CN112564813B - 基于预编码的相位调制器的太赫兹波信号生成方法及装置 - Google Patents

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CN112564813B CN202011293183.2A CN202011293183A CN112564813B CN 112564813 B CN112564813 B CN 112564813B CN 202011293183 A CN202011293183 A CN 202011293183A CN 112564813 B CN112564813 B CN 112564813B
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Abstract

本发明实施例提供了基于预编码的相位调制器的太赫兹波信号生成方法及装置，使用一个激光器，一个激光器产生了一个光信号波动，从一个光信号进入级联的相位调制器产生的光频梳中，选择两条光梳线，即使有波动，也不会影响光梳线，更不会影响得到的太赫兹波光信号，也避免了接收端为得到400GHz的太赫兹波光信号进行频率频移问题。这样相较于两个激光器，避免了传统的光外差拍频时的频率偏移问题，减少了器件成本，进一步的减少接收端处理接收信号的复杂度。

Description

基于预编码的相位调制器的太赫兹波信号生成方法及装置
技术领域
本发明涉及光通信技术领域，特别是涉及的基于预编码的相位调制器的太赫兹波信号生成方法及装置。
背景技术
随着超高速无线通信业务的高速发展，比如已经到来的第五代移动通信技术(5thGeneration mobile network简称5G)和未来的第六代移动通信标准(6th Generationmobile network，简称6G)，无线传输数据，实时无线数据交换。为了获得一个比较合理的信噪比(SIGNAL NOISE RATIO，简称SNR)，事实上，与微波和光学信号相比，THz波作为信息载体具有一定的优势。射频(Radio Frequency，简称RF)带宽在微波和低频毫米波带，并自然进入太赫兹(Tera Hertz，简称THz)。其中，微波的频率为300MHz至300GHz，低频毫米波带的频率为30～300Ghz，THz的频率范围为300GHz-10THz。
目前，采用空间多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output，简称MIMO)技术或者频率复用技术，生成THz波。而，无论是使用空间MIMO技术还是使用频率复用技术，都会使用到激光器，激光器本身频率会发生波动，相关技术中两个激光器分别产生两个光信号的波动差异较大，使得光外差拍频时的存在频率偏移问题。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供基于预编码的相位调制器的太赫兹波信号生成方法及装置，用以避免光外差拍频时的频率偏移。具体技术方案如下：
第一方面，本发明实施例提供了一种基于预编码的相位调制器的太赫兹波信号生成方法，包括：
光学频率梳产生电路根据一个激光器产生的单频光束以及一个射频源产生的射频信号，驱动相位调制器，生成目标光学频率梳；
波长选择开关从所述目标光学频率梳获得两条光梳线，所述两条光梳线中一条光梳线作为本振，所述两条光梳线中的另一条光梳线作为载波；
一个预编码的相位调制器获取可加载预编码16QAM矢量信号，加载在所述载波上，得到加载信号的载波；
耦合器将所述加载信号的载波，与所述本振进行耦合，得到耦合信号；
单行载流子光电探测器对所述耦合信号进行拍频，生成太赫兹波信号。
进一步的，所述光学频率梳产生电路包括：一个单频光束以及一个射频源，以及两个级联的相位调制器；其中，
所述光学频率梳产生电路根据一个激光器产生的单频光束以及一个射频源产生的射频信号，驱动两个级联的相位调制器，生成目标光学频率梳，其中，所述目标光学频率梳之间的频率间隔是25GHz；
波长选择开关从所述目标光学频率梳获得两条光梳线，其中，所述两条光梳线之间的间隔为400GHz，所述两条光梳线中一条光梳线作为本振，所述两条光梳线中的另一条光梳线作为载波；
一个预编码的相位调制器获取可加载预编码16QAM矢量信号，加载在所述载波上，得到加载信号的载波；
耦合器将所述加载信号的载波，与所述本振进行耦合，得到耦合信号；
单行载流子光电探测器对所述耦合信号进行拍频，生成太赫兹波信号，其中，所述太赫兹波信号的频率为400GHz。
进一步的，所述光学频率梳产生电路根据一个激光器产生的激光以及一个射频源产生的射频信号，驱动两个级联的相位调制器，生成目标光学频率梳，包括：
一个射频源产生的射频信号；
一个激光器产生的单频光束；
两个电放大器分别对所述射频信号进行放大，得到第一放大射频信号及第二放大射频信号；
两个级联的相位调制器中的第一相位调制器对所述第一放大射频信号及所述单频光束进行相位调制，得到第一光学频率梳；
两个级联的相位调制器中的第二相位调制器采用所述第二放大射频信号，对所述第一光学频率梳进行扩展，得到第二光学频率梳，作为所述目标光学频率梳。
进一步的，所述光学频率梳产生电路包括：一个单频光束以及一个射频源，以及一个的相位调制器；其中，
光学频率梳产生电路根据一个激光器产生的单频光束以及一个射频源产生的射频信号，驱动一个相位调制器，生成光学频率梳，其中，所述光学频率梳之间的频率间隔为25GHz，射频源的射频信号的频率为30GHz；
波长选择开关从所述光学频率梳获得两条光梳线，其中，所述两条光梳线之间的间隔为360GHz，所述两条光梳线中一条光梳线作为本振，所述两条光梳线中的另一条光梳线作为载波；
一个预编码的相位调制器获取可加载预编码16QAM矢量信号，加载在所述载波上，得到加载信号的载波；
耦合器将所述加载信号的载波，与所述本振进行耦合，得到耦合信号；
单行载流子光电探测器对所述耦合信号进行拍频，生成太赫兹波信号，其中，所述太赫兹波信号的频率为360GHz。
进一步的，所述光学频率梳产生电路根据一个激光器产生的激光以及一个射频源产生的射频信号，驱动一个相位调制器，生成光学频率梳，包括：
一个射频源产生的射频信号；
一个激光器产生的单频光束；
一个电放大器对所述射频信号进行放大，得到放大射频信号；
一个相位调制器对所述放大射频信号及所述单频光束进行相位调制，得到光学频率梳。
进一步的，所述方法还包括：通过预编码模块采用如下步骤，得到可加载预编码16QAM矢量信号：
获取伪随机二进制序列及射频载波；
对所述伪随机二进制序列进行16QAM调制，得到I路信号和Q路信号；
分别对I路信号和Q路信号进行幅度预编码、相位预编码及正交调制，得到预编码16QAM矢量信号，其中，所述矢量信号包括：正交的I路和Q路信号；
将所述正交的I路和Q路信号分别低通过滤后，加载在所述射频载波上，得到加载后I路和加载后Q路信号；
将所述加载后I路和加载后Q路信号合并，得到可加载预编码16QAM矢量信号。
进一步的，在所述单行载流子光电探测器对所述耦合信号进行拍频，生成太赫兹波信号之后，所述方法还包括：
示波器显示所述太赫兹波信号。
第二方面，本发明实施例提供了一种基于预编码的相位调制器的太赫兹波信号生成装置，包括：
光学频率梳产生电路，用于根据一个激光器产生的单频光束以及一个射频源产生的射频信号，驱动相位调制器，生成目标光学频率梳；
波长选择开关，用于从所述目标光学频率梳获得两条光梳线，所述两条光梳线中一条光梳线作为本振，所述两条光梳线中的另一条光梳线作为载波；
一个预编码的相位调制器，用于获取可加载预编码16QAM矢量信号，加载在所述载波上，得到加载信号的载波；
耦合器，用于将所述加载信号的载波，与所述本振进行耦合，得到耦合信号；
单行载流子光电探测器，用于对所述耦合信号进行拍频，生成太赫兹波信号。
进一步的，所述光学频率梳产生电路包括：一个单频光束以及一个射频源，以及两个级联的相位调制器；其中，
所述光学频率梳产生电路，用于根据一个激光器产生的单频光束以及一个射频源产生的射频信号，驱动两个级联的相位调制器，生成目标光学频率梳，其中，所述目标光学频率梳之间的频率间隔是25GHz；
波长选择开关，用于从所述目标光学频率梳获得两条光梳线，其中，所述两条光梳线之间的间隔为400GHz，所述两条光梳线中一条光梳线作为本振，所述两条光梳线中的另一条光梳线作为载波；
一个预编码的相位调制器，用于获取可加载预编码16QAM矢量信号，加载在所述载波上，得到加载信号的载波；
耦合器，用于将所述加载信号的载波，与所述本振进行耦合，得到耦合信号；
单行载流子光电探测器，用于对所述耦合信号进行拍频，生成太赫兹波信号，其中，所述太赫兹波信号的频率为400GHz。
进一步的，所述光学频率梳产生电路包括：一个单频光束以及一个射频源，以及一个的相位调制器；其中，
光学频率梳产生电路，用于根据一个激光器产生的单频光束以及一个射频源产生的射频信号，驱动一个相位调制器，生成光学频率梳，其中，所述光学频率梳之间的频率间隔为25GHz，射频源的射频信号的频率为30GHz；
波长选择开关，用于从所述光学频率梳获得两条光梳线，其中，所述两条光梳线之间的间隔为360GHz，所述两条光梳线中一条光梳线作为本振，所述两条光梳线中的另一条光梳线作为载波；
一个预编码的相位调制器，用于获取可加载预编码16QAM矢量信号，加载在所述载波上，得到加载信号的载波；
耦合器，用于将所述加载信号的载波，与所述本振进行耦合，得到耦合信号；
单行载流子光电探测器，用于对所述耦合信号进行拍频，生成太赫兹波信号，其中，所述太赫兹波信号的频率为360GHz。
本发明实施例有益效果：
本发明实施例提供的基于预编码的相位调制器的太赫兹波信号生成方法及装置，使用一个激光器，一个激光器产生了一个光信号波动，从一个光信号进入级联的相位调制器产生的光频梳中，选择两条光梳线，由于光梳线之间的间隔为400GHz，相当于两条光梳线做差抵消了光信号的波动，这样即使有波动，也不会影响光梳线，更不会影响得到的太赫兹波光信号，也避免了接收端为得到400GHz的太赫兹波光信号进行频率频移问题。这样相较于两个激光器，避免了传统的光外差拍频时的频率偏移问题，减少了器件成本，进一步的减少接收端处理接收信号的复杂度。
并且，只采用一个预编码的相位调制器，由于预编码的相位调制器自身限制，无法直接加载16QAM矢量信号，因此，通过预编码模块，对16QAM矢量信号进行预编码及预加载在射频载波上，得到可加载预编码16QAM矢量信号。相较于使用IQ相位调制器多个器件，减少了硬件电路的复杂度，这样经过预编码的相位调制器进行信号的调制，有效地降低了系统的复杂性，降低了成本。并且，相较于IQ调制器成本更高而言，本发明实施例的成本更低。
当然，实施本发明的任一产品或方法并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的基于预编码的相位调制器的太赫兹波信号生成方法的第一流程示意图；
图2为本发明实施例提供的基于预编码的相位调制器的太赫兹波信号生成方法的第二流程示意图；
图3为本发明实施例提供的基于预编码的相位调制器的太赫兹波信号生成装置的第一结构示意图；
图4(a)为本发明实施例的经过PM1的光学频谱示意图；
图4(b)为本发明实施例的经过PM2的光学频谱示意图；
图4(c)为本发明实施例的进入UTC-PD之前的光学频谱示意图；
图5(a)为本发明实施例在仿真系统中经过PM1的仿真结果的光学频谱图；
图5(b)为本发明实施例在仿真系统中经过PM2的仿真结果的光学频谱图；
图5(c)为本发明实施例在仿真系统中进入UTC-PD之前的仿真结果的光学频谱图；
图6为本发明实施例的基于相位预编码的可加载预编码16QAM矢量信号的生成流程示意图；
图7(a)为本发明实施例预编码前的星座图；
图7(b)为本发明实施例仅经过幅度预编码的星座图；
图7(c)为本发明实施例经过幅度预编码和相位预编码后的的星座图；
图8为本发明实施例进入UTC-PD的光功率和误码率的关系的示意图；
图9为本发明实施例提供的基于预编码的相位调制器的太赫兹波信号生成方法的第三流程示意图；
图10为本发明实施例提供的基于预编码的相位调制器的太赫兹波信号生成装置的第二结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为了方便理解，下面首先从整体对本发明实施例提供的基于预编码的相位调制器的太赫兹波信号生成方法及装置进行介绍。
为了获得一个比较合理的信噪比(SIGNAL NOISE RATIO，简称SNR)，射频(RadioFrequency，简称RF)带宽在微波和低频毫米波带，并自然进入太赫兹(Tera Hertz，简称THz)。其中，微波的频率为300MHz至300GHz，低频毫米波带的频率为30～300Ghz，THz的频率范围为300GHz-10THz。
事实上，与微波和光学信号相比，THz波作为信息载体具有一定的优势。与光学链路相比，它具有更小的大气扰动衰减，比微波带的可用带宽大得多。因此，太赫兹技术吸引了越来越多的人研究开发高速无线光通信系统，以适应带宽要求高的无线服务。
并且，近来，光子辅助毫米波和太赫兹技术已经很大程度地提升了无线通信的信道容量，甚至超过了100Gb/s。这主要是由于采用了高效的频谱调制，先进的复用技术和充分利用高载波频宽下可用的超宽带。在不同的无线载波频率上，无线比特率超过100Gb/s的系统已经被验证。在W波段和D波段，基于无线空间MIMO技术或者频分复用技术，无线传输速率已经超400Gb/s，单频/单空间信道。所提议的解决方案不能适应最近规定的低于200GHz的可用带宽。sub-THz乐队(200-300GHz)，超过100Gbit/s的传播与单一的天线已经通过多个信道的频率复用。在THz频段(>300GHz)，在0.3-0.5THz体制下进行的一系列高速无线演示，多通道QPSK正交相移键控/16QAM信号，网络数据高达260Gbit/s。然而，无论是使用空间MIMO技术还是使用频率复用技术，生成THz波，其系统实现结构复杂，体积大，功耗也大，因此，使得如何在降低系统复杂度的情况下生成THz波成为亟待解决的问题。
而，本发明实施例提供的一种基于预编码的相位调制器的太赫兹波信号生成方法及装置，使用一个激光器，一个激光器产生了一个光信号波动，从一个光信号进入级联的相位调制器产生的光频梳中，选择两条光梳线，由于光梳线之间的间隔为400GHz，相当于两条光梳线做差抵消了光信号的波动，这样即使有波动，也不会影响光梳线，更不会影响得到的太赫兹波光信号，也避免了接收端为得到400GHz的太赫兹波光信号进行频率频移问题。这样相较于两个激光器，避免了传统的光外差拍频时的频率偏移问题，减少了器件成本，进一步的减少接收端处理接收信号的复杂度。
并且，只采用一个预编码的相位调制器，由于预编码的相位调制器自身限制，无法直接加载16QAM矢量信号，因此，通过预编码模块，对16QAM矢量信号进行预编码及预加载在射频载波上，得到可加载预编码16QAM矢量信号。相较于使用IQ相位调制器多个器件，减少了硬件电路的复杂度，这样经过预编码的相位调制器进行信号的调制，有效地降低了系统的复杂性，降低了成本。并且，相较于IQ调制器成本更高而言，本发明实施例的成本更低。
下面继续对本发明实施例提供的基于预编码的相位调制器的太赫兹波信号生成方法进行介绍。
在太赫兹波光信号传播过程中，需要在发送端对需要加载的信息编码，然后使用光频梳作为载波，将需要加载的信息加载在载波上，再然后拍频，生成携带有上述需要加载的信息的太赫兹波信号，发射给接收端。接收端再对此携带有上述需要加载的信息的太赫兹波信号进行解调制译码得到加载的信息。这样得到传输的信息。
本发明实施例所提供的一种基于预编码的相位调制器的太赫兹波信号生成方法，应用于未来的6G通信领域，具体应用的设备可以为电子设备，具体的，该电子设备可以为：智能移动终端、服务器、仿真设备等。在此不作限定，任何可以实现本发明实施例的电子设备，均属于本发明的保护范围。
如图1所示，本发明实施例所提供的基于预编码的相位调制器的太赫兹波信号生成方法，该方法可以包括如下步骤：
步骤11，光学频率梳产生电路根据一个激光器产生的单频光束以及一个射频源产生的射频信号，驱动相位调制器，生成目标光学频率梳。
此处所驱动相位调制器可以是一个相位调制器，也可以是两个相位调制器，只要能够按照用户需要生成所需的目标光学频率梳均可。
步骤12，波长选择开关从所述目标光学频率梳获得两条光梳线，所述两条光梳线中一条光梳线作为本振，所述两条光梳线中的另一条光梳线作为载波；
步骤13，一个预编码的相位调制器获取可加载预编码16QAM矢量信号，加载在所述载波上，得到加载信号的载波；
步骤14，耦合器将所述加载信号的载波，与所述本振进行耦合，得到耦合信号；
步骤15，单行载流子光电探测器对所述耦合信号进行拍频，生成太赫兹波信号。
上述光学频率梳产生电路生成目标光学频率梳的过程，可以采用多种不同的实现方式生成目标光学频率梳。其中，光学频率梳产生电路根据一个激光器产生的单频光束以及一个射频源产生的射频信号，采用直流驱动电压可以驱动两个级联的相位调制器，这样可以使用级联的相位调制器中的第二个相位调制器对级联的相位调制器中的第一个相位调制器进行频谱的扩展，从而使得经过级联的相位调制器中的第二个相位调制器后，频谱得到进一步的扩展，获得所需的光学频率梳。当然，此处的光学频率梳产生电路根据一个激光器产生的单频光束以及一个射频源产生的射频信号，采用直流驱动电压也可以驱动一个相位调制器。以下先以“采用直流驱动电压可以驱动级联的相位调制器”进行说明，为了布局清楚，关于“采用直流驱动电压可以驱动一个相位调制器”在后文中予以介绍。
在一种可能的实现方式中，如图2和图3所示，步骤21，光学频率梳产生电路根据一个激光器产生的单频光束以及一个射频源产生的射频信号，驱动两个级联的相位调制器，生成目标光学频率梳，其中，所述目标光学频率梳之间的频率间隔是25GHz。这样光学频率梳产生电路根据一个激光器产生的单频光束以及一个射频源产生的射频信号，采用直流偏置电压，驱动两个级联的相位调制器得到25GHz的射频信号。
其中，上述激光器可以采用外腔激光器，而光学频率梳产生电路包括：外腔激光器(External Cavity Laser，简称ECL1)、两个级联的相位调制器以及射频源(Radiofrequency source，fs)，其中，两个级联的相位调制器包括：第一相位调制器(Phasemodulator 1，简称PM1)和第二相位调制器(Phase modulator 2，简称PM2)。由于现有器件制作工艺和性能的限制，通过PM1获得频率范围较窄，为获得0.4THz的太赫兹波信号，需要进一对频谱进行扩展。经过PM2后，频谱得到进一步的扩展，获得所需的光学频率梳。为了布局清楚，关于两个级联的相位调制器在后文中予以介绍。
这样通过在VPI(VPI Photonics的缩写，其为一种仿真软件)仿真系统中，调节PM1、PM2的幅度等参数，来调节光学频率梳进行优化，经过PM1和PM2的光谱如图4(a)、图4(b)、图4(c)、图5(a)及图5(b)，而在仿真系统中进入UTC-PD之前的仿真结果的光学频谱如图5(c)所示。其中，图4(c)n1，n2为选取的两条频率梳线，fs为进入PM1，PM2的射频源的频率，其值决定光学频率梳相邻两条频率梳线的间隔，fc为中心频率。
在上述步骤21生成光学频率梳之后，将生成的光学频率梳发送给波长选择开关，执行如下步骤22。
步骤22，波长选择开关从所述目标光学频率梳获得两条光梳线，其中，所述两条光梳线之间的间隔为400GHz，所述两条光梳线中一条光梳线作为本振，所述两条光梳线中的另一条光梳线作为载波。
其中，波长选择开关(Wavelength selective switch，简称WSS)选择两条光梳线，一条光梳线进入PM2，加载信号；另外一条光梳线不加载信号，作为本振；后续两条光梳线合在一起，送入UTC-PD拍频，生成太赫兹波信号。
在上述步骤22获得两条光梳线之后，将两条光梳线中载波发送至预编码的相位调制器，将两条光梳线中本振发送至耦合器(optical coupler，缩写OC)，继续执行如下步骤23。
步骤23，一个预编码的相位调制器获取可加载预编码16QAM矢量信号，加载在所述载波上，得到加载信号的载波。其中，可加载预编码的16QAM矢量信号为需要加载的信息，此信息用于实际传输过程中完成实际的传输信息，比如通信数据。这样能够通过载波将此信息传输至接收端。
其中，预编码的相位调制器(Phase modulator 3，简称PM3)中的预编码可以在软件模块即预编码模块中实现，在进入PM3之前，信号处理已经完成，光调制器的作用是把信号加载在光载波上。具体地，预编码模块可以是在matlab仿真软件中完成，为了布局清楚，关于预编码的过程在后文中予以介绍。
使用经过预编码的相位调制器PM3进行信号的调制，有效地降低了系统的复杂性，降低了成本。
在上述步骤23得到加载信号的载波之后，将加载信号的载波发送至耦合器，继续执行如下步骤24。
步骤24，耦合器将所述加载信号的载波，与所述本振进行耦合，得到耦合信号。
在上述步骤24得到耦合信号之后，该耦合信号包括：本振及加载信号的载波，将耦合信号通过标准单模光纤(Standard single mode fiber，简称SSMF)发送给单行载流子光电探测器UTC-PD(Uni-Traveling-Carrier Photodiode，简称UTC-PD)；
步骤25，单行载流子光电探测器对所述耦合信号进行拍频，生成太赫兹波信号，其中，所述太赫兹波信号的频率为400GHz。
在上述步骤25之后，将所述太赫兹波信号发送给示波器。
在本发明实施例中，在上述步骤25之后，所述方法还包括：示波器显示所述太赫兹波信号。其中，上述示波器为实时示波器(oscilloscope，简称OSC)。这样后续在接收端比如示波器中对信号进行处理。
对于激光器来讲，激光器本身频率会发生波动，对于相关技术中两个激光器来讲，两个激光器是独立的激光器，这两个激光器发生波动也是相互独立，因此两个激光器分别产生两个光信号的波动差异可能为一个光信号波动的2倍，或者更多，从每个光信号中选择一个条光梳线，选择两条光梳线。然后基于这两条光梳线，得到最终太赫兹波光信号。如果以400GHz为目标的太赫兹波光信号，由于两个激光器分别产生两个光信号的波动差异较大，会使得选择两条光梳线的频率波动在400GHz附近，得到的最终太赫兹波光信号明显偏离原本的目标，接收端还需要为得到400GHz的太赫兹波光信号进行相关处理。
而本发明实施例中，使用一个激光器，一个激光器产生了一个光信号波动，从一个光信号进入级联的相位调制器产生的光频梳中，选择两条光梳线，由于光梳线之间的间隔为400GHz，相当于两条光梳线做差抵消了光信号的波动，这样即使有波动，也不会影响光梳线，更不会影响得到的太赫兹波光信号，也避免了接收端为得到400GHz的太赫兹波光信号进行频率频移问题。这样相较于两个激光器，避免了传统的光外差拍频时的频率偏移问题，减少了器件成本，进一步的减少接收端处理接收信号的复杂度。
并且，相关技术中，使用IQ相位调制器，可以直接加载16QAM矢量信号，发给UTC-PD(Uni-Traveling-Carrier Photodiode，简称UTC-PD，单行载流子光电探测器)，由UTC-PD进行处理。而，IQ相位调制器包括：两个相位调制器及一个移相器，其中并联的两个相位调制器，与一个移相器连接。
而本发明实施例中，只采用一个预编码的相位调制器，由于预编码的相位调制器自身限制，无法直接加载16QAM矢量信号，因此，通过预编码模块，对16QAM矢量信号进行预编码及预加载在射频载波上，得到可加载预编码16QAM矢量信号。相较于使用IQ相位调制器多个器件，减少了硬件电路的复杂度，这样经过预编码的相位调制器进行信号的调制，有效地降低了系统的复杂性，降低了成本。并且，相较于IQ调制器成本更高而言，本发明实施例的成本更低。
在上述实施例的基础上，参见图6，由于16QAM矢量信号直接使用相位调制器进可以调制，但是不预编码的话，信号会变形，无法正确解调出来，需要对16QAM信号进行幅度预编码和相位预编码及预加载在射频载波上，得到可加载预编码16QAM矢量信号。然后使用可加载预编码16QAM矢量信号对PM3进行调制。这里生成的16QAM正交幅度调制信号经过低通滤波后，通过余弦函数和正弦函数同时作用，直接向上转换成RF(radio frequencysignal，射频信号)信号射频信号。
为了得到上述可加载预编码16QAM矢量信号，本发明实施例提供的一种基于预编码的相位调制器的太赫兹波信号生成方法，通过预编码模块采用如下步骤，得到可加载预编码16QAM矢量信号：
第一步，获取伪随机二进制序列及射频载波。
其中，此处的射频载波区别于上述频率梳产生的载波，此处的射频载波为正弦信号或余弦信号，是由matlab仿真软件产生。
第二步，对所述伪随机二进制序列进行16QAM调制，得到I路信号和Q路信号；
第三步，分别对I路信号和Q路信号进行幅度预编码、相位预编码及正交调制，得到预编码16QAM矢量信号，其中，所述矢量信号包括：正交的I路和Q路信号；
第四步，将所述正交的I路和Q路信号分别低通过滤后，加载在所述射频载波上，得到加载后I路和加载后Q路信号；
其中，此处的射频信号的频率可以但不限于为5GHz，进入PM1，PM2的射频信号的频率为25GHz。
第五步，将所述加载后I路和加载后Q路信号合并，得到可加载预编码16QAM矢量信号。
其中，如图6所示，上述第五步中的将第一合路器和第二合路器分别将I路和Q路信号加载射频载波上，第三合路器将加载在射频载波上I路，Q路信号合并。并，参见图7(a)、图7(b)及图7(c)依次是预编码前的星座图、仅经过幅度预编码的星座图、经过幅度预编码和相位预编码后的的星座图。
为了能够得到上述目标光学频率梳可以采用多种实现方式，在一种实现方式中，一个射频源产生的两路射频信号，其中，所述两路射频信号分别为第一射频信号和第二射频信号；将两路射频信号分别发送至第一相位调制器及第二相位调制器；一个激光器产生的单频光束；将所述单频光束发送至第一相位调制器；两个级联的相位调制器中的第一相位调制器对所述第一射频信号及所述单频光束进行相位调制，得到第一光学频率梳，将第一光学频率梳发送给第二相位调制器；两个级联的相位调制器中的第二相位调制器采用所述第二射频信号，对所述第一光学频率梳进行扩展，得到第二光学频率梳，作为所述目标光学频率梳。
其中，在第一相位调制器中，利用第一射频信号的电压控制PM1产生光频梳的梳线的数量和梳线的强度即高度。同理，在第二相位调制器中，利用第二射频信号的电压控制PM2对PM1产生光频梳，再产生光频梳的梳线的数量和梳线的强度即高度。
在另一种可能的实现方式中，所述光学频率梳产生电路根据一个激光器产生的激光以及一个射频源产生的射频信号，驱动两个级联的相位调制器，生成目标光学频率梳，包括：一个射频源产生的射频信号；将两路射频信号分别发送至两个电放大器；一个激光器产生的单频光束；将所述单频光束发送至第一相位调制器；两个电放大器分别对所述射频信号进行放大，得到第一放大射频信号及第二放大射频信号，将第一放大射频信号及第二放大射频信号分别发送至两个级联的相位调制器中，两个级联的相位调制器中的第一相位调制器对所述第一放大射频信号及所述单频光束进行相位调制，得到第一光学频率梳，将第一光学频率梳发送给第二相位调制器；两个级联的相位调制器中的第二相位调制器采用所述第二放大射频信号，对所述第一光学频率梳进行扩展，得到第二光学频率梳，作为所述目标光学频率梳。这样PM3需要提前对矢量信号预编码，使接收端能够接收到正常地信号。
本发明实施例通过仿真对16QAM THz信号进行了实验评估。本发明实施例将误码率作为发射光功率的函数进行测量，并成功地显示出低于前向纠错(Forward ErrorCorrection，简称FEC)阈值的性能。图8为5Gbaud 0.4THz 16QAM THz波信号发射到PD的误码率与发射光功率的关系。可以看出，10km的SMF-28传输造成光功率损失，误码率为3.8e-3。图8中的插图显示了接收-9dBm光功率下，数字信号处理(Digital Signal Processing，简称DSP)离线后0.4THz THz波信号的星座图。将光学频率梳和相位调制器有效地结合起来，能够产生高效稳定的太赫兹信号。仿真实验结果表明，本发明实施例有一定的实用性和可行性。
如图9和图10所示，本发明实施例所提供的基于预编码的相位调制器的太赫兹波信号生成方法，该方法可以包括如下步骤：
步骤31，光学频率梳产生电路根据一个激光器产生的单频光束以及一个射频源产生的射频信号，驱动一个相位调制器，生成光学频率梳，其中，所述光学频率梳之间的频率间隔为25GHz，射频源的射频信号的频率为30GHz；这样光学频率梳产生电路根据一个激光器产生的单频光束以及一个射频源产生的射频信号，采用直流偏置电压，驱动两个级联的相位调制器得到25GHz的射频信号。
其中，上述激光器可以采用外腔激光器，而光学频率梳产生电路包括：外腔激光器(External Cavity Laser，简称ECL1)、两个级联的相位调制器以及射频源(Radiofrequency source，fs)，其中，一个相位调制器(Phase modulator 1，简称PM1)。
这样通过在VPI(VPI Photonics的缩写，其为一种仿真软件)仿真系统中，调节PM1的幅度等参数，来调节光学频率梳。
在上述步骤31生成光学频率梳之后，将生成的光学频率梳发送给波长选择开关，执行如下步骤32。
步骤32，波长选择开关从所述光学频率梳获得两条光梳线，其中，所述两条光梳线之间的间隔为360GHz，所述两条光梳线中一条光梳线作为本振，所述两条光梳线中的另一条光梳线作为载波；
其中，波长选择开关(Wavelength selective switch，简称WSS)选择两条光梳线，一条光梳线进入PM1，加载信号；另外一条光梳线不加载信号，作为本振；后续两条光梳线合在一起，送入UTC-PD拍频，生成太赫兹波信号。
在上述步骤32获得两条光梳线之后，将两条光梳线中载波发送至预编码的相位调制器，将两条光梳线中本振发送至耦合器(optical coupler，缩写OC)，继续执行如下步骤33。
步骤33，一个预编码的相位调制器获取可加载预编码16QAM矢量信号，加载在所述载波上，得到加载信号的载波；其中，可加载预编码的16QAM矢量信号为需要加载的信息，此信息用于实际传输过程中完成实际的传输信息，比如通信数据。这样能够通过载波将此信息传输至接收端。
其中，预编码的相位调制器(Phase modulator 3，简称PM3)中的预编码可以在软件模块即预编码模块中实现，在进入PM3之前，信号处理已经完成，光调制器的作用是把信号加载在光载波上。具体地，预编码模块可以是在matlab仿真软件中完成，为了布局清楚，关于预编码的过程在后文中予以介绍。
使用经过预编码的相位调制器PM3进行信号的调制，有效地降低了系统的复杂性，降低了成本。
在上述步骤33得到加载信号的载波之后，将加载信号的载波发送至耦合器，继续执行如下步骤34。
步骤34，耦合器将所述加载信号的载波，与所述本振进行耦合，得到耦合信号；
在上述步骤34得到耦合信号之后，该耦合信号包括：本振及加载信号的载波，将耦合信号通过标准单模光纤(Standard single mode fiber，简称SSMF)发送给单行载流子光电探测器UTC-PD(Uni-Traveling-Carrier Photodiode，简称UTC-PD)；
步骤35，单行载流子光电探测器对所述耦合信号进行拍频，生成太赫兹波信号，其中，所述太赫兹波信号的频率为360GHz。
在上述步骤35之后，将所述太赫兹波信号发送给示波器。
在本发明实施例中，在上述步骤35之后，所述方法还包括：示波器显示所述太赫兹波信号。其中，上述示波器为实时示波器(oscilloscope，简称OSC)。这样后续在接收端比如示波器中对信号进行处理。
对于激光器来讲，激光器本身频率会发生波动，对于相关技术中两个激光器来讲，两个激光器是独立的激光器，这两个激光器发生波动也是相互独立，因此两个激光器分别产生两个光信号的波动差异可能为一个光信号波动的2倍，或者更多，从每个光信号中选择一个条光梳线，选择两条光梳线。然后基于这两条光梳线，得到最终太赫兹波光信号。如果以400GHz为目标的太赫兹波光信号，由于两个激光器分别产生两个光信号的波动差异较大，会使得选择两条光梳线的频率波动在400GHz附近，得到的最终太赫兹波光信号明显偏离原本的目标，接收端还需要为得到400GHz的太赫兹波光信号进行相关处理。
而本发明实施例中，使用一个激光器，一个激光器产生了一个光信号波动，从一个光信号进入级联的相位调制器产生的光频梳中，选择两条光梳线，由于光梳线之间的间隔为400GHz，相当于两条光梳线做差抵消了光信号的波动，这样即使有波动，也不会影响光梳线，更不会影响得到的太赫兹波光信号，也避免了接收端为得到400GHz的太赫兹波光信号进行频率频移问题。这样相较于两个激光器，避免了传统的光外差拍频时的频率偏移问题，减少了器件成本，进一步的减少接收端处理接收信号的复杂度。
并且，相关技术中，使用IQ相位调制器，可以直接加载16QAM矢量信号，发给UTC-PD(Uni-Traveling-Carrier Photodiode，简称UTC-PD，单行载流子光电探测器)，由UTC-PD进行处理。而，IQ相位调制器包括：两个相位调制器及一个移相器，其中并联的两个相位调制器，与一个移相器连接。
而本发明实施例中，只采用一个预编码的相位调制器，由于预编码的相位调制器自身限制，无法直接加载16QAM矢量信号，因此，通过预编码模块，对16QAM矢量信号进行预编码及预加载在射频载波上，得到可加载预编码16QAM矢量信号。相较于使用IQ相位调制器多个器件，减少了硬件电路的复杂度，这样经过预编码的相位调制器进行信号的调制，有效地降低了系统的复杂性，降低了成本。并且，相较于IQ调制器成本更高而言，本发明实施例的成本更低。
在上述实施例的基础上，参见图6，由于16QAM矢量信号直接使用相位调制器进可以调制，但是不预编码的话，信号会变形，无法正确解调出来，需要对16QAM信号进行幅度预编码和相位预编码及预加载在射频载波上，得到可加载预编码16QAM矢量信号。然后使用可加载预编码16QAM矢量信号对PM3进行调制。这里生成的16QAM正交幅度调制信号经过低通滤波后，通过余弦函数和正弦函数同时作用，直接向上转换成RF(radio frequencysignal，射频信号)信号射频信号。
为了得到上述可加载预编码16QAM矢量信号，本发明实施例提供的一种基于预编码的相位调制器的太赫兹波信号生成方法，通过预编码模块采用如下步骤，得到可加载预编码16QAM矢量信号：
第一步，获取伪随机二进制序列及射频载波。
其中，此处的射频载波区别于上述频率梳产生的载波，此处的射频载波为正弦信号或余弦信号，是由matlab仿真软件产生。
第二步，对所述伪随机二进制序列进行16QAM调制，得到I路信号和Q路信号；
第三步，分别对I路信号和Q路信号进行幅度预编码、相位预编码及正交调制，得到预编码16QAM矢量信号，其中，所述矢量信号包括：正交的I路和Q路信号；
第四步，将所述正交的I路和Q路信号分别低通过滤后，加载在所述射频载波上，得到加载后I路和加载后Q路信号；
其中，此处的射频信号的频率可以但不限于为5GHz，进入PM1，PM2的射频信号的频率为25GHz。
第五步，将所述加载后I路和加载后Q路信号合并，得到可加载预编码16QAM矢量信号。
为了能够得到上述目标光学频率梳可以采用多种实现方式，在一种实现方式中，所述光学频率梳产生电路根据一个激光器产生的激光以及一个射频源产生的射频信号，驱动一个相位调制器，生成光学频率梳，包括：
一个射频源产生的射频信号；
一个激光器产生的单频光束；
一个电放大器对所述射频信号进行放大，得到放大射频信号；
一个相位调制器对所述放大射频信号及所述单频光束进行相位调制，得到光学频率梳。
其中，在一个相位调制器中，利用第一射频信号的电压控制PM1产生光频梳的梳线的数量和梳线的强度即高度。
在另一种可能的实现方式中，所述光学频率梳产生电路根据一个激光器产生的激光以及一个射频源产生的射频信号，驱动两个级联的相位调制器，生成目标光学频率梳，包括：一个射频源产生的一路射频信号；将一路射频信号发送至一个电放大器；一个激光器产生的单频光束；将所述单频光束发送至第一相位调制器；一个电放大器对所述射频信号进行放大，得到第一放大射频信号，将第一放大射频信号发送至一个相位调制器中，一个相位调制器对所述第一放大射频信号及所述单频光束进行相位调制，得到目标光学频率梳。这样PM3需要提前对矢量信号预编码，使接收端能够接收到正常地信号。
下面继续对本发明实施例提供的基于预编码的相位调制器的太赫兹波信号生成装置进行介绍。
本发明实施例提供了一种基于预编码的相位调制器的太赫兹波信号生成装置，可以包括如下模块：
光学频率梳产生电路，用于根据一个激光器产生的单频光束以及一个射频源产生的射频信号，驱动相位调制器，生成目标光学频率梳；
波长选择开关，用于从所述目标光学频率梳获得两条光梳线，所述两条光梳线中一条光梳线作为本振，所述两条光梳线中的另一条光梳线作为载波；
一个预编码的相位调制器，用于获取可加载预编码16QAM矢量信号，加载在所述载波上，得到加载信号的载波；
耦合器，用于将所述加载信号的载波，与所述本振进行耦合，得到耦合信号；
单行载流子光电探测器，用于对所述耦合信号进行拍频，生成太赫兹波信号。
在一种可能的实现方式中，所述光学频率梳产生电路包括：一个单频光束以及一个射频源，以及两个级联的相位调制器；其中，
所述光学频率梳产生电路，用于根据一个激光器产生的单频光束以及一个射频源产生的射频信号，驱动两个级联的相位调制器，生成目标光学频率梳，其中，所述目标光学频率梳之间的频率间隔是25GHz；
波长选择开关，用于从所述目标光学频率梳获得两条光梳线，其中，所述两条光梳线之间的间隔为400GHz，所述两条光梳线中一条光梳线作为本振，所述两条光梳线中的另一条光梳线作为载波；
一个预编码的相位调制器，用于获取可加载预编码16QAM矢量信号，加载在所述载波上，得到加载信号的载波；
耦合器，用于将所述加载信号的载波，与所述本振进行耦合，得到耦合信号；
单行载流子光电探测器，用于对所述耦合信号进行拍频，生成太赫兹波信号，其中，所述太赫兹波信号的频率为400GHz。
在一种可能的实现方式中，所述光学频率梳产生电路，包括：
一个射频源，用于产生的射频信号；
一个激光器，用于产生的单频光束；
两个电放大器，用于分别对所述射频信号进行放大，得到第一放大射频信号及第二放大射频信号；
两个级联的相位调制器中的第一相位调制器，用于对所述第一放大射频信号及所述单频光束进行相位调制，得到第一光学频率梳；
两个级联的相位调制器中的第二相位调制器，用于采用所述第二放大射频信号，对所述第一光学频率梳进行扩展，得到第二光学频率梳，作为所述目标光学频率梳。
在一种可能的实现方式中，所述光学频率梳产生电路包括：一个单频光束以及一个射频源，以及一个的相位调制器；其中，
光学频率梳产生电路，用于根据一个激光器产生的单频光束以及一个射频源产生的射频信号，驱动一个相位调制器，生成光学频率梳，其中，所述光学频率梳之间的频率间隔为25GHz，射频源的射频信号的频率为30GHz；
波长选择开关，用于从所述光学频率梳获得两条光梳线，其中，所述两条光梳线之间的间隔为360GHz，所述两条光梳线中一条光梳线作为本振，所述两条光梳线中的另一条光梳线作为载波；
一个预编码的相位调制器，用于获取可加载预编码16QAM矢量信号，加载在所述载波上，得到加载信号的载波；
耦合器，用于将所述加载信号的载波，与所述本振进行耦合，得到耦合信号；
单行载流子光电探测器，用于对所述耦合信号进行拍频，生成太赫兹波信号，其中，所述太赫兹波信号的频率为360GHz。
在一种可能的实现方式中，所述光学频率梳产生电路，包括：
一个射频源，用于产生的射频信号；
一个激光器，用于产生的单频光束；
一个电放大器，用于对所述射频信号进行放大，得到放大射频信号；
一个相位调制器，用于对所述放大射频信号及所述单频光束进行相位调制，得到光学频率梳。
在一种可能的实现方式中，所述装置还包括：预编码模块，用于采用如下步骤，得到可加载预编码16QAM矢量信号：
获取伪随机二进制序列及射频载波；
对所述伪随机二进制序列进行16QAM调制，得到I路信号和Q路信号；
分别对I路信号和Q路信号进行幅度预编码、相位预编码及正交调制，得到预编码16QAM矢量信号，其中，所述矢量信号包括：正交的I路和Q路信号；
将所述正交的I路和Q路信号分别低通过滤后，加载在所述射频载波上，得到加载后I路和加载后Q路信号；
将所述加载后I路和加载后Q路信号合并，得到可加载预编码16QAM矢量信号。
在一种可能的实现方式中，所述装置还包括：
示波器，用于在所述单行载流子光电探测器对所述耦合信号进行拍频，生成太赫兹波信号之后，显示所述太赫兹波信号。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种基于预编码的相位调制器的太赫兹波信号生成方法，其特征在于，包括：
光学频率梳产生电路根据一个激光器产生的单频光束以及一个射频源产生的射频信号，驱动相位调制器，生成目标光学频率梳；
波长选择开关从所述目标光学频率梳获得两条光梳线，其中，所述两条光梳线中一条光梳线作为本振，所述两条光梳线中的另一条光梳线作为载波；
一个预编码的相位调制器获取可加载预编码16QAM矢量信号，加载在所述载波上，得到加载信号的载波；
耦合器将所述加载信号的载波，与所述本振进行耦合，得到耦合信号；
单行载流子光电探测器对所述耦合信号进行拍频，生成太赫兹波信号；
通过预编码模块采用如下步骤，得到可加载预编码16QAM矢量信号：获取伪随机二进制序列及射频载波；对所述伪随机二进制序列进行16QAM调制，得到I路信号和Q路信号；分别对I路信号和Q路信号进行幅度预编码、相位预编码及正交调制，得到预编码16QAM矢量信号，其中，所述矢量信号包括：正交的I路和Q路信号；将所述正交的I路和Q路信号分别低通过滤后，加载在所述射频载波上，得到加载后I路和加载后Q路信号；将所述加载后I路和加载后Q路信号合并，得到可加载预编码16QAM矢量信号。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述光学频率梳产生电路包括：一个单频光束以及一个射频源，以及两个级联的相位调制器；其中，
所述光学频率梳产生电路根据一个激光器产生的单频光束以及一个射频源产生的射频信号，驱动两个级联的相位调制器，生成目标光学频率梳，其中，所述目标光学频率梳之间的频率间隔是25GHz；
波长选择开关从所述目标光学频率梳获得两条光梳线，其中，所述两条光梳线之间的间隔为400GHz，所述两条光梳线中一条光梳线作为本振，所述两条光梳线中的另一条光梳线作为载波；
一个预编码的相位调制器获取可加载预编码16QAM矢量信号，加载在所述载波上，得到加载信号的载波；
耦合器将所述加载信号的载波，与所述本振进行耦合，得到耦合信号；
单行载流子光电探测器对所述耦合信号进行拍频，生成太赫兹波信号，其中，所述太赫兹波信号的频率为400GHz。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述光学频率梳产生电路根据一个激光器产生的激光以及一个射频源产生的射频信号，驱动两个级联的相位调制器，生成目标光学频率梳，包括：
一个射频源产生的射频信号；
一个激光器产生的单频光束；
两个电放大器分别对所述射频信号进行放大，得到第一放大射频信号及第二放大射频信号；
两个级联的相位调制器中的第一相位调制器对所述第一放大射频信号及所述单频光束进行相位调制，得到第一光学频率梳；
两个级联的相位调制器中的第二相位调制器采用所述第二放大射频信号，对所述第一光学频率梳进行扩展，得到第二光学频率梳，作为所述目标光学频率梳。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述光学频率梳产生电路包括：一个单频光束以及一个射频源，以及一个的相位调制器；其中，
光学频率梳产生电路根据一个激光器产生的单频光束以及一个射频源产生的射频信号，驱动一个相位调制器，生成光学频率梳，其中，所述光学频率梳之间的频率间隔为25GHz，射频源的射频信号的频率为30GHz；
波长选择开关从所述光学频率梳获得两条光梳线，其中，所述两条光梳线之间的间隔为360GHz，所述两条光梳线中一条光梳线作为本振，所述两条光梳线中的另一条光梳线作为载波；
一个预编码的相位调制器获取可加载预编码16QAM矢量信号，加载在所述载波上，得到加载信号的载波；
耦合器将所述加载信号的载波，与所述本振进行耦合，得到耦合信号；
单行载流子光电探测器对所述耦合信号进行拍频，生成太赫兹波信号，其中，所述太赫兹波信号的频率为360GHz。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述光学频率梳产生电路根据一个激光器产生的激光以及一个射频源产生的射频信号，驱动一个相位调制器，生成光学频率梳，包括：
一个射频源产生的射频信号；
一个激光器产生的单频光束；
一个电放大器对所述射频信号进行放大，得到放大射频信号；
一个相位调制器对所述放大射频信号及所述单频光束进行相位调制，得到光学频率梳。
6.如权利要求1至5任一项所述的方法，其特征在于，在所述单行载流子光电探测器对所述耦合信号进行拍频，生成太赫兹波信号之后，所述方法还包括：
示波器显示所述太赫兹波信号。
7.一种基于预编码的相位调制器的太赫兹波信号生成装置，其特征在于，包括：
光学频率梳产生电路，用于根据一个激光器产生的单频光束以及一个射频源产生的射频信号，驱动相位调制器，生成目标光学频率梳；
波长选择开关从所述目标光学频率梳获得两条光梳线，所述两条光梳线中一条光梳线作为本振，所述两条光梳线中的另一条光梳线作为载波；
一个预编码的相位调制器，用于获取可加载预编码16QAM矢量信号，加载在所述载波上，得到加载信号的载波；
耦合器，用于将所述加载信号的载波，与所述本振进行耦合，得到耦合信号；
单行载流子光电探测器，用于对所述耦合信号进行拍频，生成太赫兹波信号；
预编码模块，用于采用如下步骤，得到可加载预编码16QAM矢量信号：获取伪随机二进制序列及射频载波；对所述伪随机二进制序列进行16QAM调制，得到I路信号和Q路信号；分别对I路信号和Q路信号进行幅度预编码、相位预编码及正交调制，得到预编码16QAM矢量信号，其中，所述矢量信号包括：正交的I路和Q路信号；将所述正交的I路和Q路信号分别低通过滤后，加载在所述射频载波上，得到加载后I路和加载后Q路信号；将所述加载后I路和加载后Q路信号合并，得到可加载预编码16QAM矢量信号。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述光学频率梳产生电路包括：一个单频光束以及一个射频源，以及两个级联的相位调制器；其中，
所述光学频率梳产生电路，用于根据一个激光器产生的单频光束以及一个射频源产生的射频信号，驱动两个级联的相位调制器，生成目标光学频率梳，其中，所述目标光学频率梳之间的频率间隔是25GHz；
波长选择开关，用于从所述目标光学频率梳获得两条光梳线，其中，所述两条光梳线之间的间隔为400GHz，所述两条光梳线中一条光梳线作为本振，所述两条光梳线中的另一条光梳线作为载波；
一个预编码的相位调制器，用于获取可加载预编码16QAM矢量信号，加载在所述载波上，得到加载信号的载波；
耦合器，用于将所述加载信号的载波，与所述本振进行耦合，得到耦合信号；
单行载流子光电探测器，用于对所述耦合信号进行拍频，生成太赫兹波信号，其中，所述太赫兹波信号的频率为400GHz。
9.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述光学频率梳产生电路包括：一个单频光束以及一个射频源，以及一个的相位调制器；其中，
光学频率梳产生电路，用于根据一个激光器产生的单频光束以及一个射频源产生的射频信号，驱动一个相位调制器，生成光学频率梳，其中，所述光学频率梳之间的频率间隔为25GHz，射频源的射频信号的频率为30GHz；
波长选择开关，用于从所述光学频率梳获得两条光梳线，其中，所述两条光梳线之间的间隔为360GHz，所述两条光梳线中一条光梳线作为本振，所述两条光梳线中的另一条光梳线作为载波；
一个预编码的相位调制器，用于获取可加载预编码16QAM矢量信号，加载在所述载波上，得到加载信号的载波；
耦合器，用于将所述加载信号的载波，与所述本振进行耦合，得到耦合信号；
单行载流子光电探测器，用于对所述耦合信号进行拍频，生成太赫兹波信号，其中，所述太赫兹波信号的频率为360GHz。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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CN110224764B (zh) * 2019-06-13 2021-08-20 复旦大学 基于isb和多载波使用pm和im生成矢量太赫兹信号的方法

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