CN108512605A - 一种矢量毫米波的产生方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种矢量毫米波的产生方法及装置，所述方法包括：将二进制信号映射成调制信号；对所述调制信号进行相位预编码；对经过所述相位预编码的信号进行低通滤波；对经过所述低通滤波的信号进行上变频到中频，得到矢量毫米波。

Description

一种矢量毫米波的产生方法及装置
技术领域
本发明涉及毫米波通讯领域，尤其涉及高频矢量毫米波的产生方法及装置。
背景技术
毫米波因其调制带宽高引起业内广泛的研究兴趣，但是高频毫米波的产生也存在一些限制因素，主要是电子器件的带宽受限。利用两个不锁频的激光器拍频产生的毫米波虽然不受电子器件带宽的影响，但是生成的毫米波是不稳定的。目前，利用外调和多倍频的方法产生矢量毫米波是一种稳定并且经济的方法。目前提出了一种基于IQ调制器的四倍频矢量毫米波产生方案，以及基于单臂马赫-曾德尔调制器的载波抑制的八倍频矢量毫米波产生方案。在这两种载波抑制方案中，接收信号的相位都会相应的倍增，因此需要做预编码。对于两倍频产生的矢量毫米波而言，需要预先对相位进行减半，但是上述方案采用的预编码技术都存在很强的时钟分量，会降低接收机的灵敏度。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种矢量毫米波的产生方法及装置。
本发明实施例提供的矢量毫米波的产生方法，包括：
将二进制信号映射成调制信号；
对所述调制信号进行相位预编码；
对经过所述相位预编码的信号进行低通滤波；
对经过所述低通滤波的信号进行上变频到中频，得到矢量毫米波。
本发明实施例中，所述对所述调制信号进行相位预编码，包括：
将所述调制信号逆时针旋转第一角度；
获取所述逆时针旋转第一角度的信号的相位，作为第一相位；
获取所述第一相位的一半，作为第二相位；
将所述第二相位或者所述第二相位与第二角度的和作为所述调制信号的相位。
本发明实施例中，所述将所述第二相位或者所述第二相位与第二角度的和作为所述调制信号的相位，包括：
从以下两个相位之中随机选择一个相位，作为所述调制信号的相位：所述第二相位、所述第二相位与第二角度的和。
本发明实施例中，所述将二进制信号映射成调制信号，包括：
将二进制信号映射成如下信号的至少之一：正交相移键控(QPSK)信号、16正交振幅调制(QAM)信号、32QAM信号、64QAM信号。
本发明实施例中，当所述调制信号为QPSK信号时，所述第一角度为90度，所述第二角度为180度。
本发明实施例中，所述对经过所述相位预编码的信号进行低通滤波，包括：
将经过所述相位预编码的信号输入至低通滤波器，以进行低通滤波。
本发明实施例提供的矢量毫米波的产生装置，包括：
映射单元，用于将二进制信号映射成调制信号；
预编码单元，用于对所述调制信号进行相位预编码；
滤波单元，用于对经过所述相位预编码的信号进行低通滤波；
变频单元，用于对经过所述低通滤波的信号进行上变频到中频，得到矢量毫米波。
本发明实施例中，所述预编码单元，具体用于：将所述调制信号逆时针旋转第一角度；获取所述逆时针旋转第一角度的信号的相位，作为第一相位；获取所述第一相位的一半，作为第二相位；将所述第二相位或者所述第二相位与第二角度的和作为所述调制信号的相位。
本发明实施例中，所述预编码单元，还用于：从以下两个相位之中随机选择一个相位，作为所述调制信号的相位：所述第二相位、所述第二相位与第二角度的和。
本发明实施例中，所述映射单元，具体用于：将二进制信号映射成如下信号的至少之一：QPSK信号、16QAM信号、32QAM信号、64QAM信号。
本发明实施例中，当所述调制信号为QPSK信号时，所述第一角度为90度，所述第二角度为180度。
本发明实施例中，所述滤波单元，具体用于：将经过所述相位预编码的信号输入至低通滤波器，以进行低通滤波。
本发明实施例的技术方案中，将二进制信号映射成调制信号；对所述调制信号进行相位预编码；对经过所述相位预编码的信号进行低通滤波；对经过所述低通滤波的信号进行上变频到中频，得到矢量毫米波。采用本发明实施例的技术方案，可以明显消除系统的时钟分量，提高了接收机的灵敏度。
附图说明
附图以示例而非限制的方式大体示出了本文中所讨论的各个实施例。
图1为本发明实施例的矢量毫米波的产生方法的流程示意图；
图2为本发明实施例的基于载波抑制产生倍频信号进而产生矢量毫米波的原理架构图；
图3为现有技术中的相位预编码结果示意图；
图4为本发明实施例中的相位预编码结果示意图；
图5为误码率和接收机光功率的关系曲线对比图；
图6为本发明实施例的矢量毫米波的产生装置的结构组成示意图。
具体实施方式
为了能够更加详尽地了解本发明实施例的特点与技术内容，下面结合附图对本发明实施例的实现进行详细阐述，所附附图仅供参考说明之用，并非用来限定本发明实施例。
为克服预编码技术中存在的时钟分量问题和缺陷，本发明实施例提供一种可以消除时钟分量的平衡预编码方案。
图1为本发明实施例的矢量毫米波的产生方法的流程示意图，如图1所示，所述矢量毫米波的产生方法包括以下步骤：
步骤101：将二进制信号映射成调制信号。
本发明实施例中，将二进制信号映射成如下信号的至少之一：正交相移键控(QPSK，Quadrature Phase Shift Keyin)信号、16正交振幅调制(QAM，QuadratureAmplitude Modulation)信号、32QAM信号、64QAM信号。
具体地，在矢量毫米波的产生端，对二进制信号进行高阶映射，可以映射成QPSK、16QAM、32QAM、64QAM等调制格式的信号。本发明实施例的以下方案以QPSK信号为例进行解释说明。
步骤102：对所述调制信号进行相位预编码。
这里，现有预编码技术会使调制信号存在时钟信号，本发明实施例采用平衡预编码技术，消除时钟分量。具体地，相位预编码包括以下步骤：
将所述调制信号逆时针旋转第一角度；
获取所述逆时针旋转第一角度的信号的相位，作为第一相位；
获取所述第一相位的一半，作为第二相位；
将所述第二相位或者所述第二相位与第二角度的和作为所述调制信号的相位。
至此，相位预编码过程完成。
上述方案中，所述将所述第二相位或者所述第二相位与第二角度的和作为所述调制信号的相位，包括：
从以下两个相位之中随机选择一个相位，作为所述调制信号的相位：所述第二相位、所述第二相位与第二角度的和。
上述方案中，当所述调制信号为QPSK信号时，所述第一角度为90度，所述第二角度为180度。
步骤103：对经过所述相位预编码的信号进行低通滤波。
具体地，将经过所述相位预编码的信号输入至低通滤波器，以进行低通滤波。
步骤104：对经过所述低通滤波的信号进行上变频到中频，得到矢量毫米波。
本发明实施例的技术方案，可以明显消除系统的时钟分量，提高了接收机的灵敏度。
下面结合具体应用场景对本发明实施例的技术方案作进一步详细描述。
图2为本发明实施例的基于载波抑制(OCS，Optical Carrier Suppression)产生倍频信号进而产生矢量毫米波的原理架构图。其中，调制器偏置在最小点，载波抑制产生的两倍频信号在接收端可以表示为如下公式：
其中，iRF是探测器输出的光电流，R是探测器的光电转换率，J1是第一类第一阶贝塞尔函数，fs是中频频率，是原始QPSK信号的相位，对于恒模信号而言，κ是一个常数。从公式中可以看出，OCS产生的毫米波在接收端相位会加倍，所以需要在发射端对原始的QPSK信号进行相位预编码。相位预编码流程部分的处理步骤如下：
第一步：对映射的QPSK信号逆时针旋转90°；
第二步：对逆时针旋转90°的信号求相位
第三步：对所得相位取半，
第四步：信号相位在第α或者α+180°中随机选择；
至此，相位预编码过程完成。
现有技术中的相位预编码结果如图3所示，本发明实施例中的相位预编码结果如图4所示。
本发明实施例通过实验对两种方案(现有方案和本发明实施例的方案)进行了对比。中频信号为8GHz、承载了8GBaud信号，所得误码率和接收机光功率的关系曲线图如图5所示。折线1代表现有方案，折线2代表本发明实施例的方案，从图中可以看出，在误码率为3.8×10-3时，采用本发明实施例的预编码方案接收机光功率可以有效提升2.5dB。
综上所述，本发明实施例以实验数据说明了在载波抑制产生矢量毫米波中利用均衡预编码方案可以消除时钟分量，系统性能因此得到很大的提升。
本领域的普通技术人员可以理解，上述实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，包括采用不同形式的调制格式，如16QAM、32QAM等，而不偏离本发明的精神和范围。
图6为本发明实施例的矢量毫米波的产生装置的结构组成示意图，如图6所示，所述装置包括：
映射单元61，用于将二进制信号映射成调制信号；
预编码单元62，用于对所述调制信号进行相位预编码；
滤波单元63，用于对经过所述相位预编码的信号进行低通滤波；
变频单元64，用于对经过所述低通滤波的信号进行上变频到中频，得到矢量毫米波。
本发明实施例中，所述预编码单元62，具体用于：将所述调制信号逆时针旋转第一角度；获取所述逆时针旋转第一角度的信号的相位，作为第一相位；获取所述第一相位的一半，作为第二相位；将所述第二相位或者所述第二相位与第二角度的和作为所述调制信号的相位。
本发明实施例中，所述预编码单元62，还用于：从以下两个相位之中随机选择一个相位，作为所述调制信号的相位：所述第二相位、所述第二相位与第二角度的和。
本发明实施例中，所述映射单元61，具体用于：将二进制信号映射成如下信号的至少之一：QPSK信号、16QAM信号、32QAM信号、64QAM信号。
上述方案中，当所述调制信号为QPSK信号时，所述第一角度为90度，所述第二角度为180度。
本发明实施例中，所述滤波单元63，具体用于：将经过所述相位预编码的信号输入至低通滤波器，以进行低通滤波。
本领域技术人员应当理解，图6所示的矢量毫米波的产生装置中的各单元的实现功能可参照前述矢量毫米波的产生方法的相关描述而理解。
本发明实施例的技术方案，对不具备手势识别部件的设备(例如未配备摄像头的设备)，无须使用者面对该设备，也能够通过手势对该设备进行控制(例如选择功能、配置参数等)，且该设备本身增加成本较低。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用硬件实施例、软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (12)

1.一种矢量毫米波的产生方法，其特征在于，所述方法包括：
将二进制信号映射成调制信号；
对所述调制信号进行相位预编码；
对经过所述相位预编码的信号进行低通滤波；
对经过所述低通滤波的信号进行上变频到中频，得到矢量毫米波。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述调制信号进行相位预编码，包括：
将所述调制信号逆时针旋转第一角度；
获取所述逆时针旋转第一角度的信号的相位，作为第一相位；
获取所述第一相位的一半，作为第二相位；
将所述第二相位或者所述第二相位与第二角度的和作为所述调制信号的相位。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述将所述第二相位或者所述第二相位与第二角度的和作为所述调制信号的相位，包括：
从以下两个相位之中随机选择一个相位，作为所述调制信号的相位：所述第二相位、所述第二相位与第二角度的和。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将二进制信号映射成调制信号，包括：
将二进制信号映射成如下信号的至少之一：正交相移键控QPSK信号、16正交振幅调制QAM信号、32QAM信号、64QAM信号。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，当所述调制信号为QPSK信号时，所述第一角度为90度，所述第二角度为180度。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对经过所述相位预编码的信号进行低通滤波，包括：
将经过所述相位预编码的信号输入至低通滤波器，以进行低通滤波。
7.一种矢量毫米波的产生装置，其特征在于，所述装置包括：
映射单元，用于将二进制信号映射成调制信号；
预编码单元，用于对所述调制信号进行相位预编码；
滤波单元，用于对经过所述相位预编码的信号进行低通滤波；
变频单元，用于对经过所述低通滤波的信号进行上变频到中频，得到矢量毫米波。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述预编码单元，具体用于：将所述调制信号逆时针旋转第一角度；获取所述逆时针旋转第一角度的信号的相位，作为第一相位；获取所述第一相位的一半，作为第二相位；将所述第二相位或者所述第二相位与第二角度的和作为所述调制信号的相位。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述预编码单元，还用于：从以下两个相位之中随机选择一个相位，作为所述调制信号的相位：所述第二相位、所述第二相位与第二角度的和。
10.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述映射单元，具体用于：将二进制信号映射成如下信号的至少之一：QPSK信号、16QAM信号、32QAM信号、64QAM信号。
11.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，当所述调制信号为QPSK信号时，所述第一角度为90度，所述第二角度为180度。
12.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述滤波单元，具体用于：将经过所述相位预编码的信号输入至低通滤波器，以进行低通滤波。
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