[发明专利]基于波形匹配的光学数字信号接收装置

权利要求书

1.一种基于波形匹配的光学数字信号接收装置，包括光任意波形发生模块(1)，其特征在于产生任意脉冲外形的周期光脉冲序列，沿所述的光任意波形发生模块(1)的光输出方向依次是电光强度调制器(2)、光电转换器(3)、电滤波器(4)、采样判决模块(5)和数字信号处理单元(6)，所述的数字信号处理单元(6)的第一输出端与所述的光任意波形发生模块(1)的控制端相连，第二输出端与所述的采样判决模块(5)的判决门限输入端相连，所述的光任意波形发生模块(1)的同步输出端与位定时提取模块(7)的第一端口相连接，所述的位定时提取模块(7)的第二端口与所述的采样判决模块(5)相连，所述的位定时提取模块(7)的第三端口与所述的数字信号处理单元(6)的第三输出端相连，所述的位定时提取模块(7)通过第三端口接收所述的数字信号处理单元(6)的控制，实现采样判决模块(5)在电滤波信号每个周期的峰值处进行采样判决，待接收信号从所述的电光强度调制器(2)的调制端输入；

所述的光任意波形发生模块(1)根据数字信号处理单元(6)的配置产生时域外形及相位可控的周期光脉冲序列，并输入电光强度调制器(2)；电光强度调制器(2)的调制端接收待接收电信号，输出强度经过待接收信号调制的光脉冲序列；该光脉冲序列先送入光电转换器(3)转化为电信号后再送入电滤波器(4)中进行滤波；采样判决模块(5)提取电滤波器(4)输出信号在每个周期内的峰值，并根据数字信号处理单元(6)设定的判决门限进行“0”“1”判决；数字信号处理单元(6)接收判决的结果，对判决结果进行处理恢复出发送端送出的数字信号；

所述的光任意波形发生模块(1)产生的光脉冲序列周期T_s与待接收的数字信号周期相同，光任意波形发生模块(1)在数字信号处理单元(6)的控制下，使单个光脉冲的外形p_s(t)与被接收数字信号中“1”码的电脉冲波形s₁(t)相似，即p_s(t)＝K₁s₁(t)，K₁为常数，同时，使输出光脉冲序列的相位在电光强度调制时与接收到的信号中的数字信号相位在一个周期内一致，此外，光任意波形发生模块(1)的同步输出端会输出一个周期信号，其周期与产生的光脉冲序列周期相同。

2.根据权利要求1所述的基于波形匹配的光学数字信号接收装置，其特征在于，所述的位定时提取模块(7)接收任意波形发生模块(1)的同步端输出的周期脉冲信号，在数字信号处理单元(6)的控制下，实现相位的调整与锁定，为采样判决模块(5)提供采样时钟，使采样判决模块(5)始终在滤波后的电信号每个周期的峰值处进行采样。

3.根据权利要求1所述的基于波形匹配的光学数字信号接收装置，其特征在于，所述的电滤波器(4)冲激响应的时域宽度大于单个光脉冲的时域脉宽且小于光脉冲序列的重复周期T_s，同时，电滤波器(4)的带宽小于光电转换器(3)的带宽。

4.根据权利要求1所述的基于波形匹配的光学数字信号接收装置，其特征在于，所述的数字信号处理单元(6)给采样判决模块(5)提供的判决门限取在“1”码和“0”码采样结果的均值处。

5.根据权利要求1至4任一所述的基于波形匹配的光学数字信号接收装置，其特征在于，通过调整光脉冲时域外形p_s(t)，使系统等效冲激响应h_A(t)与接收信号中“1”码的电脉冲波形s₁(t)近似满足匹配滤波条件：h_A(t)＝Kp_s(T_s-t)＝KK₁s₁(T_s-t)，K为常数。