 방법
WO2007148413A1 (ja) * 2006-06-23 2007-12-27 National Institute Of Information And Communications Technology 超高速光周波数掃引技術
US8861969B2 (en) * 2006-08-14 2014-10-14 The Regents Of The University Of California All-optical AM-to-FM up-conversion for radio-over-fiber
EP2273699A1 (en) * 2009-06-30 2011-01-12 Alcatel Lucent A method for bidirectional transmission of signals, and a transceiver therefor
CN101667983A (zh) * 2009-09-16 2010-03-10 华为技术有限公司 调制信号的产生方法和传输设备
EP2403165A1 (en) * 2010-07-02 2012-01-04 Alcatel Lucent Radio frequency system for optical heterodyning
US10181909B2 (en) * 2010-10-29 2019-01-15 Zte Corporation (China) Method and apparatus for optical wireless architecture
US20130176164A1 (en) * 2012-01-05 2013-07-11 Harris Corporation Phased antenna array with electro-optic readout circuit and related methods
CN103036621B (zh) * 2012-12-19 2015-07-29 上海大学 一种基于循环移频方式梳状谱发生系统及其应用方法
JP6233342B2 (ja) * 2015-03-31 2017-11-22 住友大阪セメント株式会社 光変調器
EP3400485A1 (en) * 2016-01-07 2018-11-14 Telefonaktiebolaget LM Ericsson (publ) Opto-electronic oscillator and method of generating an electrical carrier signal
CN105591698B (zh) * 2016-03-03 2018-06-29 苏州大学 一种光载无线通信方法及系统
CN110926511B (zh) * 2019-12-06 2021-11-26 北京工业大学 一种宽带高分辨率光谱响应测量方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1057556A (zh) * 1990-06-15 1992-01-01 阿尔卡塔尔有限公司 无线通信系统，特别是蜂窝式移动无线系统
JP2000310800A (ja) * 1999-02-23 2000-11-07 Atr Adaptive Communications Res Lab ２光信号発生器
JP2002135211A (ja) * 2000-10-20 2002-05-10 Telecommunication Advancement Organization Of Japan 光多重伝送方式

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6211996B1 (en) * 1999-05-19 2001-04-03 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Angle modulator
KR100474839B1 (ko) * 2001-03-28 2005-03-08 삼성전자주식회사 광 발진 장치

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1057556A (zh) * 1990-06-15 1992-01-01 阿尔卡塔尔有限公司 无线通信系统，特别是蜂窝式移动无线系统
JP2000310800A (ja) * 1999-02-23 2000-11-07 Atr Adaptive Communications Res Lab ２光信号発生器
JP2002135211A (ja) * 2000-10-20 2002-05-10 Telecommunication Advancement Organization Of Japan 光多重伝送方式

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
CN 1057556 A,全文. *

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