基于单个双驱动调制器的三维调制超宽带信号的产生方法
【专利摘要】一种通信【技术领域】的基于单个双驱动调制器的三维调制超宽带信号的产生方法，首先由脉冲信号源产生四路数据脉冲信号，每路数据脉冲信号经过预编码处理使得第一数据脉冲信号和第三数据脉冲信号的电压幅度高于第二数据脉冲信号和第四数据脉冲信号的电压幅度；然后分别将第一数据脉冲信号和第二数据脉冲信号进行叠加、将第三数据脉冲信号和第四数据脉冲信号进行叠加并形成两组叠加信号；然后将叠加信号分别经过放大后及相位偏置处理后加载至双驱动马赫-曾德尔调制器的两端，使得双驱动马赫-曾德尔调制器输出相干叠加后的三个维度的UWB信号。本发明能够有效的提升系统的带宽和产生UWB信号的维度。
【专利说明】基于单个双驱动调制器的三维调制超宽带信号的产生方法【技术领域】
[0001]本发明涉及的是一种通信【技术领域】的方法，具体是一种利用单个双驱动马赫-曾德尔调制器(Dual-drive Mach - Zehnder Modulator, DDMZM)产生高速的三维调制超宽带信号(Ultra wideband, UffB)的方法。
【背景技术】
[0002]无线通信系统给现代社会带了很多便利，电话，电视，无线保真(ffireless-fidelity, W1-Fi),全球定位技术(Global Position System, GPS)等技术都对人们的生活影响巨大，可以说人类今天已经无法离开无线通信。与此同时超宽带信号(Ultra wideband, UWB)作为一种无线通讯技术被广泛研究,主要由于它有诸多优势:与其它无线通信系统的共存，高带宽，低功率谱密度等。随着各种无线业务带宽的增加，系统的带宽需求逐渐增大，因此产生高速的UWB信号成为一个人们的研究方向，通过光子学的技术产生并传输UWB信号可以有效提高系统的带宽和传输距离，同时降低产生的复杂度，因此需要通过光子学的技术来产生高速的UWB数据。
[0003]UWB信号的光子产生技术，主要是通过各种光电转换的技术，将电域上的低速高斯信号调制到光域，同时通过各种全光技术产生一个反向的能量信号，在时域上错开后可以得到相应的UWB波形和信号。要产生UWB信号可以采用多种技术，将一个IOGHz低重复率的类高斯脉冲通过色散传输可以有效的减少射频(Radio frequency,RF)信号低频的能量，从而使输出的信号满足UWB信号的频谱需求。然而现有的UWB信号大多数是低速的UWB信号，同时大多数的信号都是在同一个维度，包括UWB脉冲的相位调制，幅度调制，脉冲形状调制，脉冲强度调制，脉冲位置调制等技术。因此如何通过简便的方法来产生高速的，多个维度的UWB信号称为一种挑战。
[0004]经过对现有技术的检索发现,2006年Photonics Technology Letter第18卷 19 期的论文:Fei Zeng and Jianping Yao, “Ultra wideband impulse radiosignal generation using a high-speed electrooptic phase modulator and afiber-Bragg-grating-based frequency discriminator, ” 加拿大渥太华大学的姚建平等人提出，将低重复率的类高斯脉冲串，通过电光调制技术得到相应为相位信号，接着将相位调制信号波长放置在光纤布拉格光栅(FBG)的滤波上升沿和下降沿，根据鉴频技术的原理，可以产生两种或者多种不同波形的UWB信号，但是在同一个时刻只能产生一种波形，要产生不同波形信号间的切换需要调节光载波的中心波长。
[0005]进一步检索发现,2009年 Optics Letters 第 31 卷 21 期的论文:Qing Wang, FeiZeng, Sebastien Blais, and Jianping Yao “Optical UffB monocycle pulse generationbased on cross-gainmodulation in a semiconductor optical amplifier，，，加拿大渥太华大学的姚建平等人又 提出，将低重复率的类高斯脉冲串，通过电光强度调制器调制技术得到相应为相位信号，通过将信号和另外一个波长的光同时输入半导体光放大器产生了反向的强度信号，经过延时的时域的错开组合得到了相应的UWB信号，但是只能产生还有开关键控(OOK)的数据。
【发明内容】
[0006]本发明针对现有技术存在的上述不足，提供一种三维调制超宽带信号的方法，能够有效的提升系统的带宽和产生UWB信号的维度。
[0007]本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括以下步骤:
[0008]1)由脉冲信号源(Pattern pulse generator, PPG)产生四路数据脉冲信号，每路数据脉冲信号经过预编码处理使得第一数据脉冲信号和第三数据脉冲信号的电压幅度高于第二数据脉冲信号和第四数据脉冲信号的电压幅度；然后分别将第一数据脉冲信号和第二数据脉冲信号进行叠加、将第三数据脉冲信号和第四数据脉冲信号进行叠加并形成两组叠加信号；
[0009]2)将叠加信号分别经过放大后及相位偏置处理后加载至双驱动马赫-曾德尔调制器的两端，使得双驱动马赫-曾德尔调制器输出相干叠加后的三个维度的UWB信号。
[0010]所述的相位偏置处理是指:通过调节两组叠加信号的偏置使得双驱动马赫-曾德尔调制器的两端上加载的信号之间相位差为n /2。
[0011]所述的三个维度的UWB信号为:
[0012]
【权利要求】
1.一种基于单个双驱动调制器的三维调制超宽带信号的产生方法，其特征在于，包括以下步骤: 1)由脉冲信号源产生四路数据脉冲信号，每路数据脉冲信号经过预编码处理使得第一数据脉冲信号和第三数据脉冲信号的电压幅度高于第二数据脉冲信号和第四数据脉冲信号的电压幅度；然后分别将第一数据脉冲信号和第二数据脉冲信号进行叠加、将第三数据脉冲信号和第四数据脉冲信号进行叠加并形成两组叠加信号； 2)将叠加信号分别经过放大后及相位偏置处理后加载至双驱动马赫-曾德尔调制器的两端，使得双驱动马赫-曾德尔调制器输出相干叠加后的三个维度的UWB信号。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征是，所述的相位偏置处理是指:通过调节两组叠加信号的偏置使得双驱动马赫-曾德尔调制器的两端上加载的信号之间相位差为n /2。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征是，所述的三个维度的UWB信号表示为:
4.根据权利要求3所述的方法，其特征是，所述的UWB信号包括:预编码信号位置决定的脉冲位置调制信号，同时通过正向反向脉冲相对位置决定的脉冲相位调制信号，通过UWB信号脉冲幅度决定的脉冲幅度调制信号。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征是，所述的预编码处理具体是指:将要调制的信号每相邻的四个比特分为一组，然后查找表格得到相应信号的8个bit信息，从而得到相应的预编码信号。
6.一种基于上述任一项权利要求所述方法的实现装置，其特征在于，包括:激光器、双驱动马赫-曾德尔调制器、脉冲信号发射源、加法器、放大器、偏置控制器、偏振控制器和接收机。其中:激光器发生光载波经过偏振控制器传输至双驱动马赫-曾德尔调制器，脉冲信号发射源产生四路经过预编码处理数据使得第一数据脉冲信号和第三数据脉冲信号的电压幅度高于第二数据脉冲信号和第四数据脉冲信号的电压幅度，第一数据脉冲信号和第二数据脉冲信号、第三数据脉冲信号和第四数据脉冲信号分别经过加法器得到两组叠加信号，两组叠加信号分别经过放大器和偏置控制器传输至双驱动马赫-曾德尔调制器，双驱动马赫-曾德尔调制器输出三个维度的UWB信号至接收机。
【文档编号】H04B10/524GK103795472SQ201410075540
【公开日】2014年5月14日 申请日期:2014年3月4日 优先权日:2014年3月4日
【发明者】曹攀, 胡小锋, 孙晓文, 吴佳旸, 苏翼凯 申请人:上海交通大学