[发明专利]信号生成方法及电子设备

说明书

本公开提供了一种信号生成方法及电子设备，属于通信技术领域。本公开通过增加了映射过程，使得四电平信号被转化为六电平信号，从而基于六电平信号驱动双驱马赫‑岑德尔调制器DDMZM，降低了输入信号的信噪比要求，提升了发端对抗噪声的能力，同时减少了信号间串扰的影响，降低了对DAC、驱动器等器件的需求标准。此外，本公开实施例大幅降低了驱动信号的幅度要求，使得驱动信号幅度要求降低，对功耗的要求也进一步降低，减轻了DDMZM的工作压力，提升了总体系统的性能。

技术领域

本公开涉及通信技术领域，特别涉及一种信号生成方法及电子设备。

背景技术

在现代通信技术中，信号调制技术是一种重要的手段。信号调制是指对信号源的信息进行处理并加载到载波上，使其变为适合于信道传输的形式的过程，简而言之就是使载波随信号而改变的技术。通过信号调制可以使信号获得更好的传输性能。在常用的信号调制方法中，根据调制参数的不同，可以将信号调制方法主要分为三类：幅度调制、频率调制和相位调制。而在幅度调制中，16电平正交幅度调制(16Quradrature AmplitudeModulation，16QAM)具有很高的实用价值。

16QAM是一种高阶调制技术，其频谱效率是不归零制(Non-return-to-zero，NRZ)信号的4倍。在16QAM中，一般多采用双偏振同相与正交相马赫-岑德尔调制器(Inphase andQuadrature Mach-Zehnder Modulator，IQMZM)来进行。图1所示为一个典型的IQMZM结构简图。在IQMZM中，包含两个双驱马赫-岑德尔调制器(Dual-Drive Mach-Zehnder Modulator，DDMZM)。两个DDMZM的光载波信号的相位是不同的，其中一路光载波信号在输出的时候会旋转90度，两路输出信号互相正交。图2所示为一个典型的DDMZM结构简图。光载波信号在输入端被分成两路，分别让两路光信号通过马赫-岑德尔调制器的上臂和下臂。马赫-岑德尔调制器的上臂和下臂分别为一个相位调制器，各自被一个电极所控制。在输出端两路光载波信号会合并成一路信号进行相干输出。当两路光信号相位相同时，输出信号幅度最大；当两路光信号相位相反时，输出信号幅度最小。

图3所示是在DDMZM中每个臂的相位在复数平面上的表现示意图。使用公式表示，就是：

其中n的取值为1和2，分别代表上臂和下臂，Y_n是每个臂上的相位调制器的输出，为复数信号。x_n是每个臂上相位调制器的输入，V_pp是相位调制器的输入经过归一化后的振幅，V_PP＝1.5V_π。V_biasn是每个臂上信号的偏置电压。V_π是DDMZM的固有参数，一般是指DDMZM输出幅度最大值与最小值的差值。这样，整个DDMZM的输出可以表示为：

IQMZM相比在短距城域传输中常用的4电平脉冲振幅调制(4Pulse AmplitudeModulation，4PAM)具有双倍频谱效率的先天优势。但是，在短距城域传输中，传输成本是必须要考虑的因素。IQMZM的成本过高，这使其实用性受到了影响。在当前技术阶段，DDMZM相较于IQMZM具有很大的成本优势。如果能够使用DDMZM代替IQMZM，可以节省很大的成本。

不过值得注意的是，在IQMZM中生成16QAM格式的调制信号较容易，可是在DDMZM中生成16QAM格式的调制信号却面临着诸多问题。这样，一种能够简捷有效的在DDMZM中生成16QAM格式的调制信号的方法显得尤为重要。

在现有技术中，使用两个16PAM信号来驱动DDMZM的上下两个臂。上臂的复平面调制图如图4所示，下臂的复平面调制图如图5所示。该技术中，信号一般调制在null点，即调制器的偏置电压为2V_π·N,N为整数。此时，光载波信号所占的功率被抑制到了最低点，意味着理论输出信号功率占总功率的100％，调制效率达到最高。