[0042] 以下通过特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0043] 本发明的目的是针对现有技术的限制，提供了一种基于数字映射的高速光子数模转换方法及系统，以下实施例均以3‑bit光子数模转换为例。
[0044] 实施例一：
[0045] 参照图1、图2、图3，图4，提供一种基于数字映射的高速光子数模转换方法，包括步骤：
[0046] S1、宽谱光源1产生连续光载波，所述连续光载波经过波分解复用器2后分成三路不同波长的并行光载波，所述三路光载波分别并行经过与每一路光载波相对应的光衰减器后继续分别进入与光衰减器相对应的马赫‑曾德尔调制器；
[0047] S2、三个数字映射器均对输入其自身的数字信号进行降频处理，并输出两路数字信号，每个数字映射器输出的两路数字信号进入与每个数字映射器相对应的马赫‑曾德尔调制器；
[0048] S3、三个马赫‑曾德尔调制器均将进入其自身的两路数字信号调制到进入其自身的光载波上，并输出一路光调制信号，三路光调制信号进入波分复用器12；
[0049] S4、波分复用器12将三路不同权重的光调制信号进行加权叠加并输出一路复用光信号，所述复用光信号进入光电检测器13转换为电信号后进入低通滤波器14进行平滑处理并得到模拟信号。
[0050] 在步骤S1中，宽谱光源1产生连续光载波，所述光载波经过波分解复用器2后分成三路不同波长的并行光载波，所述光载波并行经过第一光衰减器3、第二光衰减器4、第三光衰减器5后分别进入第一马赫‑曾德尔调制器6、第二马赫‑曾德尔调制器7和第三马赫‑曾德尔调制器8。
[0051] 宽谱光源1产生的连续光载波经过波分解复用器2后分成三路不同波长的并行光载波经过第一光衰减器3、第二光衰减器4、第三光衰减器5后功率比表示为：
[0052] 在步骤S2中，第一数字映射器9、第二数字映射器10、第三数字映射器11分别产生两路数字信号，所述产生的数字信号进入对应的第一马赫‑曾德尔调制器6、第二马赫‑曾德尔调制器7、第三马赫‑曾德尔调制器8。
[0053] 第一数字映射器9、第二数字映射器10、第三数字映射器11的输入数字信号D1、D2、D3分别对应为待转换数字信号经串并转换后的LSB、NLSB、MSB数据串，其中LSB为最低有效比特位，NLSB为最接近LSB的有效比特位，MSB为最高有效比特位，输出数字信号满足：
[0054]
[0055]
[0056] 其中，其中Si1表示第i个数字映射器输出的第一路数字信号，Si2表示第i个数字映射器输出的第二路数字信号，i＝1，2，3；m＝1，2，...，n/2，n为数字映射器的输入数字信号的长度，Vs为数字映射器输出降频信号的幅度；第一数字映射器9、第二数字映射器10、第三数字映射器11输出数字信号峰值为Vπ；第一马赫‑曾德尔调制器6、第二马赫‑曾德尔调制器7、第三马赫‑曾德尔调制器8由直流电源提供大小为Vπ的偏置电压；三路调制信号的初始相位为π。
[0057] 在步骤S3中，第一马赫‑曾德尔调制器6、第二马赫‑曾德尔调制器7和第三马赫‑曾德尔调制器8输出三路光调制信号进入波分复用器12。
[0058] 第一马赫‑曾德尔调制器6、第二马赫‑曾德尔调制器7、第三马赫‑曾德尔调制器8输出的光调制信号强度Ii(i＝1，2，3)的表达式为：
[0059]
[0060] 其中， 代表光载波经过第i个光衰减器之后的功率，α＝πVs/Vπ代表调制深度，T代表数字映射器输出信号的比特周期。
[0061] 在步骤S4中，波分复用器12输出复用光信号，所述复用光信号经过光电检测器13转换为电信号，电信号输入到低通滤波器14中进行平滑处理，实现数字信号到模拟信号的转换。
[0062] 实施例二：
[0063] 参照图2、图3、图4，提供一种基于数字映射的高速光子数模转换系统，包括：宽谱光源1、波分解复用器2、第一光衰减器3、第二光衰减器4、第三光衰减器5、第一马赫‑曾德尔调制器6、第二马赫‑曾德尔调制器7、第三马赫‑曾德尔调制器8、第一数字映射器9、第二数字映射器10、第三数字映射器11、波分复用器12、光电检测器13、低通滤波器14；
[0064] 宽谱光源1与第一光衰减器3、第二光衰减器4、第三光衰减器5通过波分解复用器2连接；第一光衰减器3、第二光衰减器4、第三光衰减器5分别连入第一马赫‑曾德尔调制器6、第二马赫‑曾德尔调制器7、第三马赫‑曾德尔调制器8。
[0065] 第一数字映射器9、第二数字映射器10、第三数字映射器11分别连接第一马赫‑曾德尔调制器6、第二马赫‑曾德尔调制器7、第三马赫‑曾德尔调制器8。
[0066] 第一马赫‑曾德尔调制器6、第二马赫‑曾德尔调制器7、第三马赫‑曾德尔调制器8与波分复用器12相连。
[0067] 波分复用器12与低通滤波器14通过光电检测器13连接。
[0068] 宽谱光源1，用于产生连续光载波；
[0069] 波分解复用器2，用于将连续光载波分成三路不同波长的并行光载波；
[0070] 光衰减器，用于对与其相对应的并行光载波的光功率进行衰减；
[0071] 数字映射器，用于对输入其自身的数字信号进行降频处理，并输出两路数字信号；
[0072] 马赫‑曾德尔调制器，用于将与其相对应的两路数字信号调制到与其相对应的经过光衰减器衰减的光载波上，并输出一路光调制信号；
[0073] 波分复用器12，用于将三个马赫‑曾德尔调制器输出的三路不同权重的光调制信号进行加权叠加并输出一路复用光信号；
[0074] 光电检测器13，用于将复用光信号转换为电信号；
[0075] 低通滤波器14，用于将电信号进行平滑处理并得到模拟信号。
[0076] 数字映射器(Digital‑to‑digital Converter,DDC)输入数字信号为待转换数字信号经串并转换后得到的具有相同比特权重的数据，用D表示，经过数字映射器后输出数字信号满足以下映射关系：
[0077]
[0078]
[0079] 其中，m＝1,2,...,n/2，n为数字映射器的输入数字信号D的长度。待转换数字信号经串并转换后得到LSB、NLSB、MSB数据串，分别输入到三个数字映射器中。以其中一个数字映射器为例，假设数字映射器的输入信号D为1011011001，经过数字映射器后输出满足映射关系的两个低频信号S1、S2分别为10111、11010。数字映射器输出信号频率为输入信号频率的一半，有效实现数字信号的降频并保留了输出信号与输入信号间的关联性，在保证数字信号到模拟信号的成功转换下实现系统转换速率和系统带宽的倍增。
[0080] 上述实施例提出的一种基于数字映射的高速光子数模转换方法及系统，通过数字映射的方法，解决光子数模转换系统转换速率受限于现有设备的问题，与传统光子数模转换系统相比，该方案利用数字映射的方式，对待转换的数字信号预先进行降频处理，从而利用现有转换设备实现系统转换速率和系统带宽的倍增，同时该系统结构简单，易于操作和集成化。
[0081] 注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
