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用于分布式微波MIMO通信的微波频率电信号的光分配的系统和方法


技术摘要:
提供了一种微波发射系统,该微波发射系统利用光纤来传送微波频率源。本机振荡器产生电形式的微波频率源。直调激光器接收第一微波频率源并产生光信号。光纤用于将光信号从激光器传送到光电探测器。光电探测器接收光信号的第一分量,并将光信号的第一分量转换为电形式的  全部
背景技术:
视距(line  of  sight,LOS)微波MIMO通信通常涉及分开若干米的两个或更多天 线。设计可以与非相干频率源一起工作的LOS  MIMO系统的各种尝试尚未成功。备选方案是 基于相干频率源的LOS  MIMO系统。然而,对于微波MIMO系统,将相干频率源分配到多个室外 单元以用于MIMO发送或接收仍然有显著的障碍。 在使用单个频率源而没有特殊分配机制的系统中,天线之间可能仅存在非常小的 间隔,从而导致低MIMO容量。 为了达到更好的MIMO容量,需要室外单元的天线之间的间隔较大。在这样的系统 中,从单个频率源开始,难以获得两个天线处的信号之间的所需相干性。通过波导将单个信 号分配到多个室外单元是昂贵的,并且涉及困难的安装程序。在同轴电缆上的分配是昂贵 且有损耗的。
技术实现要素:
提供了一种微波发射系统,该微波发射系统利用光纤来传送由本机微波频率振荡 器提供的微波参考频率信号。利用调制光源,例如直调激光二极管,将微波频率信号转换为 光学形式。然后,将光学形式的参考频率信号传送到一个或多个微波调制器或解调器。该光 学形式的参考频率信号转换回电形式以便在微波调制器或解调器处使用。有利地,这允许 微波频率信号以精确的频率传送到远离本机振荡器的微波调制器或解调器。 根据本发明的一个方面,提供了一种微波发射系统,包括:本机振荡器,用于产生 第一微波频率电信号;光源,用于接收上述第一微波频率电信号并产生光信号;至少一根光 纤,用于传送光信号;第一光电探测器,用于接收上述光信号的第一分量并将上述光信号的 上述第一分量转换为第二微波频率电信号;第一微波调制器,用于使用上述第二微波频率 电信号执行微波调制;第一微波天线,用于发射上述第一微波调制器的输出。 可选地,光源包括直调激光二极管。 可选地,上述系统还包括:第二微波调制器,用于接收上述第一微波频率电信号, 并使用上述第一微波频率电信号执行微波调制;第二微波天线,用于发射上述第二微波调 制器的输出。 5 CN 111615799 A 说 明 书 2/6 页 可选地,上述系统还包括第一室外单元和第二室外单元,其中:第一室外单元包括 本机振荡器、光源、第二微波调制器、和第二微波天线;第二室外单元包括第一光电探测器、 第一微波调制器、和第一微波天线。 可选地,上述系统还包括分光器,上述分光器将上述光信号分成上述光信号的上 述第一分量和上述光信号的第二分量;其中,上述至少一根光纤包括用于将上述光信号传 送到上述分光器的第一光纤、用于传送上述光信号的上述第一分量的第二光纤、以及用于 传送上述光信号的上述第二分量的第三光纤;第二光电探测器,用于接收上述光信号的上 述第二分量并将上述光信号的上述第二分量转换为第三微波频率电信号;第二微波调制 器,用于使用上述第三微波频率电信号执行微波调制;第二微波天线,用于发射上述第二微 波调制器的输出。 可选地,上述系统还包括室内单元、第一室外单元、和第二室外单元,其中:第一室 外单元包括第一光电探测器、第一微波调制器、和第一微波天线;第二室外单元包括第二光 电探测器、第二微波调制器、和第二天线;室内单元包括本机振荡器和光源。 可选地,该系统还包括MIMO处理器,该MIMO处理器用于从输入数据流产生第一 MIMO分量和第二MIMO分量,其中,连接第一微波调制器以接收并调制第一MIMO分量,以及连 接第二微波调制器以接收并调制第二MIMO分量。 可选地,该系统还包括MIMO处理器,该MIMO处理器用于从输入数据流产生第一 MIMO分量和第二MIMO分量,其中,连接第一微波调制器以接收并调制第一MIMO分量,以及连 接第二微波调制器以接收并调制第二MIMO分量。 可选地,该系统还包括MIMO处理器,该MIMO处理器用于从输入数据流产生第一 MIMO分量和第二MIMO分量,其中,连接第一微波调制器以接收并调制第一MIMO分量,以及连 接第二微波调制器以接收并调制第二MIMO分量。 可选地,MIMO处理器包括解复用器以及MIMO预编码器,解复用器用于将输入数据 流解复用为第一数据流和第二数据流,MIMO预编码器用于从第一数据流和第二数据流产生 第一MIMO预编码输出和第二MIMO预编码输出;其中,上述第一MIMO分量和上述第二MIMO分 量是上述第一MIMO预编码输出和上述第二MIMO预编码输出。 可选地,上述系统还用于使用上述至少一根光纤在上述两个室外单元之间交换数 据信号。 根据本发明的另一方面,提供了一种包括如上所述的微波发射系统的微波MIMO发 射器;还提供了一种微波MIMO接收器。 根据本发明的另一方面,提供了一种包括第一微波MIMO发射器和第一微波MIMO接 收器的第一微波MIMO收发器,第一微波MIMO发射器包括如上所述的微波发射系统;还提供 了第二微波MIMO收发器,包括第二微波MIMO发射器和第二微波MIMO接收器。 根据本发明的另一方面,提供了一种方法,包括:产生第一微波频率电信号;通过 使用上述第一微波频率电信号调制光源来产生光信号;用至少一根光纤传送上述光信号; 接收光信号的第一分量并将接收到的第一分量转换为第二微波频率电信号;使用上述第二 微波频率电信号执行第一微波调制;用第一微波天线发射上述执行第一微波调制的输出。 可选地,该方法还包括接收第一微波频率电信号,并使用第一微波频率电信号执 行第二微波调制;用第二微波天线发射执行第二微波调制的输出。 6 CN 111615799 A 说 明 书 3/6 页 可选地,该方法还包括利用分光器将光信号分成光信号的第一分量和光信号的第 二分量;其中,利用光纤传送上述光信号包括利用第一光纤将上述光信号传送到上述分光 器,利用第二光纤传送上述光信号的上述第一分量,以及利用第三光纤传送上述光信号的 上述第二分量;该方法还包括:接收光信号的第二分量并将光信号的第二分量转换为第二 微波频率电信号;使用第二微波频率电信号执行第二微波调制;用第二发射天线发射执行 第二微波调制的输出。 可选地,该方法还包括执行MIMO处理以从输入数据流产生第一MIMO分量和第二 MIMO分量,其中,执行第一微波调制包括调制第一MIMO分量,并且执行第二微波调制包括调 制第二MIMO分量。 可选地,执行MIMO处理包括:将输入数据流解复用为第一数据流和第二数据流;对 第一数据流和第二数据流进行MIMO预编码以产生第一MIMO预编码输出和第二MIMO预编码 输出;其中,上述第一MIMO分量和上述第二MIMO分量是上述第一MIMO预编码输出和上述第 二MIMO预编码输出。 可选地,该方法还包括使用至少一根光纤在两个室外单元之间交换数据信号。 附图说明 图1A描绘了MIMO微波系统的框图,其中,单个本机振荡器用来生成用于两个微波 调制器的微波频率电信号。 图1B描绘了MIMO微波系统的框图,其中,单个本机振荡器用来生成用于两个微波 解调器的微波频率电信号。 图1C描绘了MIMO微波系统的框图,其中,微波频率电信号在本机提供给多个微波 调制器或多个解调器的其中一个,并且经由光纤递送到多个微波调制器或多个解调器中的 另一个。 图2A描绘了微波调制器的示例性实现和数据发送的路径的示例性实现的框图。 图2B描绘了微波解调器的示例性实现和数据接收的路径的示例性实现的框图。 图3描绘了本发明的实施例所提供的分置式架构(split  mount  architecture)的 示意图。 图4描绘了本发明的实施例所提供的主从架构的示意图。 图5是执行微波频率电信号的光分配的方法的流程图。
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