本發(fā)明涉及一種高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒?，特別涉及一種基于偶倍頻實(shí)現(xiàn)太赫茲通信的方法，屬于數(shù)據(jù)通信。

背景技術(shù)：

1、隨著科技的發(fā)展，太赫茲無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)對速率的要求越來越高，當(dāng)前研究速率可達(dá)1.1thz。超高速的傳輸系統(tǒng)對射頻模擬器件的要求也急劇增加，但實(shí)際應(yīng)用中混頻器等器件無法支持如此高的速率，因此在射頻發(fā)射部分需要采用倍頻器作為末級器件，提高末級輸出功率的同時(shí)還能降低對放大器的性能要求。

2、針對以上應(yīng)用需求，研究中需采用對已調(diào)制信號直接倍頻的方式實(shí)現(xiàn)信號的高速率傳輸，對已調(diào)寬帶信號直接倍頻的方式擁有實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)簡單、輸出頻率高、功率大的優(yōu)點(diǎn)，能為超高速遠(yuǎn)距離太赫茲無線通信提供足夠的輻射能量。根據(jù)混頻器的性能指標(biāo)及傳輸速率要求，調(diào)制信號的倍頻次數(shù)不同。根據(jù)指標(biāo)及器件要求存在對調(diào)制信號進(jìn)行偶次方倍頻的情況。由于基帶信號傳輸時(shí)，單極性的編碼方式存在難以實(shí)現(xiàn)、抗噪聲性能差、不利于提取等缺點(diǎn)，因此在信號傳輸時(shí)一般采用雙極性不歸零編碼方式。但是雙極性信號經(jīng)過偶次方倍頻后，會丟失信息，導(dǎo)致無法正確解調(diào)出原始信號。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明解決的技術(shù)問題是：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種基于偶倍頻實(shí)現(xiàn)太赫茲通信的方法，通過信號變換的方式對調(diào)制信號進(jìn)行預(yù)處理，保證bpsk信號經(jīng)過偶倍頻后基帶信號帶寬不增加，原始信息不丟失，仍然能夠正確解調(diào)。

2、本發(fā)明的技術(shù)方案是：

3、一種基于偶倍頻實(shí)現(xiàn)太赫茲通信的方法，包括如下步驟：

4、步驟1：對要發(fā)送的信號進(jìn)行重新編碼，得到新的信號s；

5、步驟2：將編碼后信號s進(jìn)行2psk調(diào)制，得到調(diào)制后信號s_2psk；

6、步驟3：對調(diào)制后信號s_2psk進(jìn)行處理，得到處理后調(diào)制信號s_2psk_proc；

7、步驟4：將處理后調(diào)制信號s_2psk_proc直接進(jìn)行偶倍頻；

8、步驟5：在接收端基帶處理部分根據(jù)收到的信號分布產(chǎn)生調(diào)整系數(shù)p，設(shè)置判決門限t；

9、步驟6：根據(jù)判決門限t對接收到的偶倍頻后信號進(jìn)行解調(diào)，實(shí)現(xiàn)基于偶倍頻實(shí)現(xiàn)太赫茲通信。

10、進(jìn)一步的，所述對要發(fā)送的信號進(jìn)行重新編碼，要發(fā)送的信號為數(shù)字基帶信號，具體編碼方式為：

11、當(dāng)數(shù)字基帶信號為二進(jìn)制代碼“0”時(shí)，使s＝a1；

12、當(dāng)數(shù)字基帶信號為二進(jìn)制代碼“1”時(shí)，使s＝a2；

13、其中，a1、a2為大于等于1的整數(shù)，且a2>a1。

14、進(jìn)一步的，所述將編碼后信號s進(jìn)行2psk調(diào)制，具體方法如下：

15、(1)2psk調(diào)制信號表達(dá)式為：

16、s_2psk(t)＝acos(2πfct+θ(t))?(1)

17、其中，s_2psk(t)為2psk的波形，a為信號幅度，fc為載波信號頻率，θ(t)表示信號隨時(shí)間t變化的相位；

18、(2)根據(jù)所述2psk調(diào)制信號表達(dá)式進(jìn)行2psk調(diào)制后的信號如下所示：

19、

20、若傳輸?shù)幕鶐盘枮槎M(jìn)制“0”，則θ(t)＝0；

21、若傳輸?shù)幕鶐盘枮槎M(jìn)制“1”，則θ(t)＝π。

22、進(jìn)一步的，所述對調(diào)制后信號s_2psk進(jìn)行處理，得到處理后調(diào)制信號s_2psk_proc，具體為：

23、s_2psk_proc(t)＝s_2psk(t)+f(fc,t)???????????????????????????(3)

24、其中f(fc,t)為關(guān)于頻率fc和時(shí)間t的函數(shù)，令f(fc,t)為常數(shù)a3，即

25、f(fc,t)＝a3?????????????????????????????????????????????????(4)

26、則處理后的調(diào)制信號為：

27、

28、若傳輸?shù)幕鶐盘枮槎M(jìn)制“0”，則θ(t)＝0；

29、若傳輸?shù)幕鶐盘枮槎M(jìn)制“1”，則θ(t)＝π。

30、進(jìn)一步的，所述將處理后調(diào)制信號s_2psk_proc直接進(jìn)行偶倍頻，具體為：

31、對處理后調(diào)制信號s_2psk_proc(t)進(jìn)行2k次倍頻后，k≥1，得到：

32、

33、若傳輸?shù)幕鶐盘枮槎M(jìn)制“0”，則θ(t)＝0；

34、若傳輸?shù)幕鶐盘枮槎M(jìn)制“1”，則θ(t)＝π。

35、進(jìn)一步的，當(dāng)k＝1時(shí)，2倍頻后的信號為：

36、

37、若傳輸?shù)幕鶐盘枮槎M(jìn)制“0”，則θ(t)＝0；

38、若傳輸?shù)幕鶐盘枮槎M(jìn)制“1”，則θ(t)＝π。

39、進(jìn)一步的，所述在接收端基帶處理部分根據(jù)收到的信號分布產(chǎn)生調(diào)整系數(shù)p，設(shè)置判決門限t，具體為：

40、當(dāng)太赫茲接收端基帶處理部分收到信號時(shí)，根據(jù)a1、a2、a3產(chǎn)生判斷門限，p為門限調(diào)整系數(shù)，該判斷門限根據(jù)實(shí)際情況動態(tài)調(diào)整；

41、按以下公式計(jì)算門限值t：

42、

43、t＝pt1??????????????????????????????????????????????(9)

44、根據(jù)實(shí)際信道質(zhì)量調(diào)整p值。

45、進(jìn)一步的，所述根據(jù)判決門限t對接收到的偶倍頻后信號進(jìn)行解調(diào)，具體為：

46、太赫茲接收端基帶處理部分根據(jù)解調(diào)信號r及判別門限t，恢復(fù)原始基帶信號，

47、(1)若r位于[t，t2]，則恢復(fù)的基帶信號為“1”；

48、(2)若r位于[0，t]，則根據(jù)保留的相位信息進(jìn)一步判斷：

49、θ(t)＝0，則恢復(fù)的基帶信號為“0”；

50、θ(t)＝π，則恢復(fù)的基帶信號為“1”。

51、第二方面，本發(fā)明還提出一種非易失性存儲介質(zhì)，包括：計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，當(dāng)所述計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品被執(zhí)行時(shí)執(zhí)行所述的基于偶倍頻實(shí)現(xiàn)太赫茲通信的方法。

52、第三方面，本發(fā)明還提出一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，該計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)所述的基于偶倍頻實(shí)現(xiàn)太赫茲通信的方法。

53、本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)在于：

54、傳統(tǒng)方法原始信號的幅值和相位均會發(fā)生嚴(yán)重的非線性畸變，從頻譜上能看到信號的帶寬被顯著的展寬，由于信號的周期性，偶倍頻后相位信號丟失，無法正常解調(diào)。本發(fā)明在發(fā)送端基帶處理部分對發(fā)送信號進(jìn)行重新編碼，并處理調(diào)制后信號，使偶倍頻后原始相位信息依然保留，且由于編碼幅度不同，當(dāng)傳輸基帶不同時(shí)，收到的信號值范圍也不同。因此，通過在接收端基帶處理部分產(chǎn)生可動態(tài)調(diào)制的門限，可實(shí)現(xiàn)偶倍頻后信號的解調(diào)。本發(fā)明與目前現(xiàn)有技術(shù)相比有下面幾點(diǎn)不同及進(jìn)步：

55、(1)本發(fā)明采用調(diào)制信號直接倍頻的方式，解決了射頻模擬器件受限的問題，降低了對混頻器、放大器等模擬器件的要求有利于實(shí)現(xiàn)超高速信號傳輸。

56、(2)本發(fā)明通過對基帶信號重新編碼及處理調(diào)制后的信號，解決了偶倍變頻信息丟失的問題。

57、(3)本發(fā)明在接收端產(chǎn)生門限調(diào)整系數(shù)，通過可調(diào)整的門限可提高系統(tǒng)的抗噪聲性能。