CN104168066A - 一种脉冲位置调制信号产生的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种脉冲位置调制信号产生的方法，其特征在于，该方法包括：确定脉冲位置调制信号的参数，并根据所述脉冲位置调制信号的进制数对待发送数据进行分帧；根据所述脉冲位置调制信号中子脉冲的脉冲宽度τ_cp，设计光谱光栅的带宽B，确定制备所述光谱光栅所需的两束光脉冲信号的参数，将所述两束光脉冲信号入射到烧孔晶体材料上，完成光谱光栅的制备；根据所述光谱光栅和所述脉冲位置调制信号的参数确定探测光脉冲序列的参数；将所述探测光脉冲序列同时照射到光谱光栅上，完成所述脉冲位置调制信号的产生。本发明解决了现有脉冲位置调制信号产生方法存在的码元速率低且难于产生多进制脉冲位置调制信号的问题。

Description

一种脉冲位置调制信号产生的方法

技术领域

本发明涉及信号产生技术，特别涉及一种脉冲位置调制信号产生的方法。

背景技术

高码率调制技术是实现空间光通信的关键技术之一。空间光通信系统要实现高功率、广距离的通信，要求发射机激光器高速率调制。脉冲位置调制(PPM)由于功率利用率高、传输效率高和抗干扰能力强等优点在空间光通信系统中被广泛应用。

脉冲位置调制最早由Pierce J.R提出，并且在空间光通信中得到应用。在PPM调制系统中，发送的数据信息决定着脉冲所在的位置。具体来说，n位的二进制信息通过编码，使信号位于一帧中2ⁿ个时隙位置中某一特定位置，然后调制激光器，将信号加载到光脉冲上，使发射端在特定的时隙将光脉冲发射出去，在接收端，通过检测判决光脉冲在一个帧周期内所处的位置，从而解码还原成二进制信息。

脉冲位置调制的形式主要有三种：单脉冲位置调制(L-PPM)、多脉冲位置调制(MPPM)以及差分脉冲位置调制(DPPM)。

(1)单脉冲位置调制(L-PPM)，这种调制方式是将一个二进制的n位数据组映射为由2ⁿ个时隙组成的时间段上的某一个时隙处的单个脉冲信号，这种调制方式在本质上是一种相位调制。如果将n位数据组记为M＝(m₁,m₂,......m_n)，其中m_n∈{0,1}，时隙的位置数记为L，则单脉冲PPM的映射编码关系可以写成：

L＝m₁+2m₂+…+2^n-1m_n L∈{0,1……n-1}

(2)多脉冲位置调制(MPPM)，这种调制方式是将n位二进制的数据组映射到由2ⁿ个时隙所组成的时段上的多个脉冲，即在一个帧周期内可以发送多个脉冲，而L-PPM只能发送一个脉冲。由于这种调制方式在实现上较为复杂，解码非常困难，所以一般很少用到。

(3)差分脉冲位置调制(DPPM)，这种调制方式是在L-PPM调制基础上改进的，是在含有脉冲的时隙后马上开始下一个信号，去掉了脉冲时隙后的无脉冲时隙，因此每个帧内的时隙数是变化的。

目前，产生脉冲位置调制信号的常用方法中是根据发送数据控制光的偏振态从而控制光脉冲的时延，实现脉冲位置调制信号的产生，但该种方法存在码元速率低且难于产生多进制脉冲位置信号的问题。

发明内容

本发明目的在于：克服已有脉冲位置调制信号产生方法存在的码元速率低的缺点。

本发明的技术方案是：一种脉冲位置调制信号产生的方法，其特征在于，该方法包括：

步骤1、设定脉冲位置调制信号参数，并根据所述脉冲位置调制信号的进制数对待发送数据进行分帧；

步骤2、、根据所述脉冲位置调制信号中子脉冲的脉冲宽度τ_cp，设计光谱光栅的带宽B，确定制备所述光谱光栅所需的两束时间重叠的光脉冲信号的参数，将所述两束时间重叠的光脉冲信号入射到烧孔晶体材料上，完成光谱光栅的制备；

步骤3、根据所述两束时间重叠的线性调频光脉冲信号的参数和所述脉冲位置调制信号的参数设定探测光脉冲序列的参数；将所述探测光脉冲序列依次入射到所述光谱光栅上，完成所述脉冲位置调制信号的产生。

进一步地，步骤1中：

a、设N位所述待发送数据为a_k＝{a₁,a₂,…a_N}，所述待发送数据的码元速率为R_b，设定所述脉冲位置调制信号的进制数为2ⁿ，n∈{1,2,3,4…}，一帧内有2ⁿ个时隙，帧周期为每个所述时隙的宽度为设定所述位置调制信号中子脉冲的脉冲宽度为

b、将N位所述待发送数据中每n位二进制数据设定为一个帧,所述帧的总数为若N不能被n整除，需要对所述发送数据信息补0，使m为正整数,第i帧中的所述n位数据为(a_(i-1)n+1,a_(i-1)n+2,…,a_in)，i∈{1,2,…m}，分帧后的所述待发送数据为a_k＝{a₁,a₂,…,a_n,…,a_(i-1)n+1,a_(i-1)n+2,…,a_in,…,a_(m-1)n+1,a_(m-1)n+2,…,a_mn},a_mn＝a_N。

进一步地，步骤2中：

a、根据所述脉冲位置调制信号中子脉冲的脉冲宽度τ_cp，设计光谱光栅的带宽为 $B=\frac{1}{{\mathrm{\τ}}_{\mathrm{cp}}};$

b、设定所述两束时间重叠的线性调频光脉冲信号的持续时间均为τ_c，啁啾率分别为α₁和α₂，起始频率分别为f_s1和f_s2,要求所述两束时间重叠的线性调频光脉冲信号在相同频率处的时间差小于所述烧孔晶体材料的相干时间T₂，且在频域上重叠部分的带宽为B＝τ_c·α₂-(f_s1-f_s2)；

c、将设定好的两束时间重叠的线性调频光脉冲信号同时入射到所述烧孔晶体材料的同一位置上，完成所述光谱光栅的制备，所述光谱光栅的带宽为B，即为所述两束时间重叠的光脉冲信号在所述频域上重叠部分的带宽，所述光谱光栅的寿命为所述烧孔晶体材料的粒子寿命T₁。

进一步地，步骤3中：

a、设定所述探测光脉冲序列中子脉冲的起始时刻间隔为啁啾率为α₃＝(α₁α₂)/(α₂-α₁)，持续时间为所述探测光脉冲序列中共包含m+1个子脉冲，所述探测光脉冲序列中第一个子脉冲为参考光脉冲，所述探测光脉冲序列中其余m个子脉冲为编码光脉冲，设定所述参考光脉冲的起始频率为f_s3，根据第i帧中所述子脉冲所在时隙的位置数L_i＝a_(i-1)n+1+2a_(i-1)n+2+......+2^n-1a_in，设定所述m个编码光脉冲的起始频率为 $f_{s3i}=f_{s3}+{\mathrm{\α}}_3(L_i{T}_s+\frac{T_s}{2}),i\∈\{\mathrm{1,2},...m\};$

b、将设定好的所述探测光脉冲序列依次入射到所述烧孔晶体材料上，入射到所述烧孔晶体材料上的位置与所述两束时间重叠的线性调频光脉冲信号的入射位置相同，基于光子回波理论，会产生所述脉冲位置调制信号。

本发明的有益效果是：本发明公开了一种脉冲位置调制信号产生的方法，其特征在于，该方法包括：设定脉冲位置调制信号参数，并根据所述脉冲位置调制信号的进制数对待发送数据进行分帧；根据所述脉冲位置调制信号中子脉冲的脉冲宽度τ_cp，设计光谱光栅的带宽B，确定制备所述光谱光栅所需的两束时间重叠的光脉冲信号的参数，将所述两束时间重叠的光脉冲信号入射到烧孔晶体材料上，完成光谱光栅的制备；根据所述两束时间重叠的线性调频光脉冲信号的参数和所述脉冲位置调制信号的参数设定探测光脉冲序列的参数；将所述探测光脉冲序列同时入射到所述光谱光栅上，完成所述脉冲位置调制信号的产生。本发明解决了现有脉冲位置调制信号产生方法存在的码元速率低且难于产生多进制脉冲位置调制信号的问题。

附图说明

图1为本发明公开的脉冲位置调制信号产生方法流程图。

图2为本发明产生脉冲位置调制信号所需光脉冲的时频关系图。

图3为本发明产生脉冲位置调制信号的示意图。

图4为本发明实施例产生的脉冲位置调制信号的仿真结果。

图5为本发明产生脉冲位置调制信号的实验装置图。

具体实施方式

以下将参照图1-3对本发明的具体实施方式进行说明。

如图1所示，本发明实施例进行脉冲位置调制信号产生的方法包括下列步骤：

步骤1、设定脉冲位置调制信号参数，并根据所述脉冲位置调制信号的进制数对待发送数据进行分帧；

其中，步骤1中设定脉冲位置调制信号的类型和参数，并根据所述脉冲位置调制信号的类型对待发送数据进行分帧的具体方法包括；

a、设N位所述待发送数据为a_k＝{a₁,a₂,…a_N}，所述待发送数据的码元速率为R_b，设定所述脉冲位置调制信号的进制数为2ⁿ，n∈{1,2,3,4…}，一帧内有2ⁿ个时隙，帧周期为每个所述时隙的宽度为设定所述位置调制信号中子脉冲的脉冲宽度为

b、将N位所述待发送数据中每n位二进制数据设定为一个帧,所述帧的总数为若N不能被n整除，需要对所述发送数据信息补0，使m为正整数,第i帧中的所述n位数据为(a_(i-1)n+1,a_(i-1)n+2,…,a_in)，i∈{1,2,…m}，分帧后的所述待发送数据为a_k＝{a₁,a₂,…,a_n,…,a_(i-1)n+1,a_(i-1)n+2,…,a_in,…,a_(m-1)n+1,a_(m-1)n+2,…,a_mn},a_mn＝a_N。

需要说明的是:

脉冲位置调制信号是将一组二进制的n位数据组映射为2ⁿ个时隙组成的时间段上的某一个时隙处的单个脉冲信号，这种调制方式在本质上是一种相位调制。

步骤2、根据所述脉冲位置调制信号中子脉冲的脉冲宽度τ_cp，设计光谱光栅的带宽B，确定制备所述光谱光栅所需的两束时间重叠的光脉冲信号的参数，将所述两束时间重叠的光脉冲信号入射到烧孔晶体材料上，完成光谱光栅的制备；

其中，步骤2中设计所述光谱光栅和确定所述两束光脉冲参数的方法具体包括：

a、根据所述脉冲位置调制信号中子脉冲的脉冲宽度τ_cp，设计光谱光栅的带宽为 $B=\frac{1}{{\mathrm{\τ}}_{\mathrm{cp}}};$

b、设定所述两束时间重叠的线性调频光脉冲信号的持续时间均为τ_c，啁啾率分别为α₁和α₂，起始频率分别为f_s1和f_s2,要求所述两束时间重叠的线性调频光脉冲信号在相同频率处的时间差小于所述烧孔晶体材料的相干时间T₂，且在频域上重叠部分的带宽为B＝τ_c·α₂-(f_s1-f_s2)；

需要说明的是：所述光谱光栅的带宽B不能超过所述烧孔晶体材料非均匀展宽吸收谱的带宽B_inhom，即B≤B_inhom。

所述两束光脉冲信号的频域表达式分别为：

$E_1\left(f\right)=A_1{e}^{-i\frac{2\mathrm{\π}{(f_{s1}-f)}^2}{2{\mathrm{\α}}_1}}{e}^{i\frac{\mathrm{\π}}{4}\mathrm{sign}\left({\mathrm{\α}}_1\right)}$

$E_2\left(f\right)=A_2{e}^{-i\frac{2\mathrm{\π}{(f_{s2}-f)}^2}{2{\mathrm{\α}}_2}}{e}^{i\frac{\mathrm{\π}}{4}\mathrm{sign}\left({\mathrm{\α}}_2\right)}$

式中A₁、A₂分别为所述两束时间重叠的线性调频光脉冲信号的幅度；

c、将设定好的所述两束时间重叠的线性调频光脉冲信号同时入射到所述烧孔晶体材料的同一位置上，完成所述光谱光栅的制备，所述光谱光栅的带宽为B，即为所述两束时间重叠的光脉冲信号在所述频域上重叠部分的带宽，所述光谱光栅的寿命为所述烧孔晶体材料的粒子寿命T₁。

需要说明的是：

所述光谱光栅的频域表达式为：

$G\left(f\right)={E_1}^{*}\left(f\right)E_2\left(f\right)=A_1{A}_2{e}^{-i\frac{2\mathrm{\π}{(f_{s2}-f)}^2}{2{\mathrm{\α}}_2}+i\frac{2\mathrm{\π}{(f_{s1}-f)}^2}{2{\mathrm{\α}}_1}}\×e^{i\frac{\mathrm{\π}}{4}[\mathrm{sign}\left({\mathrm{\α}}_2\right)-\mathrm{sign}\left({\mathrm{\α}}_1\right)]}.$

步骤3、根据所述两束时间重叠的线性调频光脉冲信号的参数和所述脉冲位置调制信号的参数设定探测光脉冲序列的参数；将所述探测光脉冲序列依次入射到所述光谱光栅上，完成所述脉冲位置调制信号的产生。

其中，步骤3中确定所述探测光脉冲序列参数和完成所述脉冲位置调制信号产生的方法具体包括：

a、设定所述探测光脉冲序列中子脉冲的起始时刻间隔为啁啾率为α₃＝(α₁α₂)/(α₂-α₁)，持续时间为所述探测光脉冲序列中共包含m+1个子脉冲，所述探测光脉冲序列中第一个子脉冲为参考光脉冲，所述探测光脉冲序列中其余m个子脉冲为编码光脉冲，设定所述参考光脉冲的起始频率为f_s3，根据第i帧中所述子脉冲所在时隙的位置数L_i＝a_(i-1)n+1+2a_(i-1)n+2+……+2^n-1a_in，设定所述m个编码光脉冲的起始频率为 $f_{s3i}=f_{s3}+{\mathrm{\α}}_3(L_i{T}_s+\frac{T_s}{2}),i\∈\{\mathrm{1,2},...m\};$

需要说明的是：

所述探测脉冲序列的频域表达式为：

$E_{3i}\left(f\right)=A_3{e}^{-i\frac{2\mathrm{\π}{(f_{s3i}-f)}^2}{2{\mathrm{\α}}_3}}{e}^{i\frac{\mathrm{\π}}{4}\mathrm{sign}\left({\mathrm{\α}}_3\right)}(n=\mathrm{1,2}...,N)$

式中，A₃为所述探测脉冲序列的幅度。

b、将设定好的所述探测光脉冲序列依次入射到所述烧孔晶体材料上，入射到所述烧孔晶体材料上的位置与所述两束时间重叠的线性调频光脉冲信号的入射位置相同，基于光子回波理论，会产生所述脉冲位置调制信号。

这个步骤的结果是：

(1)确定所述探测光脉冲序列参数

(2)完成所述脉冲位置调制信号产生的方法

需要说明的是：所述探测光脉冲序列依次入射到所述光谱光栅上，光谱光栅使所述探测光脉冲的每个瞬时频率部分经过相应的延迟在离开光谱光栅后同时出现，这些延迟的部分形成所述脉冲位置调制信号的子脉冲；

产生的所述脉冲位置调制信号中第i帧中子脉冲的时域表达式为：

$\begin{array}{c}{E}_{\mathrm{cpi}}\left(t\right)={\∫}_{f_c-\frac{B}{2}}^{f_c+\frac{B}{2}}{E}_1^{*}\left(f\right)E_2\left(f\right)E_3\left(f\right)\exp \left(i2\mathrm{\πft}\right)\mathrm{df}\\ \∝e^{i2\mathrm{\π}{f}_c[t-(-\frac{f_{s3i}}{{\mathrm{\α}}_3}-\frac{f_{s2}}{{\mathrm{\α}}_2}+\frac{f_{s1}}{{\mathrm{\α}}_1})]}\·\sin c\left\{\mathrm{B\π}\right[t-(-\frac{f_{s3i}}{{\mathrm{\α}}_3}-\frac{f_{s2}}{{\mathrm{\α}}_2}+\frac{f_{s1}}{{\mathrm{\α}}_1})\left]\right\}\end{array};$

式中，f_c是光谱光栅的中心频率；

本发明中产生所述脉冲位置调制信号的码元速率为：

$R_b=\frac{n}{T_{\mathrm{PPM}}}=\frac{n}{2^n\·\mathrm{\τ}}=\frac{n}{2^{n+1}{\mathrm{\τ}}_{\mathrm{cp}}}=\frac{\mathrm{nB}}{2^{n+1}}\mathrm{bit}/s$

所述光谱光栅的带宽B不能超过所述烧孔晶体材料的非均匀展宽吸收谱的带宽B_inhom，即B≤B_inhom，则所述脉冲位置调制信号的码元速率R_b要受到所述烧孔晶体材料的B_inhom限制，所述光谱光栅的带宽B＝B_inhom时，R_b可以到达最大值；产生的所述脉冲位置调制信号的总时间宽度mT_PPM小于所述烧孔晶体材料的粒子寿命T₁，即mT_PPM<T₁；因此所述烧孔晶体材料的非均匀展宽吸收谱的带宽B_SHB越宽，可以产生的所述脉冲位置调制信号的码元速率R_b越大，所述烧孔晶体材料的粒子寿命T₁越长可以产生的所述脉冲位置调制信号的总时间宽度mT_PPM越大。

本发明的实验装置如图4所示，首先是利用两个脉冲发生器(PPG)产生所述制备光谱光栅所需的两束光脉冲和所述探测光脉冲序列。这些电频率的啁啾信号通过电光调制器(EOM)加载到激光源上；由于电光相位调制器输出的光功率仅为几毫瓦，需要用一个锥形半导体放大器进行光功率的放大；在烧孔材料前的声光调制器(AOM)的作用是对所述参考光脉冲产生频移，所述声光调制器是由电子控制装置和低带宽的电任意信号发生器(E-AWG)控制。激光源聚焦在烧孔晶体材料(SHBmaterial)上，当所述时间重叠的两束光脉冲通过烧孔材料时，会在所述烧孔晶体材料的吸收谱上形成所述光谱光栅，所述探测光脉冲序列与这个光谱光栅相互作用产生所述脉冲位置调制信号。

本发明以4进制脉冲位置调制信号为实施例对本发明方法进行详细说明；本发明实施例中选取的烧孔晶体材料为Tm³⁺:YAG晶体，Tm³⁺:YAG晶体的非均匀展宽吸收谱的带宽B_SHB＝40GHz，粒子寿命T₁＝10ms相干时间T₂＝150μs。

一、设定脉冲位置调制信号的类型和参数，并根据所述脉冲位置调制信号的类型对待发送数据进行分帧；

1.设定脉冲位置调制信号的参数

设N＝9位所述待发送数据为a_k＝{a₁＝1,a₂＝0,a₃＝1,a₄＝1,a₅＝0,a₆＝0,a₇＝0,a₈＝1,a₉＝1}，所述待发送数据的码元速率为R_b＝10Gbit/s，设定所述脉冲位置调制信号的进制数为2²，一帧内有2²个时隙，帧周期为每个所述时隙的宽度为 $T_s=\frac{T_{\mathrm{PPM}}}{2^2}=50\mathrm{ps},$ 设定所述子脉冲的脉冲宽度为 ${\mathrm{\&tau;}}_{\mathrm{cp}}=\frac{T_s}{2}=25\mathrm{ps};$

1.对待发送数据进行分帧

将N＝9位所述发送数据信息中每n位二进制数据设定为一个帧,所述帧的总数为由于N不能被n整除，需要对所述发送数据信息补0，使为正整数,这5帧中的所述2位数据分别为(a₁＝1,a₂＝0)、(a₃＝1,a₄＝1)(a₅＝0,a₆＝0)、(a₇＝0,a₈＝1)、(a₉＝1,a₁₀＝0)，分帧后的所述发送数据信息为a_k＝{a₁＝1,a₂＝0,a₃＝1,a₄＝1,a₅＝0,a₆＝0,a₇＝0,a₈＝1,a₉＝1,a₁₀＝0}。

二、根据所述脉冲位置调制信号中子脉冲的脉冲宽度τ_cp，设计光谱光栅的带宽B，确定制备所述光谱光栅所需的两束时间重叠的光脉冲信号的参数，将所述两束时间重叠的光脉冲信号入射到Tm³⁺:YAG晶体上，完成光谱光栅的制备；

1.设计光谱光栅

根据所述脉冲位置调制信号中子脉冲的脉冲宽度τ_cp，设计光谱光栅的带宽为 $B=\frac{1}{{\mathrm{\&tau;}}_{\mathrm{cp}}}=40\mathrm{GHz}.$

2.确定制备所述光谱光栅所需的两束光脉冲信号的参数

设定所述两束时间重叠的光脉冲信号的持续时间均为τ_c＝1ms，啁啾率分别为α₁＝4.04×10¹³Hz/s和α₂＝4×10¹³Hz/s起始频率分别为f_s1＝80MHz和f_s2＝63MHz,幅度分别为A₁和A₂，要求所述两束时间重叠的光脉冲信号在相同频率处的时间差小于所述烧孔晶体材料的相干时间T₂＝150μs，且在频域上重叠部分的带宽为B＝τ_c·α₂-(f_s1-f_s2)＝40GHz

3.完成光谱光栅的制备

将设定好的所述两束时间重叠的线性调频光脉冲信号同时入射到所述Tm³⁺:YAG晶体的同一位置上，完成所述光谱光栅的制备，所述光谱光栅的带宽为B＝40GHz，即为所述两束时间重叠的光脉冲信号在所述频域上重叠部分的带宽，所述光谱光栅的寿命为所述Tm³⁺:YAG晶体的粒子寿命T₁＝10ms。

三、根据所述两束时间重叠的线性调频光脉冲信号的参数和所述脉冲位置调制信号中子脉冲所在时隙的位置数设定探测光脉冲序列的参数；将所述探测光脉冲序列依次入射到光谱光栅上，完成所述脉冲位置调制信号的产生。

1，设定所述探测光脉冲序列的参数

设定所述探测光脉冲序列中子脉冲的起始时刻间隔为啁啾率为α₃＝(α₁α₂)/(α₂-α₁)＝10¹⁵Hz/s，持续时间为所述探测光脉冲序列中共包含m+1个子脉冲，所述探测光脉冲序列中第一个子脉冲为参考光脉冲，所述探测光脉冲序列中其余m个子脉冲为编码光脉冲，设定所述参考光脉冲的起始频率为f_s3＝40.080GHz，根据第i帧中所述子脉冲所在时隙的位置数L_i＝a_(i-1)n+1+2a_(i-1)n+2+......+2^n-1a_in，可以计算出每个所述子脉冲所在时隙的位置数为L₁＝1、L₂＝3、L₃＝0、L₄＝2、L₅＝1，由所述m个编码光脉冲的起始频率可以计算出所述5个编码光脉冲的起始频率分别为f_s31＝40.080075GHz、f_s32＝40.080175GHz、f_s33＝40.080025GHz、f_s34＝40.080125GHz、f_s35＝40.080075GHz。

2.所述脉冲位置调制信号的产生

将设定好的所述探测光脉冲序列依次入射到所述烧孔晶体材料上，入射到所述烧孔晶体材料上的位置与所述两束时间重叠的线性调频光脉冲信号的入射位置相同，基于光子回波理论，会产生所述脉冲位置调制信号。所得结果如图3所示,图中第一个脉冲为参考脉冲，这个脉冲所在时间记为0时刻；第二个脉冲在第一帧内的时隙1中，表示发送数据信息为“10”；第三个脉冲在第二帧内的时隙3中，表示发送数据信息为“11”；第四个脉冲在第三帧内的时隙0中，表示发送数据信息为“00”；第五个脉冲在第三帧内的时隙2中，表示发送数据信息为“01”；第六个脉冲在第四帧内的时隙1中，表示发送数据信息为“10”。

尽管参考附图详地公开了本发明，但应理解的是，这些描述仅仅是示例性的，并非用来限制本发明的应用。本发明的保护范围由附加权利要求限定，并可包括在不脱离本发明保护范围和精神的情况下针对发明所作的各种变型、改型及等效方案。

Claims (2)

1.一种脉冲位置调制信号产生的方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤1、设定脉冲位置调制信号参数，并根据所述脉冲位置调制信号的进制数对待发送数据进行分帧；

该步骤具体包括：

a、设N位所述待发送数据为a_k＝{a₁,a₂,…a_N}，所述待发送数据的码元速率为R_b，设定所述脉冲位置调制信号的进制数为2ⁿ，n∈{1,2,3,4…}，一帧内有2ⁿ个时隙，帧周期为每个所述时隙的宽度为设定所述位置调制信号中子脉冲的脉冲宽度为

b、将N位所述待发送数据中每n位二进制数据设定为一个帧,所述帧的总数为若N不能被n整除，对所述发送数据信息补0，使m为正整数,第i帧中的n位数据为a_(i-1)n+1,a_(i-1)n+2,…,a_in，i∈{1,2,…m}，分帧后的所述待发送数据为a_k＝{a₁,a₂,…,a_n,…,a_(i-1)n+1,a_(i-1)n+2,…,a_in,…,a_(m-1)n+1,a_(m-1)n+2,…,a_mn},a_mn＝a_N；

步骤2、根据所述脉冲位置调制信号中子脉冲的脉冲宽度τ_cp，设计光谱光栅的带宽B，确定制备所述光谱光栅所需的两束时间重叠的光脉冲信号的参数，将所述两束时间重叠的光脉冲信号入射到烧孔晶体材料上，完成光谱光栅的制备；

该步骤中，设计所述光谱光栅和确定所述两束光脉冲参数的方法具体包括：

a、根据所述脉冲位置调制信号中子脉冲的脉冲宽度τ_cp，设计光谱光栅的带宽为 $B=\frac{1}{{\mathrm{\&tau;}}_{\mathrm{cp}}};$

b、设定所述两束时间重叠的线性调频光脉冲信号的持续时间均为τ_c，啁啾率分别为α₁和α₂，起始频率分别为f_s1和f_s2,要求所述两束时间重叠的线性调频光脉冲信号在相同频率处的时间差小于所述烧孔晶体材料的相干时间T₂，且在频域上重叠部分的带宽为B＝τ_c·α₂-(f_s1-f_s2)；

所述两束光脉冲信号的频域表达式分别为：

$E_1\left(f\right)=A_1{e}^{-i\frac{2\mathrm{\&pi;}{(f_{s1}-f)}^2}{2{\mathrm{\&alpha;}}_1}}{e}^{i\frac{\mathrm{\&pi;}}{4}\mathrm{sign}\left({\mathrm{\&alpha;}}_1\right)}$

$E_2\left(f\right)=A_2{e}^{-i\frac{2\mathrm{\&pi;}{(f_{s2}-f)}^2}{2{\mathrm{\&alpha;}}_2}}{e}^{i\frac{\mathrm{\&pi;}}{4}\mathrm{sign}\left({\mathrm{\&alpha;}}_2\right)};$

式中A₁、A₂分别为所述两束时间重叠的线性调频光脉冲信号的幅度；

c、将设定好的所述两束时间重叠的线性调频光脉冲信号同时入射到所述烧孔晶体材料的同一位置上，完成所述光谱光栅的制备，所述光谱光栅的带宽为B，即为所述两束时间重叠的光脉冲信号在所述频域上重叠部分的带宽，所述光谱光栅的寿命为所述烧孔晶体材料的粒子寿命T₁；

步骤3、根据所述两束时间重叠的线性调频光脉冲信号的参数和所述脉冲位置调制信号的参数设定探测光脉冲序列的参数；将所述探测光脉冲序列依次入射到所述光谱光栅上，完成所述脉冲位置调制信号的产生。

2.根据权利要求1所述的脉冲位置调制信号产生的方法，其特征在于：步骤3中，确定所述探测光脉冲序列参数和完成所述脉冲位置调制信号产生的方法具体包括：

a、设定所述探测光脉冲序列中子脉冲的起始时刻间隔为啁啾率为α₃＝(α₁α₂)/(α₂-α₁)，持续时间为所述探测光脉冲序列中共包含m+1个子脉冲，所述探测光脉冲序列中第一个子脉冲为参考光脉冲，所述探测光脉冲序列中其余m个子脉冲为编码光脉冲，设定所述参考光脉冲的起始频率为f_s3，根据第i帧中所述子脉冲所在时隙的位置数L_i＝a_(i-1)n+1+2a_(i-1)n+2+......+2^n-1a_in，设定所述m个编码光脉冲的起始频率为 $f_{s3i}=f_{s3}+{\mathrm{\&alpha;}}_3(L_i{T}_s+\frac{T_s}{2}),i\&Element;\{\mathrm{1,2},...m\};$

b、将设定好的所述探测光脉冲序列依次入射到所述烧孔晶体材料上，入射到所述烧孔晶体材料上的位置与所述两束时间重叠的线性调频光脉冲信号的入射位置相同，基于光子回波理论，会产生所述脉冲位置调制信号。