CN114268361B - 基于光生太赫兹的多入多出星间通信分集系统及方法 - Google Patents

Abstract

一种基于光生太赫兹的多入多出星间通信分集系统，包括发射端上位机、空时编码器、电光调制器、激光器a、激光器b、保偏光纤耦合器、保偏光纤放大器、天线集成光混频器模块、太赫兹接收天线、太赫兹肖特基混频器、倍频器、低频射频源、合并器、解调译码器和接收端上位机构成。本发明可以利用激光差频产生太赫兹信号，生成的频率可以精确调整，灵活性高，只需要对激光器a与激光器b进行不同频率的调整就可以获得各种不同频率的太赫兹信号，频谱利用率高；其次，本发明太赫兹信号产生源为激光器，器件成熟度高；最后，本发明通信系统采用空时分组码进行最大比合并，在信道影响及噪声一致的情况下，可实现倍信噪比提升。

Description

基于光生太赫兹的多入多出星间通信分集系统及方法

技术领域

本发明涉及星载太赫兹通信技术领域，特别是一种基于光生太赫兹的多入多出星间通信分集系统及方法。

背景技术

随着高分辨率遥感载荷的发展，海量的遥感数据对星载通信系统提出了更高传输速率，传统低频段通信已逐渐不能满足星间业务信息爆炸式增长的迫切需求。相比于微波通信，太赫兹由于具有频率资源丰富、通信速率高的优点，在远距离空间通信领域具有广阔的应用前景。

现有太赫兹通信系统主要采用电子器件方式生成太赫兹信号，并采用等增益分集接收方式提高接收信噪比，如图1所示。该通信系统采用线性调频源驱动太赫兹本振频链，再经过固态功放产生太赫兹信号。在接收端过等增益合并提高接收信噪比，并在接收端利用太赫兹本振倍频链与接收信号作下变频得到中频信号进行解调。该方案虽能实现多入多出太赫兹通信，但仍有以下缺陷：

1、产生的太赫兹频率受限于电子器件特性，不能精确调整频率，频谱利用率低；

2、太赫兹本振链器件不成熟，可选择频段少，且转换效率低下；

3、通信系统采用等增益合并，未能最大化多入多出系统性能。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的上述不足，提供了一种基于光生太赫兹的多入多出星间通信分集系统及方法，利用激光差频产生太赫兹信号，生成的频率可以精确调整，灵活性高，只需要对激光器a与激光器b进行不同频率的调整就可以获得各种不同频率的太赫兹信号，频谱利用率高；采用空时分组码进行最大比合并，在信道影响及噪声一致的情况下，可实现倍信噪比提升。

本发明的技术解决方案如下：

一种基于光生太赫兹的多入多出星间通信分集系统，其特点在于，包括发射端上位机、空时编码器、第1路发射端、第2路发射端、……、第N路发射端，第1路接收端、第2路接收端、……、第M路接收端，合并器、解调译码器和接收端上位机；

所述的第1路发射端由第一激光器a、第一激光器b、第一电光调制器、第一保偏光纤耦合器、第一保偏光纤放大器和第一天线集成光混频器模块构成；所述的第一激光器a的输出端与第一电光调制器的输入端相连，所述的第一激光器b的输出端与第一保偏光纤耦合器的第一输入端相连，所述的第一电光调制器的输出端与所述的第一保偏光纤耦合器的第二输入端相连，该第一保偏光纤耦合器的输出端与所述的第一保偏光纤放大器的输入端相连；

所述的第2路发射端由第二激光器a、第二激光器b、第二电光调制器、第二保偏光纤耦合器、第二保偏光纤放大器和第二天线集成光混频器模块构成；所述的第二激光器a的输出端与第二电光调制器的输入端相连，所述的第二激光器b的输出端与第二保偏光纤耦合器的第一输入端相连，所述的第二电光调制器的输出端与所述的第二保偏光纤耦合器的第二输入端相连，该第二保偏光纤耦合器的输出端与所述的第二保偏光纤放大器的输入端相连；

依次类推，所述的第N路发射端由第N激光器a、第N激光器b、第N电光调制器、第N保偏光纤耦合器、第N保偏光纤放大器和第N天线集成光混频器模块构成；所述的第N激光器a的输出端与第N电光调制器的输入端相连，所述的第N激光器b的输出端与第N保偏光纤耦合器的第一输入端相连，所述的第N电光调制器的输出端与所述的第N保偏光纤耦合器的第二输入端相连，该第N保偏光纤耦合器的输出端与所述的第N保偏光纤放大器的输入端相连；

所述的第1路接收端由第一太赫兹接收天线9、第一太赫兹肖特基混频器10、第一倍频器11、第一低频射频源12构成；所述的第一太赫兹接收天线的输出端与第一太赫兹肖特基混频器的第一输入端相连，所述的第一低频射频源的输出端与第一倍频器的输入端相连，该第一倍频器的输出端与所述的第一太赫兹肖特基混频器的第二输入端相连；

所述的第2路接收端由第二太赫兹接收天线、第二太赫兹肖特基混频器、第二倍频器11、第二低频射频源构成；所述的第二太赫兹接收天线的输出端与第二太赫兹肖特基混频器的第一输入端相连，所述的第二低频射频源的输出端与第二倍频器的输入端相连，该第二倍频器的输出端与所述的第二太赫兹肖特基混频器的第二输入端相连；

依次类推，所述的第M路接收端由第M太赫兹接收天线、第M太赫兹肖特基混频器、第M倍频器11、第M低频射频源构成；所述的第M太赫兹接收天线的输出端与第M太赫兹肖特基混频器的第一输入端相连，所述的第M低频射频源的输出端与第M倍频器的输入端相连，该第M倍频器的输出端与所述的第M太赫兹肖特基混频器的第二输入端相连；

发射端：所述的发射端上位机的输出端与所述的空时编码器的输入端相连，该空时编码器的输出端分别与所述的第一电光调制器、第二电光调制器、……、第N电光调制器的控制端相连，所述的空时编码器接收所述的发射端上位机发出的N个太赫兹信息序列，编码后输出空时分组码序列，并传送至各电光调制器，对各激光器b输出的光信号进行调制后，与激光器a输出的光信号依次经各自的保偏光纤耦合器与保偏光纤放大器，在天线集成光混频器模块8发生混频，从而通过差频产生N个太赫兹信号；

N个太赫兹信号经过信道后到达接收端的第一太赫兹接收天线、第二太赫兹接收天线、……和第M太赫兹接收天线；

接收端：各低频射频源输出射频信号，经过倍频器倍频输出太赫兹信号进入各自太赫兹肖特基混频器；同时，各太赫兹接收天线将由发射端接收的太赫兹信号输入各自太赫兹肖特基混频器进行差频，得到下变频信号；第一太赫兹肖特基混频器输出的第一下变频信号、第二太赫兹肖特基混频器输出的第二下变频信、……和第M太赫兹肖特基混频器输出的第M下变频信号在所述的合并器中按照空时分组码进行最大比合并后传输至所述的解调译码器，解调译码后的送入接收端上位机。

优选的，所述的倍频器由依次相连的四倍频器、三倍频器1和三倍频器2构成。

优选的，所述的激光器a输出波长为1553.6nm的激光，所述的激光器b输出波长为1550nm的激光。

一种基于光生太赫兹的多入多出星间通信分集方法，其特点在于，该方法包括如下步骤：

步骤1)激光器b输出的光信号E₁(t)与激光器a输出的光信号E₂(t)，公式如下：

E₁(t)＝A₁exp[j2πf₁t+jθ₁(t)]

E₂(t)＝A₂exp[j2πf₂t+jθ₂(t)]

式中，A₁与A₂分别表示激光器b与激光器a的振幅，f₁与f₂分别表示激光器b与激光器a的光信号频率，θ₁(t)与θ₂(t)分别表示激光器b与激光器a的初始相位信息；

步骤2)发射端上位机的信息序列d₀、d₁、d₂、…d_m经过空时编码器后得到空时分组码序列c₀、c₁、c₂、…c_2m，其中c_k＝I(t)+jQ(t),I(t)表示空时分组码序列的振幅调制，Q(t)表示空时分组码序列的相位调制；

电光调制器按照空时分组码序列对激光器b光信号E₁(t)进行调制，输出调制后光信号E_1m(t)，公式如下：

E_1m(t)＝A₁[I(t)+jQ(t)]exp[j2πf₁t+jθ₁(t)]

步骤3)电光调制器输出的调制后光信号E_1m(t)与激光器a输出的光信号E₂(t)依次经过保偏光纤耦合器与保偏光纤放大器，在天线集成光混频器模块发生混频，滤除本振信号f₁、f₂以及合频信号f₁+f₂，最终得到差频后的光强表达式为

其中，Δf＝f₂-f₁；

步骤4)发射端的N个太赫兹信号经过信道后到达接收端M个太赫兹接收天线步骤6)接收端：低频射频源输出射频信号，经过倍频器倍频输出太赫兹信号进入太赫兹肖特基混频器；同时，太赫兹接收天线将由发射端接收的太赫兹信号输入太赫兹肖特基混频器进行差频，得到下变频信号；

步骤5)下变频信号在合并器中按照空时分组码进行最大比合并，得到合并后的信号，解调译码器对接收信号进行解调译码，将解调译码后的信息送入接收端上位机，完成通信。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1)激光器a与激光器b能通过差频产生太赫兹信号；生成的频率可以精确调整，灵活性高，只需要对激光器a与激光器b进行不同频率的调整就可以获得各种不同频率的太赫兹信号，频谱利用率高；

2)合并器由一个四倍频器和两个三倍频器构成，实现对低频射频源信号的倍频；

3)空时编码器对多个太赫兹信息序列进行空时分组编码，可以按对接收信号进行最大比合并。

4)本发明太赫兹信号产生源为激光器，器件成熟度高；

5)本发明通信系统采用空时分组码进行最大比合并，在信道影响及噪声一致的情况下，可实现倍信噪比提升。

附图说明

图1是现有太赫兹通信系统示意图；

图2是本发明实施例1基于光生太赫兹的2×2星间通信分集系统示意图；

图3是本发明实施例1中合并器的示意图；

图4是本发明基于光生太赫兹的多入多出星间通信分集系统示意图。

具体实施方式

以下结合具体实例和附图对本发明一种基于光生太赫兹的多入多出星间通信分集系统作进一步的详细说明。

以基于光生太赫兹的2×2星间通信分集系统，调制方式以BPSK为例进行说明，其他基于光生太赫兹的N×M星间通信分集系统均可通过同样的方法或原理实现。

请参阅图2，本发明的系统包括发射端上位机1(型号：HP100-010cI厂商：HP)；空时编码器2(型号：TMS320C6415厂商：Texas Instrument)；电光调制器3(LN81S-FC厂商：Thorlabs)；1553.6nm激光器4(型号：TUN-W-1400-1800厂商：CNI Laser)；1550nm激光器5(型号：TUN-W-1400～1800厂商：CNI Laser)；保偏光纤耦合器6(型号：PNH1550R5F1厂商：Thorlabs)；保偏光纤放大器7(型号：BOA1004S厂商：Thorlabs)；天线集成光混频器模块8(IODPMAN-13001厂商：NTT Electronics)；太赫兹接收天线9(型号：TERA15-RX-FC厂商：Thorlabs)；太赫兹肖特基混频器10(型号：MHM515009厂商：Molexy)；倍频器11；12.278GHz射频源12(型号：DSG3136B厂商：RIGOL)；合并器13(30Gsps)(型号：AAD06S030GCEVM厂商：Acela Micro)；解调译码器14(型号：XC6SLX16-2CSG324I厂商：Xilinx)；接收端上位机15(型号：HP100-010cI厂商：HP)。

该系统的构成包括：发射端上位机1与空时编码器2前端相连；空时编码器2后端以及与1553.6nm激光器4后端同时与电光调制器3前端相连；电光调制器3后端以及1550nm激光器5后端同时与保偏光纤耦合器6前端相连；保偏光纤耦合器6后端与保偏光纤放大器7前端相连；保偏光纤放大器7后端与天线集成光混频器模块8前端相连；接收端太赫兹接收天线9后端与太赫兹肖特基混频器10一前端相连；太赫兹肖特基混频器10另一前端与倍频器11后端相连；倍频器11前端与12.278GHz射频源12后端相连；太赫兹肖特基混频器10后端与合并器13前端相连；合并器13后端与解调译码器14前端相连；解调译码器14后端与接收端上位机15前端相连。

请参阅图3，倍频器11由四倍频器16(输入12.278GHz,输出49.111GHz)(SFA-192KF-E1厂商：Talent Microwave)；三倍频器17(输入49.111GHz，输出147.333GHz)(TMPM-110170-0310-06厂商：Talent Microwave)；三倍频器18(输入147.333GHZ,输出442GHz)(215A厂商：CNITET)构成。12.278GHz射频源12的输出端与四倍频器16的前端相连，四倍频器16的后端与三倍频器17的输入端相连，三倍频器17的输出端与三倍频器18相连，三倍频器18的输出端与太赫兹肖特基混频器10相连。

本发明一种基于光生太赫兹的多入多出星载通信分集系统的工作过程如下：

1)1553.6nm激光器4与1550nm激光器5输出的光信号分别表示为

E₁(t)＝A₁exp[j2πf₁t+jθ₁(t)]

E₂(t)＝A₂exp[j2πf₂t+jθ₂(t)]

式中，A₁与A₂分别表示1553.6nm激光器4与1550nm激光器5的振幅，f₁与f₂分别表示1553.6nm激光器4与1550nm激光器5的光信号频率，θ₁(t)与θ₂(t)分别表示1553.6nm激光器4与1550nm激光器5的初始相位信息。

2)发射端上位机1的信息序列d₀、d₁、d₂、…d_m经过空时编码器2后得到空时分组码序列c₀、c₁、c₂、…c_2m。其中c_k＝I(t)+jQ(t),I(t)表示空时分组码序列的振幅调制，Q(t)表示空时分组码序列的相位调制。电光调制器3按照空时分组码序列对1553.6nm激光器4光信号进行调制，光场信息表示为

E_1m(t)＝A₁[I(t)+jQ(t)]exp[j2πf₁t+jθ₁(t)]

3)电光调制器3输出的1553.6nm调制光信号E_1m(t)与1550nm激光器5输出的1550nm光信号依次经过保偏光纤耦合器6与保偏光纤放大器7，在天线集成光混频器模块8发生混频，同时也会滤除本振信号f₁、f₂以及合频信号f₁+f₂，最终得到差频后的光强表达式为

其中，Δf＝f₂-f₁，1550nm激光对应频率f₁＝193.55THz，1553.6nm激光对应频率f₂＝193.1THz，则差频得到频率为Δf＝450GHz的太赫兹信号。

4)记s_k＝I_k(t)+jQ_k(t)，码片周期为T，则在t时刻从0号天线发送的信息表示为s₀，从1号天线发送的信息表示为s₁。在t+T时刻，0号天线发射信息1号天线发射信息/>其中/>记为对第n个信息取共轭。发射信息序列如表1所示；

表1空时编码发送序列

5)发射端2个太赫兹信号经过信道后到达接收端2个太赫兹接收天线9，记信道对0号发射天线到0号接收天线的影响记为信道对1号发射天线到0号接收天线的影响记为/>信道对0号发射天线到1号接收天线的影响记为/>信道对1号发射天线到1号接收天线的影响记为/>表2表示2×2系统信道影响；

表2 2×2系统信道影响

	0号接收天线	1号接收天线
			0号发射天线	h0	h2
1号发射天线	h1	h3

6)接收端12.278GHz射频源12输出12.278GHz射频信号，经过四倍频器16输出49.111GHz射频信号，再经过三倍频器17输出147.333GHz太赫兹信号，最后经过三倍频器18输出442GHz太赫兹信号进入太赫兹肖特基混频器10。同时，接收端太赫兹接收天线9将频率为450GHz的太赫兹信号输入太赫兹肖特基混频器10，与442GHz太赫兹信号进行差频，得到频率为8GHz的下变频信号。

7)将0号太赫兹肖特基混频器在t时刻和T+T时刻输出的8GHz下变频信号记为r₀、r₁，将1号太赫兹肖特基混频器在t时刻和T+T时刻输出的8GHz下变频信号记为R₂、r₃，如表3所示。

表3 2×2系统不同时刻接收信号

	0号接收天线	1号接收天线
			时刻t	r0	r2
时刻t+T	r1	r3

四个8GHz下变频信号的表达式为

r₀＝R(h₀s₀+h₁s₁+n₀)

r₂＝R(h₂s₀+h₃s₁+n₂)

其中，n₀，n₁，n₂和n₃表示接收噪声，分别服从n₀～N(μ₀，σ₀)，n₁～N(μ₁，σ₁)，n₂～N(μ₂，σ₂)和n₃～N(μ₃，σ₃)的高斯分布，且相互独立。R表示太赫兹接收天线9的接收效率。

8)将太赫兹肖特基混频器输出的8GHz下变频信号r₀、r₁、r₂、r₃在合并器13中按照空时分组码进行最大比合并，得到合并后的信号，如下式所述

将式(5)代入式(6)可得，

对于任意接收符号合并后的信噪比为

对于单入单出系统，信噪比为

在信道影响及噪声一致的情况下，即h₀＝h₁＝h₂＝h₃，n₀＝n₁＝n₂＝n₃时，本实施方式中基于光生太赫兹的2×2星间通信分集系统可达到2倍信噪比提升，即

SNR_2×2＝2×SNR_1×1

9)解调译码器14对接收符号进行解调译码，将解调译码后的信息送入上位机15，完成通信。

本发明一种基于光生太赫兹的多入多出星载通信分集系统，在发射端采用了1550nm激光(对应频率f₁＝193.55THz)与1553.6nm激光(对应频率f₂＝193.1THz)差频生成频率为Δf＝450GHz的太赫兹信号；在接收端采用12.278GHz射频源依此经过一个四倍频器和两个三倍频器产生442GHz太赫兹信号，并在太赫兹肖特基混频器与接收450GHz太赫兹信号进行差频，得到8GHz下变频信号进行解调；在通信系统中，设计了N个发射天线M个接收天线，并进行空时分组编码，最终可以实现基于光生太赫兹的多入多出星载通信分集系统。本实施方式中基于光生太赫兹的2×2星间通信分集系统可达到2倍信噪比提升，本发明一种基于光生太赫兹的多入多出星载通信分集系统在信道影响及噪声一致的情况下，可实现倍信噪比提升，即/>

本发明具有以下优点：1，利用激光差频产生太赫兹信号，生成的频率可以精确调整，灵活性高，只需要对两个泵浦激光器进行不同频率的调整就可以获得各种不同频率的太赫兹信号，频谱利用率高；2，太赫兹信号产生源为激光器，器件成熟度高；3，通信系统采用空时分组码进行最大比合并，在信道影响及噪声一致的情况下，可实现倍信噪比提升。

通过最后需说明的是，具体实施方式中所述的基于2×2MIMO的光生太赫兹的多入多出星间通信分集系统仅用来说明本发明的技术方案而非局限于此例。尽管参照附图给出的实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行修改或者同等替换，例如增减或减少发射端数目N和接收端数目M；采用不同的空时分组码构建正交场等，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (4)

1.一种基于光生太赫兹的多入多出星间通信分集系统，其特征在于，包括发射端上位机、空时编码器、第1路发射端、第2路发射端、……、第N路发射端，第1路接收端、第2路接收端、……、第M路接收端，合并器、解调译码器和接收端上位机；

所述的第1路发射端由第一激光器a、第一激光器b、第一电光调制器、第一保偏光纤耦合器、第一保偏光纤放大器和第一天线集成光混频器模块构成；所述的第一激光器a的输出端与第一电光调制器的输入端相连，所述的第一激光器b的输出端与第一保偏光纤耦合器的第一输入端相连，所述的第一电光调制器的输出端与所述的第一保偏光纤耦合器的第二输入端相连，该第一保偏光纤耦合器的输出端与所述的第一保偏光纤放大器的输入端相连；

所述的第2路发射端由第二激光器a、第二激光器b、第二电光调制器、第二保偏光纤耦合器、第二保偏光纤放大器和第二天线集成光混频器模块构成；所述的第二激光器a的输出端与第二电光调制器的输入端相连，所述的第二激光器b的输出端与第二保偏光纤耦合器的第一输入端相连，所述的第二电光调制器的输出端与所述的第二保偏光纤耦合器的第二输入端相连，该第二保偏光纤耦合器的输出端与所述的第二保偏光纤放大器的输入端相连；

依次类推，所述的第N路发射端由第N激光器a、第N激光器b、第N电光调制器、第N保偏光纤耦合器、第N保偏光纤放大器和第N天线集成光混频器模块构成；所述的第N激光器a的输出端与第N电光调制器的输入端相连，所述的第N激光器b的输出端与第N保偏光纤耦合器的第一输入端相连，所述的第N电光调制器的输出端与所述的第N保偏光纤耦合器的第二输入端相连，该第N保偏光纤耦合器的输出端与所述的第N保偏光纤放大器的输入端相连；

所述的第1路接收端由第一太赫兹接收天线(9)、第一太赫兹肖特基混频器(10)、第一倍频器(11)、第一低频射频源(12)构成；所述的第一太赫兹接收天线的输出端与第一太赫兹肖特基混频器的第一输入端相连，所述的第一低频射频源的输出端与第一倍频器的输入端相连，该第一倍频器的输出端与所述的第一太赫兹肖特基混频器的第二输入端相连；

所述的第2路接收端由第二太赫兹接收天线、第二太赫兹肖特基混频器、第二倍频器、第二低频射频源构成；所述的第二太赫兹接收天线的输出端与第二太赫兹肖特基混频器的第一输入端相连，所述的第二低频射频源的输出端与第二倍频器的输入端相连，该第二倍频器的输出端与所述的第二太赫兹肖特基混频器的第二输入端相连；

依次类推，所述的第M路接收端由第M太赫兹接收天线、第M太赫兹肖特基混频器、第M倍频器、第M低频射频源构成；所述的第M太赫兹接收天线的输出端与第M太赫兹肖特基混频器的第一输入端相连，所述的第M低频射频源的输出端与第M倍频器的输入端相连，该第M倍频器的输出端与所述的第M太赫兹肖特基混频器的第二输入端相连；

发射端：所述的发射端上位机的输出端与所述的空时编码器的输入端相连，该空时编码器的输出端分别与所述的第一电光调制器、第二电光调制器、……、第N电光调制器的控制端相连，所述的空时编码器接收所述的发射端上位机发出的N个太赫兹信息序列，编码后输出空时分组码序列，并传送至各电光调制器，对各激光器b输出的光信号进行调制后，与激光器a输出的光信号依次经各自的保偏光纤耦合器与保偏光纤放大器，在天线集成光混频器模块（8）发生混频，从而通过差频产生N个太赫兹信号；

N个太赫兹信号经过信道后到达接收端的第一太赫兹接收天线、第二太赫兹接收天线、……和第M太赫兹接收天线；

接收端：各低频射频源输出射频信号，经过倍频器倍频输出太赫兹信号进入各自太赫兹肖特基混频器；同时，各太赫兹接收天线将由发射端接收的太赫兹信号输入各自太赫兹肖特基混频器进行差频，得到下变频信号；第一太赫兹肖特基混频器输出的第一下变频信号、第二太赫兹肖特基混频器输出的第二下变频信、……和第M太赫兹肖特基混频器输出的第M下变频信号在所述的合并器中按照空时分组码进行最大比合并后传输至所述的解调译码器，解调译码后的送入接收端上位机。

2.根据权利要求1所述的基于光生太赫兹的多入多出星间通信分集系统，其特征在于，所述的倍频器由依次相连的四倍频器、第一三倍频器和第二三倍频器构成。

3.根据权利要求1所述的基于光生太赫兹的多入多出星间通信分集系统，其特征在于，所述的激光器a输出波长为1553.6nm的激光，所述的激光器b输出波长为1550nm的激光。

4.根据权利要求1-3任一所述的基于光生太赫兹的多入多出星间通信分集系统的分集方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

步骤1)激光器b输出的光信号E₁(t)与激光器a输出的光信号E₂(t)，公式如下：

E₁(t)＝A₁exp[j2πf₁t+jθ₁(t)]

E₂(t)＝A₂exp[j2πf₂t+jθ₂(t)]

式中，A₁与A₂分别表示激光器b与激光器a的振幅，f₁与f₂分别表示激光器b与激光器a的光信号频率，θ₁(t)与θ₂(t)分别表示激光器b与激光器a的初始相位信息；

步骤2)发射端上位机的信息序列d₀、d₁、d₂、…d_m经过空时编码器后得到空时分组码序列c₀、c₁、c₂、…c_2m，其中c_k＝I(t)+jQ(t)，I(t)表示空时分组码序列的振幅调制，Q(t)表示空时分组码序列的相位调制；

电光调制器按照空时分组码序列对激光器b光信号E₁(t)进行调制，输出调制后光信号E_1m(t)，公式如下：

E_1m(t)＝A₁[I(t)+jQ(t)]exp[j2πf₁t+jθ₁(t)]

步骤3)电光调制器输出的调制后光信号E_1m(t)与激光器a输出的光信号E₂(t)依次经过保偏光纤耦合器与保偏光纤放大器，在天线集成光混频器模块发生混频，滤除本振信号f₁、f₂以及合频信号f₁+f₂，最终得到差频后的光强表达式为

其中，Δf＝f₂-f₁；

步骤4)发射端的N个太赫兹信号经过信道后到达接收端M个太赫兹接收天线步骤6)接收端：低频射频源输出射频信号，经过倍频器倍频输出太赫兹信号进入太赫兹肖特基混频器；同时，太赫兹接收天线将由发射端接收的太赫兹信号输入太赫兹肖特基混频器进行差频，得到下变频信号；

步骤5)下变频信号在合并器中按照空时分组码进行最大比合并，得到合并后的信号，解调译码器对接收信号进行解调译码，将解调译码后的信息送入接收端上位机，完成通信。