[發明專利]基于單個雙驅動調制器的三維調制超寬帶信號的產生方法

有效

• 申請號: 201410075540.6
• 申請日: 2014-03-04
• 公開（公告）號: CN103795472A
• 公開（公告）日: 2014-05-14
• 發明（設計）人: 曹攀;胡小鋒;孫曉文;吳佳旸;蘇翼凱
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: H04B10/524
• 分類號: H04B10/524
• 代理公司: 上海交達專利事務所 31201
• 代理人: 王毓理;王錫麟

技術領域

本發明涉及的是一種通信技術領域的方法，具體是一種利用單個雙驅動馬赫-曾德爾調制器（Dual-drive?Mach–Zehnder?Modulator,DDMZM）產生高速的三維調制超寬帶信號（Ultra?wideband，UWB）的方法。?

背景技術

無線通信系統給現代社會帶了很多便利，電話，電視，無線保真（Wireless-fidelity,Wi-Fi）,全球定位技術（Global?Position?System，GPS）等技術都對人們的生活影響巨大，可以說人類今天已經無法離開無線通信。與此同時超寬帶信號（Ultra?wideband，UWB）作為一種無線通訊技術被廣泛研究，主要由于它有諸多優勢：與其它無線通信系統的共存，高帶寬，低功率譜密度等。隨著各種無線業務帶寬的增加，系統的帶寬需求逐漸增大，因此產生高速的UWB信號成為一個人們的研究方向，通過光子學的技術產生并傳輸UWB信號可以有效提高系統的帶寬和傳輸距離，同時降低產生的復雜度，因此需要通過光子學的技術來產生高速的UWB數據。?

UWB信號的光子產生技術，主要是通過各種光電轉換的技術，將電域上的低速高斯信號調制到光域，同時通過各種全光技術產生一個反向的能量信號，在時域上錯開后可以得到相應的UWB波形和信號。要產生UWB信號可以采用多種技術，將一個10GHz低重復率的類高斯脈沖通過色散傳輸可以有效的減少射頻（Radio?frequency，RF）信號低頻的能量，從而使輸出的信號滿足UWB信號的頻譜需求。然而現有的UWB信號大多數是低速的UWB信號，同時大多數的信號都是在同一個維度，包括UWB脈沖的相位調制，幅度調制，脈沖形狀調制，脈沖強度調制，脈沖位置調制等技術。因此如何通過簡便的方法來產生高速的，多個維度的UWB信號稱為一種挑戰。?

經過對現有技術的檢索發現，2006年Photonics?Technology?Letter第18卷19期的論文：Fei?Zeng?and?Jianping?Yao,“Ultra?wideband?impulse?radio?signal?generation?using?a?high-speed?electrooptic?phase?modulator?and?a?fiber-Bragg-grating-based?frequency?discriminator,”加拿大渥太華大學的姚建平等人提出，將低重復率的類高斯脈沖串，通過電光調制技術得到相應為相位信號，接著將相位調制信號波長放置在光纖布拉格光柵(FBG)的濾波上升沿和下降沿，根據鑒頻技術的原理，可以產生兩種或者多種不同波形的UWB信號，但是在同一個時刻只能產生一種波形，要產生不同波形信號間的切換需要調節光載波的中心波長。?

進一步檢索發現，2009年Optics?Letters第31卷21期的論文：Qing?Wang,Fei?Zeng,?Sebastien?Blais,and?Jianping?Yao“Optical?UWB?monocycle?pulse?generation?based?on?cross-gainmodulation?in?a?semiconductor?optical?amplifier”,加拿大渥太華大學的姚建平等人又提出，將低重復率的類高斯脈沖串，通過電光強度調制器調制技術得到相應為相位信號，通過將信號和另外一個波長的光同時輸入半導體光放大器產生了反向的強度信號，經過延時的時域的錯開組合得到了相應的UWB信號，但是只能產生還有開關鍵控（OOK）的數據。?

發明內容

本發明針對現有技術存在的上述不足，提供一種三維調制超寬帶信號的方法，能夠有效的提升系統的帶寬和產生UWB信號的維度。?

本發明是通過以下技術方案實現的，本發明包括以下步驟：?

1）由脈沖信號源（Pattern?pulse?generator，PPG）產生四路數據脈沖信號，每路數據脈沖信號經過預編碼處理使得第一數據脈沖信號和第三數據脈沖信號的電壓幅度高于第二數據脈沖信號和第四數據脈沖信號的電壓幅度；然后分別將第一數據脈沖信號和第二數據脈沖信號進行疊加、將第三數據脈沖信號和第四數據脈沖信號進行疊加并形成兩組疊加信號；?

2）將疊加信號分別經過放大后及相位偏置處理后加載至雙驅動馬赫-曾德爾調制器的兩端，使得雙驅動馬赫-曾德爾調制器輸出相干疊加后的三個維度的UWB信號。?

所述的相位偏置處理是指：通過調節兩組疊加信號的偏置使得雙驅動馬赫-曾德爾調制器的兩端上加載的信號之間相位差為π/2。?