[发明专利]基于正交参考符号的相干光接收方法和装置

权利要求书

1.一种基于正交参考符号的相干光接收方法，其特征在于包括以下步骤：

S1、产生一组强度相同、相互正交的正交参考符号；

S2、将输入光信号等分后，分别与所产生的正交参考符号混频，利用光学相干特性，将输入光信号的调制特征映射到正交参考符号所构建的正交参考空间；

S3、混频后产生的各路光信号经光电转换和模数转换处理，转换为时间离散、幅度量化的数字信号；

S4、对转换的数字信号进行分析和处理，恢复和提取接收光信号中所承载的数据。

2.如权利要求1所述的基于正交参考符号的相干光接收方法，其特征在于：步骤S1中产生的一组正交参考符号中任意两个不同的参考符号在导波空间、波长频率、偏振态、相位中至少一个维度上不满足相干条件或单位周期内的卷积为零。

3.如权利要求2所述的基于正交参考符号的相干光接收方法，其特征在于：所述导波空间的正交性包括同一光纤或光纤束中的不同纤芯、同一自由空间或波导中不产生相干的光传播路径；波长频率的正交性包括光正交频分复用系统的各子载波和波分复用系统的各波长通道；偏振态的正交性包括两相互正交的偏振态；相位正交性包括相对同一参考频率相差90°相位的两个相位分量。

4.如权利要求1或2或3所述的基于正交参考符号的相干光接收方法，其特征在于：步骤S1中产生的一组正交参考符号的调制维度涵盖输入光信号的调制维度。

5.一种基于正交参考符号的相干光接收装置，其特征在于：包括顺次相连的正交参考符号生成单元、光耦合混频单元、光电模数转换单元和数字信号处理单元，

所述正交参考符号生成单元用于：产生一组N路强度相同、相互正交、维度涵盖输入光信号调制维度的正交参考符号，该组正交参考符号中任意两个不同的参考符号在频率、偏振态、相位等至少一个维度上不满足相干条件，或单位周期内的卷积为零；

所述光耦合混频单元用于：将输入光信号等分后，分别与正交参考符号混频，产生N组混频光信号，通过光学相干将输入光信号的调制信息转换为混频光信号的强度信息，将输入光信号映射到正交参考符号所构成的正交坐标系中；

所述光电模数转换单元用于：对各支路混频光信号进行光电转换和模数转换，先将混频光信号按照光功率强度比例转换为模拟电信号，再将模拟电信号离散量化为数字信号；

所述数字信号处理单元用于：对转换的数字信号进行分析和处理，补偿传输损伤并恢复载波符号，提取所承载的数据信息。

6.如权利要求5所述的基于正交参考符号的相干光接收装置，其特征在于：所述正交参考符号生成单元包括参考光源、光分波器、多路并行的调制器以及N个第一光输出端口，N为自然数，参考光源发出的光信号经光分波器等分为N路，各支路上光信号由一个或多个不同维度的调制器调制为强度相同、相互正交的参考光信号，分别经由N个第一光输出端口输出。

7.如权利要求6所述的基于正交参考符号的相干光接收装置，其特征在于：所述正交参考符号生成单元中的参考光源采用单一光源集中或多个光源分布式提供实现。

8.如权利要求6所述的基于正交参考符号的相干光接收装置，其特征在于：所述光耦合混频单元包括至少一个第一光输入端口、至少N个第二光输入端口、至少一个光分波器、N个混频器以及至少N个第二光输出端口，光耦合混频单元的N个第二光输入端口分别与正交参考信号生成单元的N个第一光输出端口相连，引入正交参考信号生成单元所产生的N路正交参考符号；第一光输入端口引入接收端光输入信号，经光分波器等分为N路后，经N个混频器分别与N个第二光输入端口引入的正交参考符号混频，产生N组混频光信号，混频后的光信号由N个第二光输出端口输出。

9.如权利要求8所述的基于正交参考符号的相干光接收装置，其特征在于：所述光电模数转换单元包括至少N个第三光输入端口、N个由光电转换器和模数转换器串联而成的并行支路、以及至少N个电输出端口，光电模数转换单元的N个第三光输入端口分别与光耦合混频单元的N个第二光输出端口相连，引入混频后的光信号，N个并行支路依次完成光电转换和模数转换，光电转换器将混频光信号按照光功率强度比例转换为模拟电信号，模数转换器将模拟电信号离散量化为数字信号，N路数字信号经由N个电输出端口输出。