СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ОБРАБОТКИ СИГНАЛОВ И КОГЕРЕНТНЫЙ ПРИЕМНИК Российский патент 2024 года по МПК H04B10/61 H04B10/2507 

Область техники

[0001] Настоящее изобретение относится к области оптической связи и, в частности, к способу и устройству обработки сигналов и к когерентному приемнику.

Уровень техники

[0002] Производительность системы оптической связи с высокой пропускной способностью может ухудшиться из-за затухания в оптическом волокне, хроматической дисперсии оптического волокна, хроматической дисперсии поляризационной моды, фазового шума лазера, нелинейности оптического волокна и т.п. Предлагаемый в настоящее время когерентный приемник с поляризационным мультиплексированием может эффективно компенсировать вышеуказанные факторы ухудшения в электрической области во время процедуры обработки электрического сигнала.

[0003] Во время процедуры обработки электрического сигнала существующего когерентного приемника с поляризационным мультиплексированием для реализации вышеупомянутой эффективной компенсации в электрической области выполняется свертка сигнала во временной области и обратная функция характеристики канала на основе преобразования Фурье. Следовательно, в структуру когерентного приемника с поляризационным мультиплексированием необходимо вводить модуль быстрого преобразования Фурье (fast Fourier transform, FFT) и модуль обратного быстрого преобразования Фурье (inverse fast Fourier transform, IFFT). Однако преобразование Фурье имеет высокую сложность и низкую точность. В результате процедура обработки электрического сигнала очень сложна, а точность восстановленного сигнала невысока. Следовательно, вопрос о том, как улучшить характеристики когерентного приемника с поляризационным мультиплексированием при обработке электрического сигнала, становится актуальной проблемой, которую необходимо решить.

Сущность изобретения

[0004] Настоящее изобретение предоставляет способ и устройство обработки сигналов и когерентный приемник для повышения производительности обработки сигналов.

[0005] Согласно первому аспекту предоставляется способ обработки сигнала. Способ обработки сигнала может выполняться когерентным приемником или может выполняться микросхемой или схемой, размещенной в когерентном приемнике. В настоящем изобретении это не ограничивается.

[0006] Способ обработки сигнала включает в себя:

сначала получение P вещественнозначных сигналов, где P вещественнозначных сигналов включают в себя P вещественнозначных сигналов, полученных посредством аналого-цифрового преобразования, или других P вещественнозначных сигналов, которые требуют цифровой обработки сигналов, и это не ограничивается в настоящем изобретении;

затем выполнение по меньшей мере обработки теоретико-числового преобразования (number theoretic transform, NTT) для P вещественнозначных сигналов для получения P первых вещественнозначных сигналов в области преобразования;

затем выполнение по меньшей мере восстановления тактовой частоты для P первых вещественнозначных сигналов в области преобразования для получения P вторых вещественнозначных сигналов в области преобразования; и

затем выполнение по меньшей мере компенсации поляризации (компенсации поляризационных эффектов) и обработки обратного теоретико-числового преобразования (inverse number theoretic transform, INTT) для P вторых вещественнозначных сигналов в области преобразования для получения m комплекснозначных сигналов X во временной области и m комплекснозначных сигналов Y во временной области, где m и P - натуральные числа.

[0007] Кроме того, если сначала выполняется INTT и обработка объединения, а затем выполняется обработка компенсации поляризации, в способе обработки сигналов, предусмотренном в настоящем изобретении, восстановление фазы и декодирование могут выполняться для m комплекснозначных сигналов X во временной области и m комплекснозначных сигналов Y во временной области, полученных посредством компенсации поляризации, для получения битовых сигналов.

[0008] Следует понимать, что если сначала выполняется INTT и обработка объединения, а затем выполняется обработка компенсации поляризации, обработка компенсации поляризации выполняется на основе сигнала во временной области, полученного посредством обработки INTT. В частности, способность противостоять задержке контура может быть улучшена путем выполнения обработки компенсации поляризации во временной области.

[0009] В качестве альтернативы, если сначала выполняется обработка компенсации поляризации, а затем выполняется INTT и обработка объединения, в способе обработки сигналов, предусмотренном в настоящем изобретении, восстановление фазы и декодирование могут выполняться для m комплекснозначных сигналов X во временной области в первом направлении поляризации и m комплекснозначных сигналов Y во временной области во втором направлении поляризации, которые получаются посредством объединения, чтобы получить битовые сигналы, чтобы реализовать восстановление сигнала.

[0010] Следует понимать, что если сначала выполняется обработка компенсации поляризации, а затем выполняется INTT и обработка объединения, обработка компенсации поляризации выполняется на основе сигнала в области преобразования. В частности, компенсация искажений путем выравнивания поляризации выполняется в области преобразования, и умножение используется для замены свертки, так что потребление энергии может быть уменьшено.

[0011] В способе обработки сигналов, представленном в настоящем изобретении, сигналы в двух направлениях поляризации получаются посредством аналого-цифрового преобразования, и сигналы в двух направлениях поляризации вводятся в устройство цифровой обработки сигналов (DSP) приемника (Rx). Во время процедуры обработки Rx DSP, обработка методом теоретико-числового преобразования (NTT) и методом обратного теоретико-числового преобразования (INTT) используется для замены обработки методом быстрого преобразования Фурье (FFT) и методом обратного быстрого преобразования Фурье (IFFT), чтобы избежать высокой сложности и низкой точности, вызванных обработкой FFT и IFFT, тем самым улучшая производительность обработки сигналов.

[0012] Что касается первого аспекта, в некоторых реализациях первого аспекта выполнение по меньшей мере обработки теоретико-числового преобразования (NTT) для P вещественнозначных сигналов для получения P первых вещественнозначных сигналов в области преобразования включает в себя: выполнение обработки NTT для P вещественнозначных сигналов для получения P первых вещественнозначных сигналов в области преобразования; или

выполнение обработки цифрового расчета обратного распространения (DBP) для P вещественнозначных сигналов для получения P десятых вещественнозначных сигналов во временной области и отдельное выполнение обработки NTT для P десятых вещественнозначных сигналов во временной области для получения P первых вещественнозначных сигналов в области преобразования.

[0013] Если P вещественнозначных сигналов подвергаются обработке DBP, модуль DBP используется для реализации компенсации нелинейных эффектов, чтобы увеличить расстояние передачи сигнала.

[0014] В способе обработки сигналов, представленном в настоящем изобретении, P первых вещественнозначных сигналов в области преобразования могут быть получены путем ввода P вещественнозначных сигналов в модуль NTT и выполнения обработки NTT; или P первых вещественнозначных сигналов в области преобразования могут быть получены путем ввода сначала P вещественнозначных сигналов в модуль DBP и выполнения обработки DBP, а затем выполнения обработки NTT. Предусмотрены различные способы получения P первых вещественнозначных сигналов в области преобразования, так что структурная конструкция устройства Rx DSP является более гибкой.

[0015] Что касается первого аспекта, в некоторых реализациях первого аспекта, когда P вещественнозначных сигналов не подвергаются обработке DBP, компенсация хроматической дисперсии должна выполняться, когда P вторых вещественнозначных сигналов в области преобразования получены на основе P первых вещественнозначных сигналов в области преобразования. Более конкретно, выполнение по меньшей мере восстановления тактовой частоты для P первых вещественнозначных сигналов в области преобразования для получения P вторых вещественнозначных сигналов в области преобразования включает в себя: выполнение компенсации хроматической дисперсии для P первых вещественнозначных сигналов в области преобразования для получения P третьих вещественнозначных сигналов в области преобразования; и выполнение восстановления тактовой частоты для P третьих вещественнозначных сигналов в области преобразования для получения P вторых вещественнозначных сигналов в области преобразования.

[0016] В качестве альтернативы, когда P вещественнозначных сигналов подвергаются обработке DBP, поскольку модуль DBP имеет функцию компенсации хроматической дисперсии, не требуется дополнительная компенсация хроматической дисперсии, когда P вторых вещественнозначных сигналов в области преобразования получают на основе P первых вещественнозначных сигналов в области преобразования. Более конкретно, выполнение по меньшей мере восстановления тактовой частоты для P первых вещественнозначных сигналов в области преобразования для получения P вторых вещественнозначных сигналов в области преобразования включает в себя: выполнение компенсации хроматической дисперсии для P первых вещественнозначных сигналов в области преобразования для получения P вторых вещественнозначных сигналов в области преобразования.

[0017] Что касается первого аспекта, в некоторых реализациях первого аспекта P вещественнозначных сигналов включают в себя синфазный вещественнозначный сигнал I^m_x и квадратурный вещественнозначный сигнал Q^m_x в первом направлении поляризации и синфазный вещественнозначный сигнал I^m_y и квадратурный вещественнозначный сигнал Q^m_y во втором направлении поляризации. В вышеупомянутом случае, когда требуется дополнительная компенсация хроматической дисперсии, процесс компенсации хроматической дисперсии включает в себя: выполнение обработки NTT для импульсной характеристики I_h(t) хроматической дисперсии, соответствующей синфазному вещественнозначному сигналу, и для импульсной характеристики Q_h(t) хроматической дисперсии, соответствующей квадратурному вещественнозначному сигналу, для получения функции I_h(w) выравнивания хроматической дисперсии в области преобразования, соответствующей синфазному вещественнозначному сигналу, и функции Q_h(w) выравнивания хроматической дисперсии в области преобразования, соответствующей квадратурному вещественнозначному сигналу.

[0018] После получения I_h(w) и Q_h(w), 2×m третьих вещественнозначных сигналов в области преобразования, которые находятся в P третьих вещественнозначных сигналах в области преобразования и которые находятся в первом направлении поляризации, могут быть определены на основе I_h(w), Q_h(w) и синфазного вещественнозначного сигнала и квадратурного вещественнозначного сигнала, которые находятся в P первых вещественнозначных сигналах в области преобразования и которые находятся в первом направлении поляризации, и 2×m третьих вещественнозначных сигналов в области преобразования, которые находятся в P третьих вещественнозначных сигналах в области преобразования и которые находятся во втором направлении поляризации, могут быть определены на основе I_h(w), Q_h(w) и синфазного вещественнозначного сигнала и квадратурного вещественнозначного сигнала, которые находятся в P первых вещественнозначных сигналах в области преобразования и которые находятся во втором направлении поляризации, чтобы завершить компенсацию хроматической дисперсии.

[0019] Что касается первого аспекта, в некоторых реализациях первого аспекта третьи вещественнозначные сигналы в области преобразования, полученные посредством компенсации хроматической дисперсии, и первые вещественнозначные сигналы в области преобразования удовлетворяют следующим требованиям:

I^’_x(w) = I_x(w)⋅I_h(w)-Q_x(w)⋅Q_h(w);

Q^’_x(w) = Q_x(w)⋅I_h(w)+I_x(w)⋅Q_h(w);

I^’_y(w) = I_y(w)⋅I_h(w)-Q_y(w)⋅Q_h(w); и

Q^’_y(w) = Q_y(w)⋅I_h(w)+I_y(w)⋅Q_h(w), где

I_x(w) представляет синфазный вещественнозначный сигнал, который находится в первых вещественнозначных сигналах в области преобразования и который находится в первом направлении поляризации, Q_x(w) представляет квадратурный вещественнозначный сигнал, который находится в первых вещественнозначных сигналах в области преобразования и который находится в первом направлении поляризации, I_y(w) представляет синфазный вещественнозначный сигнал, который находится в первых вещественнозначных сигналах в области преобразования и который находится во втором направлении поляризации, Q_y(w) представляет квадратурный вещественнозначный сигнал, который находится в первых вещественнозначных сигналах в области преобразования и который находится во втором направлении поляризации, I^’_x(w) представляет синфазный вещественнозначный сигнал, который находится в третьих вещественнозначных сигналах в области преобразования и который находится в первом направлении поляризации, Q^’_x(w) представляет квадратурный вещественнозначный сигнал, который находится в третьих вещественнозначных сигналах в области преобразования и который находится в первом направлении поляризации, I^’_y(w) представляет синфазный вещественнозначный сигнал, который находится в третьих вещественнозначных сигналах в области преобразования и который находится во втором направлении поляризации, а Q^’_y(w) представляет квадратурный вещественнозначный сигнал, который находится в третьих вещественнозначных сигналах в области преобразования и который находится во втором направлении поляризации.

[0020] В частности, когда m равно 1, определение 2×m третьих вещественнозначных сигналов в области преобразования, которые находятся в P третьих вещественнозначных сигналах в области преобразования и которые находятся в первом направлении поляризации, на основе I_h(w), Q_h(w) и синфазного вещественнозначного сигнала и квадратурного вещественнозначного сигнала, которые находятся в P первых вещественнозначных сигналах в области преобразования и которые находятся в первом направлении поляризации, включает в себя:

Ix_3 = Ix_1⋅I_h(w)-Qx_1⋅Q_h(w); Qx_3 = Qx_1⋅I_h(w)+Ix_1⋅Q_h(w), где

Ix_3 представляет синфазный третий вещественнозначный сигнал в области преобразования в первом направлении поляризации, Ix_1 представляет синфазный вещественнозначный сигнал, который находится в P первых вещественнозначных сигналах в области преобразования и который находится в первом направлении поляризации, Qx_3 представляет квадратурный третий вещественнозначный сигнал в области преобразования в первом направлении поляризации, а Qx_1 представляет квадратурный вещественнозначный сигнал, который находится в P первых вещественнозначных сигналах в области преобразования и который находится в первом направлении поляризации; и

определение 2×m третьих вещественнозначных сигналов в области преобразования, которые находятся в P третьих вещественнозначных сигналах в области преобразования и которые находятся во втором направлении поляризации, на основе I_h(w), Q_h(w) и синфазного вещественнозначного сигнала и квадратурного вещественнозначного сигнала, которые находятся в P первых вещественнозначных сигналах в области преобразования и которые находятся во втором направлении поляризации, включает в себя:

Iy_3 = Iy_1⋅I_h(w)-Qy_1⋅Q_h(w); Qy_3 = Qy_1⋅I_h(w)+Iy_1⋅Q_h(w), где

Iy_3 представляет синфазный третий вещественнозначный сигнал в области преобразования во втором направлении поляризации, Iy_1 представляет синфазный вещественнозначный сигнал, который находится в P первых вещественнозначных сигналах в области преобразования и который находится во втором направлении поляризации, Qy_3 представляет синфазный третий вещественнозначный сигнал в области преобразования во втором направлении поляризации, а Qy_1 представляет синфазный вещественнозначный сигнал, который находится в P первых вещественнозначных сигналах в области преобразования и который находится во втором направлении поляризации.

[0021] Что касается первого аспекта, в некоторых реализациях первого аспекта обработка DBP, в частности, включает в себя: выполнение обработки NTT для P вещественнозначных сигналов для получения P четвертых вещественнозначных сигналов в области преобразования; выполнение в области преобразования компенсации хроматической дисперсии для P четвертых вещественнозначных сигналов в области преобразования для получения P пятых вещественнозначных сигналов в области преобразования; выполнение обработки INTT для P пятых вещественнозначных сигналов в области преобразования для получения P девятых вещественнозначных сигналов во временной области; и выполнение нелинейной компенсации (компенсации нелинейных эффектов) для P девятых вещественнозначных сигналов во временной области для получения P десятых вещественнозначных сигналов во временной области.

[0022] Что касается первого аспекта, в некоторых реализациях первого аспекта сначала может выполняться компенсация поляризации, а затем выполняется обработка INTT для получения P седьмых вещественнозначных сигналов во временной области.

[0023] В частности, компенсация поляризации выполняется для P вторых вещественнозначных сигналов в области преобразования для получения P шестых вещественнозначных сигналов в области преобразования; и обработка INTT выполняется для P шестых вещественнозначных сигналов в области преобразования для получения P седьмых вещественнозначных сигналов во временной области. Выравнивание и деполяризация выполняются для 2×m вторых вещественнозначных сигналов в области преобразования, которые находятся в P вторых вещественнозначных сигналах в области преобразования и которые находятся в первом направлении поляризации, чтобы получить 2×m шестых вещественнозначных сигналов в области преобразования, которые находятся в P шестых вещественнозначных сигналах в области преобразования и которые находятся в первом направлении поляризации. Выравнивание и деполяризация выполняются для 2×m вторых вещественнозначных сигналов в области преобразования, которые находятся в P вторых вещественнозначных сигналах в области преобразования и которые находятся во втором направлении поляризации, чтобы получить 2×m шестых вещественнозначных сигналов в области преобразования, которые находятся в P шестых вещественнозначных сигналах в области преобразования и которые находятся во втором направлении поляризации.

[0024] Затем объединяются P седьмых вещественнозначных сигналов во временной области, полученных посредством обработки INTT. 2×m седьмых вещественнозначных сигналов во временной области, которые находятся в P седьмых вещественнозначных сигналах во временной области и которые находятся в первом направлении поляризации, объединяются в m комплекснозначных сигналов X во временной области в первом направлении поляризации. 2×m седьмых вещественнозначных сигналов во временной области, которые находятся в P седьмых вещественнозначных сигналах во временной области и которые находятся во втором направлении поляризации, объединяются в m комплекснозначных сигналов Y во временной области во втором направлении поляризации.

[0025] Что касается первого аспекта, в некоторых реализациях первого аспекта сначала может выполняться обработка INTT, а затем выполняется компенсация поляризации для получения комплекснозначного сигнала X во временной области и комплекснозначного сигнала Y во временной области, которые прошли компенсацию поляризации.

[0026] В частности, обработка INTT выполняется для P вторых вещественнозначных сигналов в области преобразования для получения P восьмых вещественнозначных сигналов во временной области. 2×m восьмых вещественнозначных сигналов во временной области, которые находятся в P восьмых вещественнозначных сигналах во временной области и которые находятся в первом направлении поляризации, объединяются в m комплекснозначных сигналов X во временной области в первом направлении поляризации. 2×m восьмых вещественнозначных сигналов во временной области, которые находятся в P восьмых вещественнозначных сигналах во временной области и которые находятся во втором направлении поляризации, объединяются в m комплекснозначных сигналов Y во временной области во втором направлении поляризации. Компенсация поляризации во временной области выполняется для m комплекснозначных сигналов X во временной области в первом направлении поляризации и m комплекснозначных сигналов Y во временной области во втором направлении поляризации для получения m комплекснозначных сигналов X во временной области и m комплекснозначных сигналов Y во временной области, которые подверглись компенсации поляризации.

[0027] Что касается первого аспекта, в некоторых реализациях первого аспекта P вещественнозначных сигналов включают в себя 4×m вещественнозначных сигналов в m режимах передачи. m может быть значением, равным 1 или большим 1. P и m удовлетворяют P=4×m. Когда m равно 1, это можно понимать как одномодовую передачу; или когда m больше 1, это можно понимать как многомодовую передачу.

[0028] Согласно второму аспекту предоставляется устройство обработки сигналов, включающее в себя процессор. Процессор связан с памятью и может быть сконфигурирован для выполнения инструкции в памяти, чтобы реализовать способ по любому из первого аспекта или возможных реализаций первого аспекта.

[0029] Опционально, устройство дополнительно включает в себя интерфейс связи, и процессор соединен с интерфейсом связи.

[0030] В варианте реализации устройство представляет собой процессор цифровых сигналов. Когда устройство представляет собой процессор цифровых сигналов, интерфейс связи может быть приемопередатчиком или интерфейсом ввода/вывода.

[0031] В другом варианте реализации устройство представляет собой микросхему, сконфигурированную в виде процессора цифровых сигналов. Когда устройство представляет собой микросхему, сконфигурированную в виде процессора цифровых сигналов, интерфейс связи может быть интерфейсом ввода/вывода.

[0032] В другом варианте осуществления устройство представляет собой микросхему или систему микросхем.

[0033] Опционально, приемопередатчик может быть схемой приемопередатчика.

[0034] Опционально, интерфейс ввода/вывода может быть схемой ввода/вывода.

[0035] В частности, устройство обработки сигналов включает в себя:

первый модуль теоретико-числового преобразования (NTT), сконфигурированный для выполнения обработки NTT для P входных сигналов для получения P первых вещественнозначных сигналов в области преобразования;

модуль восстановления тактовой частоты, сконфигурированный для выполнения восстановления тактовой частоты для P первых вещественнозначных сигналов в области преобразования или P первых вещественнозначных сигналов в области преобразования, полученных посредством компенсации хроматической дисперсии, для получения P вторых вещественнозначных сигналов в области преобразования;

модуль компенсации поляризации и первый модуль обратного теоретико-числового преобразования (INTT), сконфигурированные для обработки P вторых вещественнозначных сигналов в области преобразования для получения m комплекснозначных сигналов X во временной области и m комплекснозначных сигналов Y во временной области; и

модуль восстановления фазы и модуль декодирования, сконфигурированные для выполнения восстановления фазы и декодирования комплекснозначного сигнала X во временной области и комплекснозначного сигнала Y во временной области для получения битовых сигналов, где

m и P - натуральные числа.

[0036] Что касается второго аспекта, в некоторых реализациях второго аспекта P входных сигналов включают в себя P вещественнозначных сигналов, и то, что первый модуль теоретико-числового преобразования (NTT) сконфигурирован для выполнения обработки NTT для P входных сигналов для получения P первых вещественнозначных сигналов в области преобразования, включает в себя следующее: первый модуль теоретико-числового преобразования (NTT) сконфигурирован для выполнения теоретико-числового преобразования для P вещественнозначных сигналов для получения P первых вещественнозначных сигналов в области преобразования.

[0037] Например, P вещественнозначных сигналов включают в себя 4×m вещественнозначных сигналов в m режимах передачи. m может быть значением, равным 1 или большим 1. P и m удовлетворяют P=4×m. Когда m равно 1, это можно понимать как одномодовую передачу; или когда m больше 1, это можно понимать как многомодовую передачу.

[0038] Что касается второго аспекта, в некоторых реализациях второго аспекта, устройство дополнительно включает в себя первый модуль компенсации хроматической дисперсии, сконфигурированный для выполнения компенсации хроматической дисперсии для P первых вещественнозначных сигналов в области преобразования для получения P третьих вещественнозначных сигналов в области преобразования; и модуль восстановления тактовой частоты сконфигурирован для выполнения восстановления тактовой частоты для P третьих вещественнозначных сигналов в области преобразования для получения P вторых вещественнозначных сигналов в области преобразования.

[0039] Что касается второго аспекта, в некоторых реализациях второго аспекта, то, что первый модуль компенсации хроматической дисперсии сконфигурирован для выполнения компенсации хроматической дисперсии для P первых вещественнозначных сигналов в области преобразования для получения P третьих вещественнозначных сигналов в области преобразования, включает в себя следующее:

первый модуль компенсации хроматической дисперсии сконфигурирован для определения m третьих вещественнозначных сигналов в области преобразования, которые находятся в P третьих вещественнозначных сигналах в области преобразования и которые находятся в первом направлении поляризации, на основе функции I_h(w) выравнивания хроматической дисперсии в области преобразования, соответствующей синфазному вещественнозначному сигналу, функции Q_h(w) выравнивания хроматической дисперсии в области преобразования, соответствующей квадратурному вещественнозначному сигналу, и синфазного вещественнозначного сигнала и квадратурного вещественнозначного сигнала, которые находятся в P первых вещественнозначных сигналах в области преобразования и которые находятся в первом направлении поляризации; и

первый модуль компенсации хроматической дисперсии сконфигурирован для определения 2×m третьих вещественнозначных сигналов в области преобразования, которые находятся в P третьих вещественнозначных сигналах в области преобразования и которые находятся во втором направлении поляризации, на основе I_h(w), Q_h(w) и синфазного вещественнозначного сигнала и квадратурного вещественнозначного сигнала, которые находятся в P первых вещественнозначных сигналах в области преобразования и которые находятся во втором направлении поляризации, где I_h(w) и Q_h(w) получаются посредством выполнения обработки NTT для импульсной характеристики I_h(t) хроматической дисперсии, соответствующей синфазному вещественнозначному сигналу, и для импульсной характеристики Q_h(t) хроматической дисперсии, соответствующей квадратурному вещественнозначному сигналу, соответственно.

[0040] Что касается второго аспекта, в некоторых реализациях второго аспекта третьи вещественнозначные сигналы в области преобразования, полученные посредством компенсации хроматической дисперсии, и первые вещественнозначные сигналы в области преобразования удовлетворяют следующим требованиям:

I^’_x(w) = I_x(w)⋅I_h(w)-Q_x(w)⋅Q_h(w);

Q^’_x(w) = Q_x(w)⋅I_h(w)+I_x(w)⋅Q_h(w);

I^’_y(w) = I_y(w)⋅I_h(w)-Q_y(w)⋅Q_h(w); и

Q^’_y(w) = Q_y(w)⋅I_h(w)+I_y(w)⋅Q_h(w), где

I_x(w) представляет синфазный вещественнозначный сигнал, который находится в первых вещественнозначных сигналах в области преобразования и который находится в первом направлении поляризации, Q_x(w) представляет квадратурный вещественнозначный сигнал, который находится в первых вещественнозначных сигналах в области преобразования и который находится в первом направлении поляризации, I_y(w) представляет синфазный вещественнозначный сигнал, который находится в первых вещественнозначных сигналах в области преобразования и который находится во втором направлении поляризации, Q_y(w) представляет квадратурный вещественнозначный сигнал, который находится в первых вещественнозначных сигналах в области преобразования и который находится во втором направлении поляризации, I^’_x(w) представляет синфазный вещественнозначный сигнал, который находится в третьих вещественнозначных сигналах в области преобразования и который находится в первом направлении поляризации, Q^’_x(w) представляет квадратурный вещественнозначный сигнал, который находится в третьих вещественнозначных сигналах в области преобразования и который находится в первом направлении поляризации, I^’_y(w) представляет синфазный вещественнозначный сигнал, который находится в третьих вещественнозначных сигналах в области преобразования и который находится во втором направлении поляризации, а Q^’_y(w) представляет квадратурный вещественнозначный сигнал, который находится в третьих вещественнозначных сигналах в области преобразования и который находится во втором направлении поляризации.

[0041] Что касается второго аспекта, в некоторых реализациях второго аспекта первый модуль компенсации хроматической дисперсии включает в себя третий модуль NTT, модуль объединения и модуль умножения. Третий модуль NTT сконфигурирован для выполнения обработки NTT для импульсной характеристики хроматической дисперсии во временной области для получения функции выравнивания хроматической дисперсии и выполнения обработки NTT для P первых вещественнозначных сигналов в области преобразования. Модуль умножения сконфигурирован для умножения функции выравнивания хроматической дисперсии на P первых вещественнозначных сигналов в области преобразования, полученных посредством обработки NTT. Модуль объединения сконфигурирован для объединения сигналов, полученных посредством обработки модулем умножения.

[0042] Что касается второго аспекта, в некоторых реализациях второго аспекта P входных сигналов включают в себя P десятых вещественнозначных сигналов во временной области; и устройство дополнительно включает в себя модуль цифрового расчета обратного распространения (DBP), сконфигурированный для выполнения обработки DBP для P цифровых сигналов для получения P десятых вещественнозначных сигналов во временной области.

[0043] Когда устройство включает в себя модуль DBP, устройство использует модуль DBP для реализации компенсации нелинейных эффектов на основе линейных искажений, чтобы увеличить расстояние передачи сигнала.

[0044] Что касается второго аспекта, в некоторых реализациях второго аспекта модуль DBP последовательно включает в себя:

второй модуль NTT, второй модуль компенсации хроматической дисперсии, второй модуль INTT и модуль нелинейной компенсации, при этом

то, что модуль DBP сконфигурирован для выполнения обработки DBP для P цифровых сигналов для получения P десятых вещественнозначных сигналов во временной области, включает в себя следующее:

второй модуль NTT сконфигурирован для выполнения обработки NTT для P цифровых сигналов для получения P четвертых вещественнозначных сигналов в области преобразования;

второй модуль компенсации хроматической дисперсии сконфигурирован для выполнения в области преобразования компенсации хроматической дисперсии для P четвертых вещественнозначных сигналов в области преобразования для получения P пятых вещественнозначных сигналов в области преобразования;

второй модуль INTT сконфигурирован для выполнения обработки INTT для P пятых вещественнозначных сигналов в области преобразования для получения P девятых вещественнозначных сигналов во временной области; и

модуль нелинейной компенсации сконфигурирован для выполнения нелинейной компенсации для P девятых вещественнозначных сигналов во временной области для получения P десятых вещественнозначных сигналов во временной области.

[0045] Что касается второго аспекта, в некоторых реализациях второго аспекта модуль восстановления тактовой частоты сконфигурирован для выполнения восстановления тактовой частоты для P первых вещественнозначных сигналов в области преобразования для получения P вторых вещественнозначных сигналов в области преобразования.

[0046] Что касается второго аспекта, в некоторых реализациях второго аспекта устройство дополнительно включает в себя:

модуль объединения, при этом

модуль компенсации поляризации сконфигурирован для выполнения компенсации поляризации для P вторых вещественнозначных сигналов в области преобразования для получения P шестых вещественнозначных сигналов в области преобразования;

первый модуль обратного теоретико-числового преобразования (INTT) сконфигурирован для выполнения обработки INTT для P шестых вещественнозначных сигналов в области преобразования для получения P седьмых вещественнозначных сигналов во временной области; и

модуль объединения сконфигурирован для объединения каждых двух из 2×m седьмых вещественнозначных сигналов во временной области, которые находятся в P седьмых вещественнозначных сигналах во временной области и которые находятся в первом направлении поляризации, чтобы получить m комплекснозначных сигналов X во временной области в первом направлении поляризации; и

объединения каждых двух из 2×m седьмых вещественнозначных сигналов во временной области, которые находятся в P седьмых вещественнозначных сигналах во временной области и которые находятся во втором направлении поляризации, чтобы получить m комплекснозначных сигналов Y во временной области во втором направлении поляризации.

[0047] Например, модуль компенсации поляризации включает в себя первый фильтр типа бабочка и второй фильтр типа бабочка.

[0048] Первый фильтр типа бабочка сконфигурирован для выполнения выравнивания и деполяризации для 2×m вторых вещественнозначных сигналов в области преобразования, которые находятся в P вторых вещественнозначных сигналах в области преобразования и которые находятся в первом направлении поляризации, чтобы получить 2×m шестых вещественнозначных сигналов в области преобразования, которые находятся в P шестых вещественнозначных сигналах в области преобразования и которые находятся в первом направлении поляризации.

[0049] Второй фильтр типа бабочка сконфигурирован для выполнения выравнивания и деполяризации для 2×m вторых вещественнозначных сигналов в области преобразования, которые находятся в P вторых вещественнозначных сигналах в области преобразования и которые находятся во втором направлении поляризации, чтобы получить 2×m шестых вещественнозначных сигналов в области преобразования, которые находятся в P шестых вещественнозначных сигналах в области преобразования и которые находятся во втором направлении поляризации.

[0050] В частности, во время процедуры обработки сигнала, когда устройство сначала выполняет обработку компенсации поляризации на основе модуля компенсации поляризации, а затем выполняет обработку INTT на основе первого модуля INTT, обработка компенсации поляризации выполняется на основе сигнала в области преобразования. Компенсация искажений путем выравнивания поляризации выполняется в области преобразования, а умножение используется для замены свертки, чтобы можно было снизить энергопотребление.

[0051] В качестве альтернативы, устройство дополнительно включает в себя модуль объединения, при этом первый модуль обратного теоретико-числового преобразования (INTT) сконфигурирован для выполнения обработки INTT для P вторых вещественнозначных сигналов в области преобразования для получения P восьмых вещественнозначных сигналов во временной области;

модуль объединения сконфигурирован для объединения каждых двух из 2×m восьмых вещественнозначных сигналов во временной области, которые находятся в P восьмых вещественнозначных сигналах во временной области и которые находятся в первом направлении поляризации, чтобы получить m комплекснозначных сигналов X во временной области в первом направлении поляризации; и

объединения каждых двух из 2×m восьмых вещественнозначных сигналов во временной области, которые находятся в P восьмых вещественнозначных сигналах во временной области и которые находятся во втором направлении поляризации, чтобы получить m комплекснозначных сигналов Y во временной области во втором направлении поляризации; и

модуль компенсации поляризации сконфигурирован для выполнения компенсации поляризации во временной области для m комплекснозначных сигналов X и m комплекснозначных сигналов Y.

[0052] Например, модуль компенсации поляризации включает в себя третий фильтр типа бабочка. Третий фильтр типа бабочка сконфигурирован для выполнения компенсации поляризации во временной области для m комплекснозначных сигналов X во временной области в первом направлении поляризации и m комплекснозначных сигналов Y во временной области во втором направлении поляризации, чтобы получить m комплекснозначных сигналов X во временной области и m комплекснозначных сигналов Y во временной области, которые подверглись компенсации поляризации.

[0053] В частности, во время процедуры обработки сигнала, когда устройство сначала выполняет обработку INTT на основе первого модуля INTT, а затем выполняет обработку компенсации поляризации на основе модуля компенсации поляризации, обработка компенсации поляризации выполняется на основе сигнала во временной области, полученного с помощью обработки INTT. Способность противостоять задержке контура может быть улучшена путем выполнения обработки компенсации поляризации во временной области.

[0054] Согласно третьему аспекту предоставляется когерентный приемник. Когерентный приемник включает в себя устройство обработки сигналов по любому из второго аспекта или возможных реализаций второго аспекта.

[0055] Кроме того, когерентный приемник дополнительно включает в себя поляризационный светоделитель, смеситель частот, фотоэлектрический детектор и аналого-цифровой преобразователь. Поляризационный светоделитель сконфигурирован для получения сигналов в двух направлениях поляризации. Смеситель частот сконфигурирован для выполнения обработки смешения частот для сигналов с одинаковым направлением поляризации. Фотоэлектрический детектор сконфигурирован для преобразования силы оптического сигнала в силу электрического сигнала. Аналого-цифровой преобразователь выполнен с возможностью преобразования аналогового сигнала в цифровой сигнал.

[0056] Согласно четвертому аспекту предоставляется микросхема. Микросхема включает в себя интерфейс связи, память и процессор. Память выполнена с возможностью сохранения компьютерной программы. Процессор сконфигурирован для чтения и выполнения компьютерной программы, хранящейся в памяти, так что микросхема реализует способ обработки сигналов по любому из первого аспекта или возможных реализаций первого аспекта.

[0057] Согласно пятому аспекту предоставляется устройство обработки сигналов, включающее в себя процессор и интерфейс связи. Процессор связан с памятью. Процессор может быть сконфигурирован для выполнения программного кода в памяти, чтобы реализовать способ обработки сигналов по любому из первого аспекта или возможных реализаций первого аспекта.

[0058] Согласно шестому аспекту предоставляется компьютерно-читаемый запоминающий носитель. Компьютерно-читаемый запоминающий носитель хранит компьютерную программу. Когда компьютерная программа выполняется устройством, устройство может реализовывать способ обработки сигналов по любому из первого аспекта или возможных реализаций первого аспекта.

[0059] Согласно седьмому аспекту предоставляется компьютерный программный продукт, включающий в себя инструкцию. Когда команда выполняется компьютером, устройству предоставляется возможность реализовывать способ обработки сигналов по любому из первого аспекта или возможных реализаций первого аспекта.

Краткое описание чертежей

[0060] Фиг. 1(а) и Фиг. 1(b) - схематическое изображение когерентного приемника с поляризационным мультиплексированием;

[0061] Фиг. 2 - схематическое изображение архитектуры Rx DSP согласно варианту осуществления настоящего изобретения;

[0062] Фиг. 3 - схематическое изображение другой архитектуры Rx DSP согласно варианту осуществления настоящего изобретения;

[0063] Фиг. 4(a) - схематическое изображение реализации компенсации хроматической дисперсии на основе преобразования FFT; Фиг. 4(b) - схематическая структурная схема модуля компенсации хроматической дисперсии согласно варианту осуществления настоящего изобретения;

[0064] Фиг. 5 - схематическое изображение еще одной архитектуры Rx DSP согласно варианту осуществления настоящего изобретения;

[0065] Фиг. 6 - схематическое изображение еще одной архитектуры Rx DSP согласно варианту осуществления настоящего изобретения;

[0066] Фиг. 7 - схематическая структурная схема модуля DBP согласно варианту осуществления настоящего изобретения;

[0067] Фиг. 8(a) - схематическая структурная схема первого модуля компенсации поляризации согласно варианту осуществления настоящего изобретения; Фиг. 8(b) - схематическая структурная схема второго модуля компенсации поляризации согласно варианту осуществления настоящего изобретения;

[0068] Фиг. 9(a) - схематическое изображение архитектуры Rx DSP в сценарии многомодовой передачи согласно варианту осуществления настоящего изобретения; Фиг. 9(b) - схематическое изображение архитектуры Rx DSP в другом сценарии многомодовой передачи согласно варианту осуществления настоящего изобретения; Фиг. 9(c) - схематическое изображение архитектуры Rx DSP в еще одном сценарии многомодовой передачи согласно варианту осуществления настоящего изобретения; Фиг. 9(d) - схематическое изображение архитектуры Rx DSP в еще одном сценарии многомодовой передачи согласно варианту осуществления настоящего изобретения; Фиг. 9(e) - схематическая структурная схема другого модуля DBP согласно варианту осуществления настоящего изобретения;

[0069] Фиг. 10(а) - схематическая блок-схема способа обработки сигналов согласно варианту осуществления настоящего изобретения; Фиг. 10(b) - схематическая блок-схема обработки DBP согласно варианту осуществления настоящего изобретения; Фиг. 10(c) - схематическая блок-схема получения комплекснозначного сигнала во временной области согласно варианту осуществления настоящего изобретения; Фиг. 10(d) - еще одна схематическая блок-схема получения комплекснозначного сигнала во временной области согласно варианту осуществления настоящего изобретения; и

[0070] Фиг. 11 - схематическое изображение микросхемы согласно варианту осуществления настоящего изобретения.

Описание вариантов осуществления

[0071] Далее описаны технические решения настоящего изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи.

[0072] Технические решения в вариантах осуществления настоящего изобретения относятся к усовершенствованию когерентного приемника с поляризационным мультиплексированием. Нижеследующее сначала описывает обычный когерентный приемник с поляризационным мультиплексированием со ссылкой на Фиг. 1(а) и Фиг. 1(b). Фиг. 1(а) и Фиг. 1(b) - схематическое изображение одномодового когерентного приемника с поляризационным мультиплексированием.

[0073] Как можно понять, из Фиг. 1(а) и Фиг. 1(b) видно, что процедура обработки сигнала одномодового когерентного приемника с поляризационным мультиплексированием включает в себя следующие этапы.

[0074] Оптический сигнал разделяется на сигналы x1 и y1 посредством обработки поляризационным светоделителем #1 в поляризационном светоделителе (Polarization beam splitter) 101. x1 отправляется на смеситель #1 частот в смесителе частот (гибридном) 102, и y1 отправляется на смеситель #2 частот в смесителе 102 частот.

[0075] Свет от гетеродина (например, генерируемый локальным лазером (local laser) или передатчиком) разделяется на сигналы x2 и y2 посредством обработки поляризационным светоделителем #2 в поляризационном светоделителе 101. x2 отправляется на смеситель #1 частот в смесителе 102 частот, а y2 отправляется на смеситель #2 частот в смесителе 102 частот.

[0076] Следует отметить, что оптический сигнал или свет от гетеродина имеет две поляризационные моды: поперечную электрическую (transverse electric, TE) и поперечную магнитную (transverse magnetic, TM), которые также могут называться состоянием поляризации X и состоянием поляризации Y, или также может называться направлением поляризации X и направлением поляризации Y.

[0077] Состояние поляризации X и состояние поляризации Y ортогональны друг другу. В частности, после вращения поляризации световой луч в одном состоянии поляризации (состоянии поляризации Y) становится световым лучом в состоянии поляризации X. Следует отметить, что X и Y в данном случае не являются осью x и осью y в узком смысле, но это два ортогональных направления в широком смысле, например, горизонтальное направление 45° и вертикальное направление 45°.

[0078] Смеситель #1 частот и смеситель #2 частот выводят четыре сигнала. Эти четыре сигнала используются в качестве входных сигналов фотоэлектрического детектора (фотодиода) 103 и вводятся по отдельности в фотоэлектрический детектор #1 - фотоэлектрический детектор #4. Фотоэлектрический детектор сконфигурирован для преобразования силы оптического сигнала в силу электрического сигнала.

[0079] Выходной сигнал фотоэлектрического детектора #1 - это сигнал Ix, выходной сигнал фотоэлектрического детектора #2 - это сигнал Qx, выходной сигнал фотоэлектрического детектора #3 - это сигнал Iy, а выходной сигнал фотоэлектрического детектора #4 - это сигнал Qy.

[0080] Ix, Qx, Iy и Qy преобразуются аналого-цифровым преобразователем #1 - аналого-цифровым преобразователем #4 в аналого-цифровом преобразователе (analog-to-digital converter, ADC) 104, соответственно, и выводятся цифровые сигналы Ix, Qx, Iy и Qy, полученные посредством аналого-цифрового преобразования. Ix и Qx объединяются модулем #1 объединения в модуле 105 объединения для получения комплекснозначного сигнала X. Iy и Qy объединяются модулем #2 объединения в модуле 105 объединения для получения комплекснозначного сигнала Y. Например, модуль объединения в настоящем изобретении также может называться сумматором.

[0081] Комплекснозначный сигнал X вводится в модуль #1 FFT в модуле 106 FFT и обрабатывается модулем #1 FFT для получения сигнала X в частотной области, который подвергся быстрому преобразованию Фурье. Комплекснозначный сигнал Y вводится в модуль #2 FFT в модуле 106 FFT и обрабатывается модулем #2 FFT для получения сигнала Y в частотной области, который подвергся быстрому преобразованию Фурье.

[0082] Сигнал X в частотной области вводится в модуль #1 компенсации хроматической дисперсии в модуле 112 компенсации хроматической дисперсии (Chromatic dispersion compensation, CDC), и компенсация хроматической дисперсии выполняется в частотной области для получения сигнала X в частотной области, который подвергся компенсации дисперсии в частотной области. Сигнал Y в частотной области вводится в модуль #2 компенсации хроматической дисперсии в модуле 112 компенсации хроматической дисперсии, и компенсация хроматической дисперсии выполняется в частотной области для получения сигнала Y в частотной области, который подвергся компенсации хроматической дисперсии в частотной области.

[0083] Сигнал X в частотной области, полученный посредством компенсации хроматической дисперсии в частотной области, вводится в модуль #1 восстановления тактовой частоты в модуле 107 восстановления тактовой частоты, и восстановление тактовой частоты выполняется для получения сигнала X в частотной области, который подвергся восстановлению тактовой частоты. Сигнал Y в частотной области, полученный посредством компенсации хроматической дисперсии в частотной области, вводится в модуль #2 восстановления тактовой частоты в модуле 107 восстановления тактовой частоты, и восстановление тактовой частоты выполняется для получения сигнала Y в частотной области, который подвергся восстановлению тактовой частоты.

[0084] Сигнал X в частотной области, полученный посредством восстановления тактовой частоты, вводится в модуль #1 IFFT в модуле 113 IFFT и обрабатывается модулем #1 IFFT для получения сигнала X во временной области, который подвергся обратному быстрому преобразованию Фурье. Сигнал Y в частотной области, полученный посредством восстановления тактовой частоты, вводится в модуль #2 IFFT в модуле 113 IFFT и обрабатывается модулем #2 IFFT для получения сигнала Y во временной области, который подвергся обратному быстрому преобразованию Фурье.

[0085] Как сигнал X во временной области, так и сигнал Y во временной области вводятся в модуль 108 компенсации поляризации. Опционально, модуль компенсации поляризации включает в себя фильтры типа бабочка 2×2 и выполняет демультиплексирование поляризации и выравнивание искажений для получения сигнала X во временной области и сигнала Y во временной области, которые подверглись компенсации поляризации. В частности, как показано на Фиг. 1(а) и Фиг. 1(b), модуль 108 компенсации поляризации дополнительно включает в себя модуль 109 обновления коэффициента. Модуль 109 обновления коэффициента выполнен с возможностью обновления коэффициента фильтра, включенного в модуль 108 компенсации поляризации.

[0086] Комплекснозначный сигнал X, полученный посредством компенсации поляризации, последовательно отправляется в модуль #1 восстановления фазы в модуле 110 восстановления фазы (phase recovery) и в модуль #1 декодирования в модуле 111 декодирования (decoder) для получения битового сигнала. Комплекснозначный сигнал Y, полученный посредством компенсации поляризации, последовательно отправляется в модуль #2 восстановления фазы в модуле 110 восстановления фазы и в модуль #2 декодирования в модуле 111 декодирования для получения битового сигнала.

[0087] Следует отметить, что поскольку модуль 106 FFT и модуль 113 IFFT вводятся в текущую процедуру обработки сигналов когерентного приемника, могут возникать следующие случаи:

[0088] (1) Сложность преобразования FFT увеличивается с увеличением количества точек преобразования со скоростью Nlog2N.

[0089] (2) Преобразование FFT включает в себя большое количество операций умножения, а сложность умножения довольно высока.

[0090] (3) Матрица преобразования FFT представляет собой матрицу комплексных чисел, основанную на экспоненте e, и не может точно указать ошибку усечения и ошибку вычислений с фиксированной точкой на компьютере с ограниченным количеством битов.

[0091] Этот вариант осуществления настоящего изобретения в основном относится к усовершенствованию процедуры обработки после ADC. Поэтому для простоты описания процедура обработки после ADC в совокупности называется процедурой цифровой обработки сигнала приемника (Receiver Digital Signal Processing, Rx DSP), например, процедурой обработки сигнала Rx DSP, включенной в большую область, выделенную пунктирной линией на Фиг. 1(а) и Фиг. 1(b).

[0092] Для простоты понимания в настоящем изобретении кратко описаны несколько основных концепций.

[0093] 1. Мультиплексирование поляризации

[0094] Режим передачи, то есть мода HE₁₁, для оптического сигнала в одномодовом оптическом волокне включает в себя две подмоды: HE^x₁₁ и HE^y₁₁. Эти две подмоды независимы друг от друга, и их направления поляризации ортогональны друг другу. Эти две подмоды представляют разные формы в процессе передачи: линейная поляризация, эллиптическая поляризация и круговая поляризация, но всегда остаются ортогональными. X-поляризация и Y-поляризация в настоящем изобретении представляют собой два состояния ортогональной поляризации в мультиплексирующем одномодовом оптическом волокне.

[0095] По сравнению с одномодовым оптическим волокном, многомодовое оптическое волокно может передавать сигналы во множестве режимов. В настоящее время обычно используется мода LP_pq. Значения p и q представляют различные характеристики модового поля моды LP.

[0096] 2. Обработка NTT и обработка INTT

[0097] И обработка NTT, и обработка FFT в настоящем изобретении относятся к преобразованию для реализации быстрой свертки. Обработка FFT - это преобразование комплексных чисел, ядром которого является K=exp(jα). exp(jα) - это комплексное число, и оно имеет ошибку усечения при хранении. Кроме того, сложность умножения комплексного числа довольно высока. Преобразование NTT - это преобразование, которое определено в конечном поле и ядром которого является K (K - целое число). Обычно K равно 2. Следовательно, матрица преобразования не имеет ошибки усечения. На двоичном компьютере как умножение, так и деление на 2 могут быть реализованы посредством сдвига, так что умножения можно избежать и снизить энергопотребление.

[0098] Кроме того, обработка INTT - это процесс, обратный обработке NTT, а IFFT - это процесс, обратный обработке FFT. Подробности не описаны в настоящем изобретении.

[0099] 3. Область преобразования и временная область

[0100] Сигнал во временной области в вариантах осуществления настоящего изобретения представляет собой сигнал, который вводится в процесс Rx DSP посредством аналого-цифрового преобразования. Сигнал, полученный путем выполнения обработки FFT для сигнала во временной области, называется сигналом в частотной области, а сигнал, полученный посредством обработки NTT, называется сигналом в области преобразования.

[0101] Кроме того, сигнал во временной области получается путем выполнения обработки IFFT для сигнала в частотной области, и сигнал во временной области получается путем выполнения обработки INTT для сигнала в области преобразования.

[0102] Более конкретно, сигнал во временной области в настоящем изобретении может пониматься как сигнал с временной детализацией и может изменяться по мере изменения времени; сигнал в частотной области можно понимать как представление частотной области, в которое сигнал во временной области преобразуется посредством преобразования из временной области в частотную область; и аналогично, сигнал в области преобразования можно понимать как представление области преобразования, в которое сигнал во временной области преобразуется посредством преобразования из временной области в область преобразования. Во время процесса преобразования из временной области в область преобразования сигнал во временной области обычно сегментируется, затем часть накладывается в начале и в конце, а затем сигнал отправляется в модуль преобразования NTT/INTT. Например, сегмент данных во временной области включает в себя 1024 точки. Сигнал во временной области сначала делится на 512 точек, затем 256 точек накладываются в начале и в конце, а затем 1024 точки отправляются в модуль преобразования NTT/INTT. 512, 256 и 1024 здесь являются просто примерами. Определенная пропорция наложения и определенное количество точек в сегменте не ограничены в настоящем изобретении. Количество точек преобразования данных - это длина массива при преобразовании данных. Как правило, большее количество точек способствует лучшей производительности преобразования.

[0103] 4. Синфазный вещественнозначный сигнал и квадратурный вещественнозначный сигнал

[0104] Квадратурная амплитудная модуляция широко используется в современной когерентной связи. Квадратурная амплитудная модуляция - это схема модуляции, в которой амплитудная модуляция выполняется на двух ортогональных несущих. Две несущие обычно являются синусоидальными волнами с разностью фаз 90° и поэтому называются ортогональными несущими. Вещественная часть комплекснозначного сигнала называется сонаправленной составляющей, а мнимая часть сигнала называется квадратурной составляющей.

[0105] Следует отметить, что как вещественная часть, так и мнимая часть комплекснозначного сигнала (например, X=a+bj) являются вещественными числами (например, и a, и b являются вещественными числами). Поэтому в настоящем изобретении сонаправленная составляющая упоминается как синфазный вещественнозначный сигнал, а квадратурная составляющая упоминается как квадратурный вещественнозначный сигнал.

[0106] Из вышеприведенных описаний можно понять, что введение модуля FFT и модуля IFFT в процедуру обработки электрического сигнала когерентного приемника может увеличить сложность процедуры обработки сигнала. Чтобы решить проблему в существующей процедуре обработки электрического сигнала когерентного приемника и снизить энергопотребление алгоритма, варианты осуществления настоящего изобретения предоставляют способ и устройство обработки сигнала, в которых электрический сигнал обрабатывается без введения модуля FFT или модуля IFFT, тем самым улучшая характеристики когерентного приемника с поляризационным мультиплексированием при обработке электрического сигнала и уменьшая сложность.

[0107] Ниже подробно описаны способ и устройство обработки сигналов, представленные в вариантах осуществления настоящего изобретения, со ссылкой на прилагаемые чертежи. Способ обработки сигнала, предусмотренный в вариантах осуществления настоящего изобретения, может использоваться когерентным приемником с поляризационным мультиплексированием для обработки электрического сигнала в одномодовом или многомодовом сценарии передачи.

[0108] Фиг. 2 - схематическое изображение архитектуры Rx DSP согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Архитектура 200 Rx DSP включает в себя:

первый модуль 211 NTT, первый модуль 212 компенсации хроматической дисперсии, модуль 213 восстановления тактовой частоты, первый модуль 214 компенсации поляризации, первый модуль 215 INTT, модуль 216 объединения, модуль 217 восстановления фазы и модуль 218 декодирования.

[0109] Первый модуль NTT включает в себя модуль #1 NTT, модуль #2 NTT, модуль #3 NTT и модуль #4 NTT. Сигналы I¹_x, Q¹_x, I¹_y и Q¹_y вводятся в модуль #1 NTT, модуль #2 NTT, модуль #3 NTT и модуль #4 NTT, соответственно.

[0110] Опционально, сигналы I¹_x, Q¹_x, I¹_y и Q¹_y являются вещественнозначными сигналами, полученными посредством преобразования ADC.

[0111] Модуль #1 NTT, модуль #2 NTT, модуль #3 NTT и модуль #4 NTT выполняют обработку NTT для I¹_x, Q¹_x, I¹_y и Q¹_y, соответственно, и выводят первые вещественнозначные сигналы Ix_1, Qx_1, Iy_1 и Qy_1 в области преобразования в первый модуль 212 компенсации хроматической дисперсии.

[0112] Первый модуль 212 компенсации хроматической дисперсии включает в себя модуль #1 компенсации хроматической дисперсии и модуль #2 компенсации хроматической дисперсии. Ix_1 и Qx_1 вводятся в модуль #1 компенсации хроматической дисперсии, и компенсация хроматической дисперсии выполняется для получения третьих вещественнозначных сигналов Ix_3 и Qx_3 в области преобразования. Iy_1 и Qy_1 вводятся в модуль #2 компенсации хроматической дисперсии, и компенсация хроматической дисперсии выполняется для получения третьих вещественнозначных сигналов Iy_3 и Qy_3 в области преобразования.

[0113] Модуль 213 восстановления тактовой частоты включает в себя модуль #1 восстановления тактовой частоты и модуль #2 восстановления тактовой частоты. Ix_3 и Qx_3 вводятся в модуль #1 восстановления тактовой частоты, и восстановление тактовой частоты выполняется для получения вторых вещественнозначных сигналов Ix_2 и Qx_2 в области преобразования. Iy_3 и Qy_3 вводятся в модуль #2 восстановления тактовой частоты, и восстановление тактовой частоты выполняется для получения вторых вещественнозначных сигналов Iy_2 и Qy_2 в области преобразования.

[0114] Вторые вещественнозначные сигналы Ix_2, Qx_2, Iy_2 и Qy_2 вводятся в первый модуль 214 компенсации поляризации, и демультиплексирование поляризации и выравнивание искажений выполняются для получения шестых вещественнозначных сигналов Ix_5, Qx_5, Iy_5 и Qy_5 в области преобразования. Опционально, первый модуль 214 компенсации поляризации дополнительно включает в себя модуль 2141 обновления коэффициента. Модуль 2141 обновления коэффициента сконфигурирован для обновления коэффициента фильтра, включенного в первый модуль 214 компенсации поляризации.

[0115] Первый модуль 215 INTT включает в себя модуль #1 INTT, модуль #2 INTT, модуль #3 INTT и модуль #4 INTT. Сигналы Ix_5, Qx_5, Iy_5 и Qy_5 вводятся в модуль #1 INTT, модуль #2 INTT, модуль #3 INTT и модуль #4 INTT, соответственно.

[0116] Модуль #1 INTT, модуль #2 INTT, модуль #3 INTT и модуль #4 INTT выполняют обработку INTT для Ix_5, Qx_5, Iy_5 и Qy_5, соответственно, и выводят седьмые вещественнозначные сигналы Ix_6, Qx_6, Iy_6 и Qy_6 во временной области в модуль 216 объединения.

[0117] Модуль 216 объединения включает в себя модуль #1 объединения и модуль #2 объединения. Ix_6 и Qx_6 вводятся в модуль #1 объединения и объединяются для получения комплекснозначного сигнала X во временной области. Iy_6 и Qy_6 вводятся в модуль #2 объединения и объединяются для получения комплекснозначного сигнала Y во временной области.

[0118] Модуль 217 восстановления фазы включает в себя модуль #1 восстановления фазы и модуль #2 восстановления фазы. Модуль 111 декодирования включает в себя модуль #1 декодирования и модуль #2 декодирования. Комплекснозначный сигнал X во временной области последовательно вводится в модуль #1 восстановления фазы и модуль #1 декодирования для получения восстановленного битового сигнала. Комплекснозначный сигнал Y во временной области последовательно вводится в модуль #2 восстановления фазы и модуль #2 декодирования для получения восстановленного битового сигнала.

[0119] Архитектура 200 Rx DSP, показанная на Фиг. 2, может называться архитектурой Rx DSP, полностью основанной на области преобразования. Архитектура Rx DSP, полностью основанная на области преобразования, не только выполняет компенсацию хроматической дисперсии на основе NTT/INTT, но также выполняет компенсацию поляризации на основе NTT/INTT, то есть выполняет компенсацию хроматической дисперсии и компенсацию поляризации в области преобразования. В частности, компенсация искажений путем выравнивания поляризации выполняется в области преобразования, и умножение используется для замены свертки, так что потребление энергии может быть дополнительно уменьшено. Кроме того, количество (размер) точек преобразования может быть увеличено, так что искажение эффективно выравнивается и производительность улучшается.

[0120] Фиг. 3 - схематическое изображение другой архитектуры Rx DSP согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Архитектура 300 Rx DSP включает в себя:

первый модуль 211 NTT, первый модуль 212 компенсации хроматической дисперсии, модуль 213 восстановления тактовой частоты, второй модуль 310 компенсации поляризации, модуль 311 обновления коэффициента, первый модуль 215 INTT, модуль 216 объединения, модуль 320 восстановления фазы и модуль 330 декодирования.

[0121] Модули до восстановления тактовой частоты в архитектуре 300 такие же, как и в архитектуре 200. Различие заключается в том, что выходной сигнал модуля 213 восстановления тактовой частоты сначала обрабатывается модулем 215 INTT и объединяется модулем 216 объединения, а затем вводится во второй модуль 310 компенсации поляризации. Процесс до восстановления тактовой частоты снова не описывается.

[0122] Первый модуль 215 INTT включает в себя модуль #1 INTT, модуль #2 INTT, модуль #3 INTT и модуль #4 INTT. Вторые вещественнозначные сигналы Ix_2, Qx_2, Iy_2 и Qy_2 вводятся в модуль #1 INTT, модуль #2 INTT, модуль #3 INTT и модуль #4 INTT, соответственно.

[0123] Модуль #1 INTT, модуль #2 INTT, модуль #3 INTT и модуль #4 INTT выполняют обработку INTT для Ix_2, Qx_2, Iy_2 и Qy_2, соответственно, и выводят восьмые вещественнозначные сигналы Ix_7, Qx_7, Iy_7 и Qy_7 во временной области в модуль 216 объединения.

[0124] Модуль 216 объединения включает в себя модуль #1 объединения и модуль #2 объединения. Ix_7 и Qx_7 вводятся в модуль #1 объединения и объединяются для получения комплекснозначного сигнала X во временной области. Iy_7 и Qy_7 вводятся в модуль #2 объединения и объединяются для получения комплекснозначного сигнала Y во временной области.

[0125] Комплекснозначный сигнал X во временной области и комплекснозначный сигнал Y во временной области вводятся во второй модуль 310 компенсации поляризации, и демультиплексирование поляризации и выравнивание искажений выполняются для получения комплекснозначного сигнала X во временной области и комплекснозначного сигнала Y во временной области, которые подверглись компенсации поляризации. Второй модуль 310 компенсации поляризации дополнительно включает в себя модуль 311 обновления коэффициента. Модуль 311 обновления коэффициента выполнен с возможностью обновления коэффициента фильтра, включенного во второй модуль 310 компенсации поляризации.

[0126] Модуль 320 восстановления фазы включает в себя модуль #1 восстановления фазы и модуль #2 восстановления фазы. Модуль 111 декодирования включает в себя модуль #1 декодирования и модуль #2 декодирования. Комплекснозначный сигнал X во временной области, полученный посредством компенсации поляризации, последовательно вводится в модуль #1 восстановления фазы и модуль #1 декодирования для получения восстановленного битового сигнала. Комплекснозначный сигнал Y во временной области, полученный посредством компенсации поляризации, последовательно вводится в модуль #2 восстановления фазы и модуль #2 декодирования для получения восстановленного битового сигнала.

[0127] Архитектура 300 Rx DSP, показанная на Фиг. 3, может называться архитектурой Rx DSP, объединяющей временную область и область преобразования. В архитектуре Rx DSP, объединяющей временную область и область преобразования, компенсация хроматической дисперсии выполняется на основе NTT/INTT, а компенсация поляризации по-прежнему выполняется во временной области, то есть компенсация хроматической дисперсии выполняется в области преобразования, но компенсация поляризации выполняется во временной области. В частности, модуль компенсации хроматической дисперсии с довольно высокой потребляемой мощностью реализует компенсацию в области преобразования, так что общее энергопотребление может быть эффективно снижено, а модуль выравнивания поляризации остается во временной области для выполнения компенсации, так что возможность модуля выравнивания противостоять задержке контура увеличивается.

[0128] Фиг. 4(a) - схематическая структурная схема модуля 400 компенсации хроматической дисперсии. Модуль 400 компенсации хроматической дисперсии может применяться к архитектуре, показанной на Фиг. 1(а) и Фиг. 1(b). Модуль компенсации хроматической дисперсии включает в себя модуль 402 FFT, модуль 404 FFT, модуль 401 объединения, модуль 403 объединения и модуль 405 умножения.

[0129] Сигналы передаются по оптическому волокну. Влияние хроматической дисперсии оптического волокна на сигналы можно описать как импульсную характеристику. При выравнивании хроматической дисперсии во временной области для компенсации используется конечная импульсная характеристика (finite impulse response, FIR). Коэффициент FIR следующий: . указывает коэффициент хроматической дисперсии оптического волокна, указывает расстояние передачи сигнала в оптическом волокне, указывает мнимое число и указывает время. Поскольку сигнал в направлении поляризации x и сигнал в направлении поляризации y испытывают одинаковое искажение из-за хроматической дисперсии, во время выравнивания используется одна и та же функция h(t).

[0130] В модуле компенсации хроматической дисперсии на основе FFT в процедуре обработки сигнала, показанной на Фиг. 1(а) и Фиг. 1(b), входом модуля компенсации хроматической дисперсии является комплекснозначный сигнал X(ω) в частотной области.

[0131] Например, I_h(t) и Q_h(t) представляют собой импульсные характеристики хроматической дисперсии во временной области, I_h(t) и Q_h(t) объединяются модулем 403 объединения в комплекснозначную импульсную характеристику H(t), H(t) вводится в модуль 404 FFT для получения функции H(ω) выравнивания в частотной области, а H(ω) и X(ω) вводятся в модуль 405 умножения и умножаются, чтобы получить выходной сигнал модуля компенсации хроматической дисперсии: Xout(ω) = H(ω)⋅X(ω).

[0132] Фиг. 4(b) - схематическая структурная схема модуля 410 компенсации хроматической дисперсии согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Модуль 410 компенсации хроматической дисперсии может применяться к архитектурам 200 и 300 RX DSP. Модуль компенсации хроматической дисперсии включает в себя модуль 411 NTT, модуль 412 NTT, модуль 419 NTT, модуль 420 NTT, модуль 414 объединения, модуль 418 объединения, модуль 413 умножения, модуль 415 умножения, модуль 416 умножения и модуль 417 умножения.

[0133] В процедурах обработки сигналов, показанных на Фиг. 2 и Фиг. 3, модуль компенсации хроматической дисперсии на основе NTT отдельно выполняет компенсацию хроматической дисперсии для сигнала в направлении поляризации x и сигнала в направлении поляризации y. Процесс компенсации хроматической дисперсии (как показано на Фиг. 4(b)) описывается с использованием компенсации хроматической дисперсии в направлении поляризации x в качестве примера.

[0134] Например, импульсная характеристика хроматической дисперсии в направлении поляризации x разделяется на I_h(t) и Q_h(t), где и .

[0135] I_h(t) и Q_h(t) вводятся в модуль 419 NTT и модуль 420 NTT, соответственно, и преобразуются для получения функций I_h(w) и Q_h(w) выравнивания хроматической дисперсии в области преобразования NTT. Сонаправленный сигнал I_x(t) и квадратурный сигнал Q_x(t) в направлении поляризации x вводятся в модуль 411 NTT и модуль 412 NTT, соответственно, и преобразуются для получения сигналов I_x(w) и Q_x(w) в области преобразования.

[0136] Как можно понять, из Фиг. 4(b) видно, что результат, полученный путем ввода сонаправленного сигнала I_x(w) в области преобразования и сонаправленного компонента I_h(w) функции выравнивания в модуль 413 умножения и выполнения умножения, и результат, полученный путем ввода квадратурного сигнала Q_x(w) в области преобразования и квадратурного компонента Q_h(w) функции выравнивания в модуль 415 умножения и выполнения умножения, объединяются модулем 414 объединения следующим образом: Ix_out(w) = I_x(w)⋅I_h(w)-Q_x(w)⋅Q_h(w).

[0137] Результат, полученный путем ввода Q_x(w) и I_h(w) в модуль 416 умножения и выполнения умножения, и результат, полученный путем ввода I_x(w) и Q_h(w) в модуль 417 умножения и выполнения умножения, объединяются модулем 418 объединения следующим образом: Qx_out(w) = Q_x(w)⋅I_h(w)-I_x(w)⋅Q_h(w).

[0138] Аналогичным образом, когда компенсация хроматической дисперсии выполняется в направлении поляризации y, сонаправленный сигнал I_y(t) и квадратурный сигнал Q_y(t) в направлении поляризации y вводятся в модули NTT и преобразуются для получения сигналов I_y(w) и Q_y(w) в области преобразования, соответственно. Процесс компенсации хроматической дисперсии в направлении поляризации y можно описать с помощью следующих формул:

Iy_out(w) = I_y(w)⋅I_h(w)-Q_y(w)⋅Q_h(w); и

Qy_out(w) = Q_y(w)⋅I_h(w)+I_y(w)⋅Q_h(w).

[0139] В реальной работе функция H(ω) выравнивания в области преобразования Фурье на Фиг. 4(a), и функции выравнивания хроматической дисперсии I_h(w) и Q_h(w) в области теоретико-числового преобразования на Фиг. 4(b) необходимо рассчитывать только один раз и сохранять в памяти, и их можно многократно вызывать для различных входных сигналов.

[0140] Например, одно преобразование NTT и одно преобразование FFT используются в качестве примеров, чтобы объяснить разницу между двумя типами преобразований:

[0141] Матрицы преобразования как FFT, так и NTT могут быть представлены следующим образом:

.

[0142] Отличие заключается в ядре преобразования FFT: . Ядро преобразования NTT: α - степень двойки. Обычно α равно 2 (или может быть равно или другому значению, которое не ограничено в настоящем изобретении). Например, . Каждый элемент в матрице преобразования по-прежнему имеет степень 2, и умножение на 2 или степень 2 в двоичной операции может выполняться посредством сдвига битов.

[0143] Соответственно, например, ядро . Матрица преобразования H для NTT и матрица преобразования H^-1 для INTT, соответственно, следующие:

;

.

[0144] Внутренние рабочие процессы модуля #1 восстановления тактовой частоты и модуля #2 восстановления тактовой частоты аналогичны процессам на Фиг. 4(b), и только функции I_h(w) и Q_h(w) выравнивания хроматической дисперсии необходимо заменить функциями для выравнивания задержек тактовой частоты. Задержка, вызванная тактовой частотой, выражается как с использованием конечной импульсной характеристики во временной области. В модуле восстановления тактовой частоты I_h(w) и Q_h(w) могут быть заменены NTT преобразованием . Подробности здесь не описаны.

[0145] Фиг. 5 - схематическое изображение еще одной архитектуры Rx DSP согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Архитектура 500 Rx DSP включает в себя:

модуль 510 цифрового расчета обратного распространения (digital back propagation, DBP), первый модуль 211 NTT, модуль 213 восстановления тактовой частоты, первый модуль 214 компенсации поляризации, первый модуль 215 INTT, модуль 216 объединения, модуль 217 восстановления фазы и модуль 218 декодирования.

[0146] Архитектура после первого модуля 214 компенсации поляризации в архитектуре 500 Rx DSP такая же, как и в архитектуре 200 Rx DSP. Отличие состоит в том, что перед компенсацией поляризации сигнал проходит обработку DBP. Поскольку модуль 510 DBP имеет функцию компенсации хроматической дисперсии, процесс после модуля DBP может не требовать модуля 212 компенсации хроматической дисперсии.

[0147] Сигналы I¹_x, Q¹_x, I¹_y и Q¹_y вводятся в модуль 510 DBP, выполняется обработка DBP, и сигналы Ix_4, Qx_4, Iy_4 и Qy_4 во временной области выводятся в первый модуль 211 NTT.

[0148] Первый модуль 211 NTT включает в себя модуль #1 NTT, модуль #2 NTT, модуль #3 NTT и модуль #4 NTT. Ix_4, Qx_4, Iy_4 и Qy_4 вводятся в модуль #1 NTT, модуль #2 NTT, модуль #3 NTT и модуль #4 NTT, соответственно.

[0149] Модуль #1 NTT, модуль #2 NTT, модуль #3 NTT и модуль #4 NTT выполняют обработку NTT для Ix_4, Qx_4, Iy_4 и Qy_4, соответственно, и выводят первые вещественнозначные сигналы Ix_1, Qx_1, Iy_1 и Qy_1 в области преобразования в модуль 213 восстановления тактовой частоты.

[0150] Модуль 213 восстановления тактовой частоты включает в себя модуль #1 восстановления тактовой частоты и модуль #2 восстановления тактовой частоты. Ix_1 и Qx_1 вводятся в модуль #1 восстановления тактовой частоты, и восстановление тактовой частоты выполняется для получения вторых вещественнозначных сигналов Ix_2 и Qx_2 в области преобразования. Iy_1 и Qy_1 вводятся в модуль #2 восстановления тактовой частоты, и восстановление тактовой частоты выполняется для получения вторых вещественнозначных сигналов Iy_2 и Qy_2 в области преобразования.

[0151] Для процесса после модуля 213 восстановления тактовой частоты см. вариант осуществления, показанный на Фиг. 2.

[0152] Архитектура 500 Rx DSP, показанная на Фиг. 5, может называться архитектурой Rx DSP, полностью основанной на области преобразования, в которую добавлен DBP. Отличие от архитектуры Rx DSP, полностью основанной на области преобразования, показанной на Фиг. 2, заключается в том, что добавлен модуль DBP. Следует понимать, что в архитектуре Rx DSP, полностью основанной на области преобразования, показанной на Фиг. 2, компенсируется только линейное искажение оптического волокна, например, с помощью компенсации хроматической дисперсии. В архитектуре Rx DSP, полностью основанной на области преобразования, в которую добавлен модуль DBP, модуль DBP используется для реализации компенсации нелинейных эффектов на основе линейного искажения, чтобы увеличить расстояние передачи сигнала.

[0153] Фиг. 6 - схематическое изображение еще одной архитектуры Rx DSP согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Архитектура 600 Rx DSP включает в себя:

модуль 510 DBP, первый модуль 211 NTT, модуль 213 восстановления тактовой частоты, второй модуль 310 компенсации поляризации, модуль 311 обновления коэффициента, первый модуль 215 INTT, модуль 216 объединения, модуль 320 восстановления фазы и модуль 330 декодирования.

[0154] Архитектура после второго модуля 310 компенсации поляризации в архитектуре 600 Rx DSP такая же, как и в архитектуре 300 Rx DSP. Архитектура перед вторым модулем 310 компенсации поляризации такая же, как в архитектуре 500 Rx DSP. Более конкретно, принятый сигнал, полученный путем преобразования ADC, сначала подвергается обработке DBP. Для процесса перед обработкой DBP и восстановлением тактовой частоты см. вариант осуществления, показанный на Фиг. 5. Для процесса после модуля 213 восстановления тактовой частоты см. вариант осуществления, показанный на Фиг. 3.

[0155] Архитектура 600 Rx DSP, показанная на Фиг. 6, может упоминаться как архитектура Rx DSP, объединяющая временную область и область преобразования, в которую добавлен DBP. Отличие от архитектуры Rx DSP, объединяющей временную область и область преобразования, показанной на Фиг. 3, заключается в том, что добавлен модуль DBP. Следует понимать, что в архитектуре Rx DSP, объединяющей временную область и область преобразования, показанной на Фиг. 3, только компенсируется линейное искажение оптического волокна, например, с помощью компенсации хроматической дисперсии. В архитектуре Rx DSP, объединяющей временную область и область преобразования, в которую добавлен модуль DBP, модуль DBP используется для реализации компенсации нелинейных эффектов на основе линейного искажения, чтобы увеличить расстояние передачи сигнала.

[0156] Фиг. 7 - схематическая структурная схема модуля DBP согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Модуль 700 DBP включает в себя:

второй модуль 711 NTT, второй модуль 712 компенсации хроматической дисперсии, второй модуль 713 INTT и модуль 714 нелинейной компенсации, причем структура второго модуля 712 компенсации хроматической дисперсии показана на Фиг. 4(b) и здесь подробно не описывается.

[0157] Как можно видеть из структурной схемы модуля DBP, показанного на Фиг. 7, выполнение обработки DBP на I¹_x, Q¹_x, I¹_y и Q¹_y для получения вещественнозначных сигналов Ix_4, Qx_4, Iy_4 и Qy_4, показанных на Фиг. 5 и Фиг. 6, в частности, включает в себя следующие этапы.

[0158] Второй модуль 711 NTT включает в себя модуль #1 NTT, модуль #2 NTT, модуль #3 NTT и модуль #4 NTT. I¹_x, Q¹_x, I¹_y и Q¹_y вводятся в модуль #1 NTT, модуль #2 NTT, модуль #3 NTT и модуль #4 NTT, соответственно.

[0159] Модуль #1 NTT, модуль #2 NTT, модуль #3 NTT и модуль #4 NTT выполняют обработку NTT для I¹_x, Q¹_x, I¹_y и Q¹_y, соответственно и выводят четвертые вещественнозначные сигналы Ix_4’, Qx_4’, Iy_4’ и Qy_4’ во второй модуль 712 компенсации хроматической дисперсии.

[0160] Второй модуль 712 компенсации хроматической дисперсии включает в себя модуль #1 компенсации хроматической дисперсии и модуль #2 компенсации хроматической дисперсии. Ix_4’ и Qx_4’ вводятся в модуль #1 компенсации хроматической дисперсии, и компенсация хроматической дисперсии выполняется в области преобразования для получения пятых вещественнозначных сигналов Ix_4’’ и Qx_4’’ в области преобразования. Iy_4’ и Qy_4’ вводятся в модуль #2 компенсации хроматической дисперсии, и компенсация хроматической дисперсии выполняется в области преобразования для получения пятых вещественнозначных сигналов Iy_4’’ и Qy_4’’ в области преобразования.

[0161] Второй модуль 713 INTT включает в себя модуль #1 INTT, модуль #2 INTT, модуль #3 INTT и модуль #4 INTT. Ix_4’’, Qx_4’’, Iy_4’’ и Qy_4’’ вводятся в модуль #1 INTT, модуль #2 INTT, модуль #3 INTT и модуль #4 INTT, соответственно.

[0162] Модуль #1 INTT, модуль #2 INTT, модуль #3 INTT и модуль #4 INTT выполняют обработку INTT для Ix_4’’, Qx_4’’, Iy_4’’ и Qy_4’’, соответственно, и выводят девятые вещественнозначные сигналы Ix_4’’’, Qx_4’’’, Iy_4’’’ и Qy_4’’’ временной области в модуль 714 нелинейной компенсации.

[0163] Модуль 714 нелинейной компенсации включает в себя модуль #1 нелинейной компенсации и модуль #2 нелинейной компенсации. Ix_4’ и Qx_4’ вводятся в модуль #1 нелинейной компенсации, и выполняется нелинейная компенсация для получения Ix_4 и Qx_4. Iy_4’ и Qy_4’ вводятся в модуль #2 нелинейной компенсации, и выполняется нелинейная компенсация для получения Iy_4 и Qy_4.

[0164] Следует отметить, что вышеупомянутую процедуру обработки в модуле DBP необходимо повторить N раз. Для обеспечения производительности при увеличении пролета связи необходимо также увеличить количество N итераций DBP. Здесь не ограничиваются различные решения DBP. В зависимости от различного энергопотребления, требуемого сценариями, N может быть установлено равным общей длине линии связи, или может быть установлено одношаговое DBP. В модуле DBP в этом варианте осуществления настоящего изобретения не используются ни модуль FFT, ни модуль IFFT; вместо этого используются модуль NTT и модуль INTT. Таким образом, во время процедуры обработки сигнала модуля DBP повторяющиеся N преобразований не вызывают накопления ошибок.

[0165] Фиг. 8(a) - схематическая структурная схема первого модуля 214 компенсации поляризации согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Фиг. 8(b) - схематическая структурная схема второго модуля 310 компенсации поляризации согласно варианту осуществления настоящего изобретения.

[0166] Как можно понять, из Фиг. 8(a) видно, что первый модуль 214 компенсации поляризации в этом варианте осуществления настоящего изобретения включает в себя фильтр 810 типа бабочка и фильтр 820 типа бабочка. Фильтр 810 типа бабочка включает в себя фильтр 801, фильтр 802, фильтр 803, фильтр 804, сумматор 805 и сумматор 806. Фильтр 820 типа бабочка включает в себя фильтр 807, фильтр 808, фильтр 809, фильтр 8010, сумматор 8011 и сумматор 8012.

[0167] Выходной сигнал фильтра 801, выходной сигнал фильтра 807, выходной сигнал фильтра 803 и выходной сигнал фильтра 809 отрицательны. Вышеупомянутые четыре сигнала вводятся в сумматор 805 для получения сигнала Ix_5, который подвергся компенсации хроматической дисперсии. Выходной сигнал фильтра 801, выходной сигнал фильтра 807, выходной сигнал фильтра 803 и выходной сигнал фильтра 809 вводятся в сумматор 805 для получения сигнала Qx_5, который подвергся компенсации хроматической дисперсии. Выходной сигнал фильтра 802, выходной сигнал фильтра 808, выходной сигнал фильтра 804 и выходной сигнал фильтра 8010 отрицательны. Вышеупомянутые четыре сигнала вводятся в сумматор 806 для получения сигнала Iy_5, который подвергся компенсации хроматической дисперсии. Выходной сигнал фильтра 802, выходной сигнал фильтра 808, выходной сигнал фильтра 804 и выходной сигнал фильтра 8010 выводятся на сумматор 805 для получения сигнала Qy_5, который подвергся компенсации хроматической дисперсии.

[0168] Модуль восстановления тактовой частоты выдает четыре сигнала. Четыре сигнала Ix_2, Qx_2, Iy_2 и Qy_2 вводятся в модуль компенсации поляризации. Модуль компенсации поляризации включает в себя два фильтра типа бабочка. Один фильтр типа бабочка представляет собой систему 2×2 с двумя входами и двумя выходами. Два комплекснозначных сигнала вводятся, и два комплекснозначных сигнала выводятся. Поскольку в преобразовании NTT обрабатываются вещественнозначные сигналы, часть выравнивания поляризации представляет собой систему 4×4 с четырьмя входами и четырьмя выходами.

[0169] Первый фильтр 810 типа бабочка предназначен для выравнивания и деполяризации сигналов I-пути (включая сигнал Ix_2 I-пути с x-поляризацией и сигнал Iy_2 I-пути с y-поляризацией), а матрица преобразования представляет собой . Второй фильтр 820 типа бабочка предназначен для сигналов Q-пути (включая сигнал Qx_2 Q-пути с x-поляризацией и сигнал Qy_2 Q-пути с y-поляризацией), а матрица преобразования представляет собой .

[0170] Модуль компенсации поляризации выдает четыре вещественнозначных сигнала: Ix_5, Qx_5, Iy_5 и Qy_5. Процесс выполнения компенсации поляризации первым модулем 214 компенсации поляризации описывается со ссылкой на Фиг. 8(a).

[0171] Входными сигналами первого модуля 214 компенсации поляризации являются четыре вещественнозначных сигнала: Ix_2, Qx_2, Iy_2 и Qy_2, которые представляют собой сонаправленный сигнал Ix_2 в направлении поляризации x, квадратурный сигнал Qx_2 в направлении поляризации x, сонаправленный сигнал Iy_2 в направлении поляризации y и квадратурный сигнал Qy_2 в направлении поляризации y, соответственно.

[0172] В частности, результат умножения Ix_2 и вводится в сумматор 805, отрицательное значение результата умножения Qx_2 и вводится в сумматор 805, результат умножения Iy_2 и вводится в сумматор 805, отрицательное значение результата умножения Qy_2 и вводится в сумматор 805, и сумматор 805 выдает сонаправленный сигнал Ix_5, который находится в направлении поляризации x и который получен посредством компенсации поляризации.

[0173] Результат умножения Ix_2 и вводится в сумматор 8011, отрицательное значение результата умножения Qx_2 и вводится в сумматор 8011, результат умножения Iy_2 и вводится в сумматор 8011, результат умножения Qy_2 и вводится в сумматор 8011, и сумматор 8011 выводит квадратурный сигнал Qx_5, который находится в направлении поляризации x и который получен посредством компенсации поляризации.

[0174] Результат умножения Ix_2 и вводится в сумматор 806, отрицательное значение результата умножения Qx_2 и вводится в сумматор 806, результат умножения Iy_2 и вводится в сумматор 806, отрицательное значение результата умножения Qy_2 и вводится в сумматор 806, и сумматор 806 выдает сонаправленный сигнал Iy_5, который находится в направлении поляризации y и который получен посредством компенсации поляризации.

[0175] Результат умножения Ix_2 и вводится в сумматор 8012, результат умножения Qx_2 и вводится в сумматор 8012, результат умножения Iy_2 и вводится в сумматор 8012, результат умножения Qy_2 и вводится в сумматор. 8012, и сумматор 8012 выводит квадратурный сигнал Qy_5, который находится в направлении поляризации y и который получен посредством компенсации поляризации.

[0176] Процесс, в котором выходные сигналы Ix_5, Qx_5, Iy_5 и Qy_5 первого модуля 214 компенсации поляризации взаимодействуют с матрицей выравнивания и входными сигналами Ix_2, Qx_2, Iy_2 и Qy_2, описывается с помощью следующей формулы:

[0177] Например, первый модуль 214 компенсации поляризации дополнительно включает в себя модуль 2141 обновления коэффициента (не показан на фигуре). Модуль 2141 обновления коэффициента сконфигурирован для обновления коэффициента фильтра, включенного в первый модуль 214 компенсации поляризации. В этом варианте осуществления настоящего изобретения методы обновления матриц коэффициентов выравнивания и модуля компенсации поляризации включают в себя слепое обновление, обновление с обучением, обновление без обратной связи по решению, обновление с обратной связью по решению и т.п. Метод обновления коэффициента модуля компенсации поляризации не ограничен в этом варианте осуществления настоящего изобретения. Подробности здесь не описаны.

[0178] Как можно понять из Фиг. 8(b), второй модуль 310 компенсации поляризации в этом варианте осуществления настоящего изобретения включает в себя фильтры типа бабочка 2×2, а фильтры типа бабочка включают в себя фильтр 801, фильтр 802, фильтр 803, четвертый фильтр 804, сумматор 805 и сумматор 806.

[0179] Функции второго модуля 310 компенсации поляризации включают в себя канальные эффекты оптического волокна, такие как компенсация методом выравнивания (equalization compensation), дифференциальная групповая задержка (differential group delay, DGD) и остаточная хроматическая дисперсия. Эффект оптического волокна можно описать с помощью матрицы искажения 2×2. Обратная матрица матрицы искажения может быть получена с использованием различных алгоритмов. Коэффициенты отвода фильтра 108 типа бабочка во временной области - это hxx, hxy, hyx и hyy. Сигналы X и Y свертываются с помощью матриц коэффициентов отвода hxx, hxy, hyx и hyy для получения сигналов Xout и Yout, которые подверглись компенсации поляризационных искажений. Общие алгоритмы для расчета матрицы коэффициентов отвода включают алгоритм постоянного модуля (constant modulus algorithm, CMA), метод наименьших средних квадратов (Least Mean Square, LMS) и различные модифицированные версии LMS или другие формы, такие как LMS с использованием данных.

[0180] Модуль 216 объединения выводит комплекснозначный сигнал X в направлении поляризации X, и комплекснозначный сигнал X вводится в фильтр 801 и фильтр 803. Модуль 216 объединения выводит комплекснозначный сигнал Y в направлении поляризации Y, и комплекснозначный сигнал Y вводится в фильтр 802 и фильтр 804. Фильтр 801 и фильтр 803 подают выходной сигнал на сумматор 805. Фильтр 802 и фильтр 804 подают выходной сигнал на сумматор 806.

[0181] hxx, hxy, hyx и hyy на Фиг. 8(b) представляют коэффициенты фильтра 801, фильтра 802, фильтра 803 и фильтра 804, соответственно.

[0182] Следует отметить, что хотя Фиг. 8(a) и Фиг. 8(b) используются в качестве примеров для описания фильтров типа бабочка в настоящем изобретении, фильтры типа бабочка, показанные на Фиг. 8(a) и Фиг. 8(b), являются просто примерами и не ограничивают объем охраны настоящего изобретения. Фильтры типа бабочка в вариантах осуществления настоящего изобретения следует понимать в широком смысле, и фильтр или комбинация фильтров, которые могут реализовывать функцию обратной свертки, могут называться фильтром типа бабочка.

[0183] Rx DSP, предоставленный в этом варианте осуществления настоящего изобретения, может дополнительно применяться к сценарию многомодовой передачи. Например, Rx DSP применяется к m режимам передачи. В этом случае Rx DSP принимает P вещественнозначных сигналов.

[0184] Фиг. 9(a) - схематическое изображение архитектуры Rx DSP в сценарии многомодовой передачи согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Архитектура 900 Rx DSP включает в себя:

первый модуль 211 NTT, первый модуль 212 компенсации хроматической дисперсии, модуль 213 восстановления тактовой частоты, первый модуль 214 компенсации поляризации, первый модуль 215 INTT, модуль 216 объединения, модуль 217 восстановления фазы и модуль 218 декодирования.

[0185] P вещественнозначных сигналов вводятся в первый модуль 211 NTT. Первый модуль NTT отдельно выполняет обработку NTT для P вещественнозначных сигналов и выводит P первых вещественнозначных сигналов в области преобразования в первый модуль 212 компенсации хроматической дисперсии.

[0186] Опционально, P вещественнозначных сигналов являются вещественнозначными сигналами, полученными посредством преобразования ADC. P вещественнозначных сигналов включают в себя 4×m вещественнозначных сигналов в m режимах передачи.

[0187] Первый модуль 212 компенсации хроматической дисперсии отдельно выполняет компенсацию хроматической дисперсии для P первых вещественнозначных сигналов в области преобразования и выводит P третьих вещественнозначных сигналов в области преобразования в модуль 213 восстановления тактовой частоты.

[0188] Модуль 213 восстановления тактовой частоты отдельно выполняет восстановление тактовой частоты для P третьих вещественнозначных сигналов в области преобразования и выводит P вторых вещественнозначных сигналов в области преобразования в первый модуль 214 компенсации поляризации.

[0189] Первый модуль 214 компенсации поляризации выполняет обработку компенсации поляризации для P вторых вещественнозначных сигналов в области преобразования и выводит P шестых вещественнозначных сигналов в области преобразования в первый модуль 215 INTT.

[0190] Первый модуль 215 INTT отдельно выполняет обработку INTT для P шестых вещественнозначных сигналов в области преобразования и выводит P седьмых вещественнозначных сигналов во временной области в модуль 216 объединения.

[0191] Модуль 216 объединения объединяет P седьмых вещественнозначных сигналов во временной области и выводит m комплекснозначных сигналов X и m комплекснозначных сигналов Y в модуль 217 восстановления фазы и модуль 218 декодирования.

[0192] Модуль 217 восстановления фазы и модуль 218 декодирования выполняют обработку восстановления фазы и декодирования для m комплекснозначных сигналов X и m комплекснозначных сигналов Y для получения восстановленных битовых сигналов.

[0193] Фиг. 9(b) - схематическое изображение архитектуры Rx DSP в другом сценарии многомодовой передачи согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Архитектура 910 Rx DSP включает в себя:

первый модуль 211 NTT, первый модуль 212 компенсации хроматической дисперсии, модуль 213 восстановления тактовой частоты, второй модуль 108 компенсации поляризации, первый модуль 215 INTT, модуль 216 объединения, модуль 320 восстановления фазы и модуль 330 декодирования.

[0194] Модули до восстановления тактовой частоты в архитектуре 910 такие же, как и в архитектуре 900. Различие заключается в том, что выходной сигнал модуля восстановления тактовой частоты сначала обрабатывается модулем INTT и объединяется модулем объединения, а затем вводится во второй модуль 108 компенсации поляризации. Процесс до восстановления тактовой частоты снова не описывается.

[0195] Первый модуль 215 INTT отдельно выполняет обработку INTT для P вторых вещественнозначных сигналов в области преобразования и выводит P восьмых вещественнозначных сигналов во временной области в модуль 216 объединения. Модуль 216 объединения объединяет P восьмых вещественнозначных сигналов во временной области и выводит m комплекснозначных сигналов X и m комплекснозначных сигналов Y во второй модуль 310 компенсации поляризации.

[0196] Второй модуль 310 компенсации поляризации выполняет обработку компенсации поляризации для m комплекснозначных сигналов X и m комплекснозначных сигналов Y и выводит m комплекснозначных сигналов X во временной области и m комплекснозначных сигналов Y во временной области, полученных посредством компенсации поляризации, в модуль 320 восстановления фазы и модуль 330 декодирования. Второй модуль 310 компенсации поляризации дополнительно включает в себя модуль 311 обновления коэффициента (не показан на чертеже). Модуль 311 обновления коэффициента выполнен с возможностью обновления коэффициента фильтра, включенного во второй модуль 310 компенсации поляризации.

[0197] Модуль 320 восстановления фазы и модуль 330 декодирования выполняют обработку восстановления фазы и декодирования для m комплекснозначных сигналов X и m комплекснозначных сигналов Y для получения восстановленных битовых сигналов.

[0198] Фиг. 9(c) - схематическое изображение архитектуры Rx DSP в еще одном сценарии многомодовой передачи согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Архитектура 920 Rx DSP включает в себя:

модуль 510 DBP, первый модуль 211 NTT, модуль 213 восстановления тактовой частоты, первый модуль 214 компенсации поляризации, первый модуль 215 INTT, модуль 216 объединения, модуль 217 восстановления фазы и модуль 218 декодирования.

[0199] Архитектура после первого модуля 214 компенсации поляризации в архитектуре 920 Rx DSP такая же, как и в архитектуре 900 Rx DSP. Отличие состоит в том, что перед компенсацией поляризации сигнал проходит обработку DBP. Поскольку модуль 510 DBP имеет функцию компенсации хроматической дисперсии, процесс после модуля DBP может не требовать модуля 212 компенсации хроматической дисперсии.

[0200] P вещественнозначных сигналов вводятся в модуль 510 DBP, выполняется обработка DBP, и P десятых вещественнозначных сигналов во временной области выводятся в первый модуль 211 NTT.

[0201] Первый модуль 211 NTT отдельно выполняет обработку NTT для десятых вещественнозначных сигналов во временной области и выводит P первых вещественнозначных сигналов в области преобразования в модуль 213 восстановления тактовой частоты.

[0202] Модуль 213 восстановления тактовой частоты отдельно выполняет обработку восстановления тактовой частоты для P первых вещественнозначных сигналов в области преобразования и выводит P вторых вещественнозначных сигналов в области преобразования в первый модуль 214 компенсации поляризации.

[0203] Для процесса после модуля 213 восстановления тактовой частоты см. вариант осуществления, показанный на Фиг. 9(a).

[0204] Фиг. 9(d) - схематическое изображение архитектуры Rx DSP в еще одном сценарии многомодовой передачи согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Архитектура 930 Rx DSP включает в себя:

модуль 510 DBP, первый модуль 211 NTT, модуль 213 восстановления тактовой частоты, второй модуль 310 компенсации поляризации, первый модуль 215 INTT, модуль 216 объединения, модуль 320 восстановления фазы и модуль 330 декодирования.

[0205] Архитектура после второго модуля 310 компенсации поляризации в архитектуре 930 Rx DSP такая же, как и в архитектуре 910 Rx DSP. Архитектура перед вторым модулем 310 компенсации поляризации такая же, как в архитектуре 920 Rx DSP. Более конкретно, принятый сигнал, полученный путем преобразования ADC, сначала подвергается обработке DBP. Для процесса перед обработкой DBP и восстановлением тактовой частоты см. вариант осуществления, показанный на Фиг. 9(c). Для процесса после модуля 213 восстановления тактовой частоты см. вариант осуществления, показанный на Фиг. 9(b).

[0206] Например, модуль 510 DBP, показанный на Фиг. 9(c) и Фиг. 9(d), показан на Фиг. 9(e). Фиг. 9(e) - схематическая структурная схема другого модуля DBP согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Модуль 940 DBP включает в себя:

второй модуль 711 NTT, второй модуль 712 компенсации хроматической дисперсии, второй модуль 713 INTT и модуль 714 нелинейной компенсации.

[0207] То, что P вещественнозначных сигналов вводятся в модуль 510 DBP, и обработка DBP выполняется для получения P десятых вещественнозначных сигналов во временной области, в частности, включает в себя следующие этапы.

[0208] P вещественнозначных сигналов, соответственно, вводятся в P вторых модулей 711 NTT, выполняется обработка NTT, и P четвертых вещественнозначных сигналов в области преобразования выводятся во второй модуль 712 компенсации хроматической дисперсии.

[0209] Второй модуль 712 компенсации хроматической дисперсии выполняет обработку компенсации хроматической дисперсии для P четвертых вещественнозначных сигналов в области преобразования и выводит P пятых вещественнозначных сигналов в области преобразования во второй модуль 713 INTT.

[0210] Второй модуль 713 INTT выполняет обработку INTT для P пятых вещественнозначных сигналов в области преобразования и выводит P девятых вещественнозначных сигналов во временной области в модуль 714 нелинейной компенсации.

[0211] Модуль 714 нелинейной компенсации выполняет нелинейную компенсацию для P девятых вещественнозначных сигналов во временной области для получения P десятых вещественнозначных сигналов во временной области.

[0212] В частности, по сравнению с выполнением обработки сигнала с использованием модуля FFT и модуля IFFT, выполнение обработки сигнала с использованием модуля NTT и модуля INTT имеет следующие преимущества.

[0213] (1) Когда обработка сигнала выполняется на основе модуля NTT и модуля INTT, сложность архитектуры Rx DSP уменьшается.

[0214] Когда обработка сигнала выполняется на основе модуля FFT и модуля IFFT, во время процесса передачи сигнала потребляемая мощность только компенсации хроматической дисперсии составляет половину общей потребляемой мощности Rx DSP, а сложность N-точечного FFT пропорциональна Nlog2N умножениям. В зависимости от различной разрядности данных операций сложность умножения от нескольких до десятков раз превышает сложность сложения.

[0215] Однако сложность обработки сигналов, выполняемой на основе модуля NTT и модуля INTT, пропорциональна 2Nlog2N сложениям. В зависимости от различной разрядности данных и различного количества N точек преобразования сложность обработки сигналов, выполняемой на основе модуля NTT и модуля INTT, снижается в разной степени. Например, если количество точек преобразования равно 256, энергопотребление NTT снижается примерно до 1/4 от потребления FFT.

[0216] (2) Когда обработка сигнала выполняется на основе модуля NTT и модуля INTT, матрица преобразования не имеет ошибки усечения или ошибки вычислений с фиксированной точкой.

[0217] Когда обработка сигнала выполняется на основе модуля FFT и модуля IFFT, поскольку ядро преобразования FFT является экспоненциальной функцией, ошибка усечения не может быть точно выражена на двоичном компьютере. Кроме того, разрядность матрицы преобразования не является фиксированной, что приводит к ошибке вычислений с фиксированной точкой.

[0218] Однако при обработке сигналов, выполняемой на основе модуля NTT и модуля INTT, поскольку ядро преобразования NTT является целым числом, и ядро преобразования обычно равно 2 или степени 2, ядро преобразования может быть точно выражено в памяти. Кроме того, разрядность матрицы преобразования является фиксированной, без ошибки вычислений с фиксированной точкой.

[0219] (3) Когда обработка сигнала выполняется на основе модуля NTT и модуля INTT, ошибки не накапливаются.

[0220] Ошибка усечения и ошибка вычислений с фиксированной точкой в одном преобразовании FFT или IFFT многократно накапливаются во время вычисления распространения DBP. В результате ошибка конечного результата больше.

[0221] Однако в одном преобразовании NTT или INTT нет ошибки усечения или ошибки вычислений с фиксированной точкой. Следовательно, повторяющиеся N преобразований не вызывают накопления ошибок.

[0222] (4) Когда обработка сигналов выполняется на основе модуля NTT и модуля INTT, объем памяти может быть уменьшен.

[0223] Ядро преобразования NTT равно 2, а матрица преобразования включает 2 или степень двойки. В двоичной системе число умножается на степень 2 всего лишь путем сдвига. Следовательно, в процессе DSP не требуется хранить огромную матрицу преобразования, нужно хранить только ядро преобразования.

[0224] Фиг. 10(а) - схематическая блок-схема способа обработки сигнала согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Включены следующие этапы с S1010 по S1050.

[0225] S1010. Получают P вещественнозначных сигналов.

[0226] Например, P вещественнозначных сигналов включают в себя вещественнозначные сигналы, которые имеют два направления поляризации и соответствуют каждому из m режимов. Когда m равно 1, это указывает на одномодовую передачу; или когда m больше 1, это указывает на многомодовую передачу. m и P - натуральные числа.

[0227] S1020. Получают P первых вещественнозначных сигналов в области преобразования.

[0228] По меньшей мере обработка NTT выполняется для P вещественнозначных сигналов для получения P первых вещественнозначных сигналов в области преобразования. Включены следующие две возможные реализации.

[0229] Вариант реализации 1.1: Выполняют обработку NTT для P вещественнозначных сигналов для получения P первых вещественнозначных сигналов в области преобразования.

[0230] Вариант реализации 1.2: Последовательно выполняют обработку DBP и NTT для P вещественнозначных сигналов для получения P первых вещественнозначных сигналов в области преобразования.

[0231] В варианте реализации 1.2 обработка DBP сначала выполняется для P вещественнозначных сигналов для получения P десятых вещественнозначных сигналов во временной области, а затем обработка NTT выполняется для P десятых вещественнозначных сигналов во временной области для получения P первых вещественнозначных сигналов в области преобразования.

[0232] Выполнение обработки NTT для P вещественнозначных сигналов в варианте реализации 1.1 и выполнение обработки NTT для P десятых вещественнозначных сигналов во временной области, которые получены путем выполнения обработки DBP для P вещественнозначных сигналов в варианте реализации 1.2, в совокупности может называться выполнением обработки NTT для P входных сигналов. Другими словами, в этом варианте осуществления настоящего изобретения P входных сигналов включают в себя P вещественнозначных сигналов или P десятых вещественнозначных сигналов во временной области, которые получаются посредством выполнения обработки DBP для P вещественнозначных сигналов.

[0233] Для простоты понимания процесс выполнения обработки DBP для P вещественнозначных сигналов для получения P десятых вещественнозначных сигналов во временной области кратко описан со ссылкой на Фиг. 10(b). Фиг. 10(b) - схематическая блок-схема обработки DBP согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Включены следующие этапы с S1021 по S1024.

[0234] S1021. Получают P четвертых вещественнозначных сигналов в области преобразования.

[0235] Обработка NTT выполняется для P вещественнозначных сигналов для получения P четвертых вещественнозначных сигналов в области преобразования.

[0236] S1022. Получают P пятых вещественнозначных сигналов в области преобразования.

[0237] Компенсация хроматической дисперсии выполняется в области преобразования для P четвертых вещественнозначных сигналов в области преобразования для получения P пятых вещественнозначных сигналов в области преобразования.

[0238] S1023. Получают P девятых вещественнозначных сигналов во временной области.

[0239] Обработка INTT выполняется для P пятых вещественнозначных сигналов в области преобразования для получения P девятых вещественнозначных сигналов во временной области.

[0240] S1024. Получают P десятых вещественнозначных сигналов во временной области.

[0241] Нелинейная компенсация выполняется для P девятых вещественнозначных сигналов во временной области для получения P десятых вещественнозначных сигналов во временной области.

[0242] S1030. Получают P вторых вещественнозначных сигналов в области преобразования.

[0243] По меньшей мере обработка восстановления тактовой частоты выполняется для P первых вещественнозначных сигналов в области преобразования для получения P вторых вещественнозначных сигналов в области преобразования. В соответствии с двумя возможностями на этапе S1020 включены следующие две возможные реализации.

[0244] Вариант реализации 2.1: Это соответствует реализации 1.1 на этапе S1020. Процедура обработки включает в себя следующие этапы.

[0245] Сначала выполняют компенсацию хроматической дисперсии для P первых вещественнозначных сигналов в области преобразования для получения P третьих вещественнозначных сигналов в области преобразования.

[0246] Затем отдельно выполняют восстановление тактовой частоты для P третьих вещественнозначных сигналов в области преобразования для получения P вторых вещественнозначных сигналов в области преобразования.

[0247] Выполнение компенсации хроматической дисперсии для P первых вещественнозначных сигналов в области преобразования для получения P третьих вещественнозначных сигналов в области преобразования, в частности, включает в себя следующие этапы:

[0248] Сначала определяют импульсную характеристику I_h(t) хроматической дисперсии, соответствующую синфазному вещественнозначному сигналу, и импульсную характеристику Q_h(t) хроматической дисперсии, соответствующую квадратурному вещественнозначному сигналу, и выполняют NTT для получения функции I_h(w) выравнивания хроматической дисперсии в области преобразования, соответствующей синфазному вещественнозначному сигналу, и функции Q_h(w) выравнивания хроматической дисперсии в области преобразования, соответствующей квадратурному вещественнозначному сигналу.

[0249] Затем определяют 2×m третьих вещественнозначных сигналов в области преобразования, которые находятся в P третьих вещественнозначных сигналах в области преобразования и которые находятся в первом направлении поляризации, на основе I_h(w), Q_h(w) и синфазного вещественнозначного сигнала и квадратурного вещественнозначного сигнала, которые находятся в P первых вещественнозначных сигналах в области преобразования и которые находятся в первом направлении поляризации, и определяют 2×m третьих вещественнозначных сигналов в области преобразования, которые находятся в P третьих вещественнозначных сигналах в области преобразования и которые находятся во втором направлении поляризации, на основе I_h(w), Q_h(w) и синфазного вещественнозначного сигнала и квадратурного вещественнозначного сигнала, которые находятся в P первых вещественнозначных сигналах в области преобразования и которые находятся во втором направлении поляризации.

[0250] В частности, третьи вещественнозначные сигналы в области преобразования, полученные посредством компенсации хроматической дисперсии, и первые вещественнозначные сигналы в области преобразования, которые не подверглись компенсации хроматической дисперсии, удовлетворяют следующим требованиям:

I^’_x(w) = I_x(w)⋅I_h(w)-Q_x(w)⋅Q_h(w);

Q^’_x(w) = Q_x(w)⋅I_h(w)+I_x(w)⋅Q_h(w);

I^’_y(w) = I_y(w)⋅I_h(w)-Q_y(w)⋅Q_h(w); и

Q^’_y(w) = Q_y(w)⋅I_h(w)+I_y(w)⋅Q_h(w), где

I_x(w) представляет синфазный вещественнозначный сигнал, который находится в первых вещественнозначных сигналах в области преобразования и который находится в первом направлении поляризации, Q_x(w) представляет квадратурный вещественнозначный сигнал, который находится в первых вещественнозначных сигналах в области преобразования и который находится в первом направлении поляризации, I_y(w) представляет синфазный вещественнозначный сигнал, который находится в первых вещественнозначных сигналах в области преобразования и который находится во втором направлении поляризации, Q_y(w) представляет квадратурный вещественнозначный сигнал, который находится в первых вещественнозначных сигналах в области преобразования и который находится во втором направлении поляризации, I^’_x(w) представляет синфазный вещественнозначный сигнал, который находится в третьих вещественнозначных сигналах в области преобразования и который находится в первом направлении поляризации, Q^’_x(w) представляет квадратурный вещественнозначный сигнал, который находится в третьих вещественнозначных сигналах в области преобразования и который находится в первом направлении поляризации, I^’_y(w) представляет синфазный вещественнозначный сигнал, который находится в третьих вещественнозначных сигналах в области преобразования и который находится во втором направлении поляризации, а Q^’_y(w) представляет квадратурный вещественнозначный сигнал, который находится в третьих вещественнозначных сигналах в области преобразования и который находится во втором направлении поляризации.

[0251] Вариант реализации 2.2:

[0252] Это соответствует реализации 1.2 на этапе S1020. Процедура обработки включает в себя следующий этап:

[0253] Отдельно выполняют восстановление тактовой частоты для P первых вещественнозначных сигналов в области преобразования для получения P вторых вещественнозначных сигналов в области преобразования.

[0254] S1040. Получают комплекснозначные сигналы во временной области.

[0255] По меньшей мере обработка компенсации поляризации и обработка INTT выполняются для P вторых вещественнозначных сигналов в области преобразования для получения m комплекснозначных сигналов X во временной области и m комплекснозначных сигналов Y во временной области. Включены следующие две возможные реализации.

[0256] Вариант реализации 3.1: Последовательно выполняют обработку компенсации поляризации, обработку INTT и обработку объединения для P вторых вещественнозначных сигналов в области преобразования для получения m комплекснозначных сигналов X во временной области и m комплекснозначных сигналов Y во временной области. Фиг. 10(c) - схематическая блок-схема получения комплекснозначного сигнала во временной области согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Включены следующие этапы с S1041 по S1043.

[0257] S1041. Получают P шестых вещественнозначных сигналов в области преобразования.

[0258] Компенсация поляризации выполняется для P вторых вещественнозначных сигналов в области преобразования для получения P шестых вещественнозначных сигналов в области преобразования.

[0259] S1042. Получают P седьмых вещественнозначных сигналов во временной области.

[0260] Обработка INTT выполняется отдельно для P шестых вещественнозначных сигналов в области преобразования для получения P седьмых вещественнозначных сигналов во временной области.

[0261] S1043. Выполняют объединение для получения m комплекснозначных сигналов X и m комплекснозначных сигналов Y.

[0262] Каждые два из 2×m седьмых вещественнозначных сигналов во временной области, которые находятся в P седьмых вещественнозначных сигналах во временной области и которые находятся в первом направлении поляризации, объединяются, чтобы получить m комплекснозначных сигналов X во временной области в первом направлении поляризации.

[0263] Каждые два из 2×m седьмых вещественнозначных сигналов во временной области, которые находятся в P седьмых вещественнозначных сигналах во временной области и которые находятся во втором направлении поляризации, объединяются, чтобы получить m комплекснозначных сигналов Y во временной области во втором направлении поляризации.

[0264] Вариант реализации 3.2: Последовательно выполняют обработку INTT, обработку объединения и обработку компенсации поляризации для P вторых вещественнозначных сигналов в области преобразования. Фиг. 10(d) - еще одна схематическая блок-схема получения комплекснозначного сигнала во временной области согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Включены следующие этапы с S1044 по S1046.

[0265] S1044. Получают P восьмых вещественнозначных сигналов во временной области.

[0266] Обработка INTT выполняется для P вторых вещественнозначных сигналов в области преобразования для получения P восьмых вещественнозначных сигналов во временной области.

[0267] S1045. Получают m комплекснозначных сигналов X и m комплекснозначных сигналов Y.

[0268] Каждые два из 2×m восьмых вещественнозначных сигналов во временной области, которые находятся в P восьмых вещественнозначных сигналах во временной области и которые находятся в первом направлении поляризации, объединяются, чтобы получить m комплекснозначных сигналов X во временной области в первом направлении поляризации.

[0269] Каждые два из 2×m восьмых вещественнозначных сигналов во временной области, которые находятся в P восьмых вещественнозначных сигналах во временной области и которые находятся во втором направлении поляризации, объединяются, чтобы получить m комплекснозначных сигналов Y во временной области во втором направлении поляризации.

[0270] S1046. Получают m комплекснозначных сигналов X и m комплекснозначных сигналов Y, которые подверглись компенсации поляризации.

[0271] Компенсация поляризации выполняется для m комплекснозначных сигналов X во временной области в первом направлении поляризации и m комплекснозначных сигналов Y во временной области во втором направлении поляризации для получения m комплекснозначных сигналов X во временной области и m комплекснозначных сигналов Y во временной области, которые подверглись компенсации поляризации.

[0272] S1050. Получают битовые сигналы.

[0273] Чтобы получить восстановленные битовые сигналы, необходимо выполнить восстановление фазы и декодирование для комплекснозначных сигналов во временной области, полученных на этапе S1040.

[0274] Сначала выполняется восстановление фазы для m комплекснозначных сигналов X во временной области и m комплекснозначных сигналов Y во временной области для получения m комплекснозначных сигналов X во временной области и m комплекснозначных сигналов Y во временной области, которые подверглись восстановлению фазы.

[0275] Затем m комплекснозначных сигналов X во временной области и m комплекснозначных сигналов Y во временной области, которые получены посредством восстановления фазы, декодируются для получения m комплекснозначных сигналов X во временной области и m комплекснозначных сигналов Y во временной области, которые были декодированы.

[0276] Следует отметить, что способ выполнения восстановления фазы и декодирования комплекснозначных сигналов во временной области не ограничивается в этом варианте осуществления настоящего изобретения. См. текущий процесс выполнения восстановления фазы и декодирования электрического сигнала когерентным приемником с поляризационным мультиплексированием.

[0277] Вариант осуществления настоящего изобретения дополнительно обеспечивает когерентный приемник, включающий в себя поляризационный светоделитель, смеситель частот, фотоэлектрический детектор, аналого-цифровой преобразователь и Rx DSP, показанный на Фиг. 9(a), Фиг. 9(b), Фиг. 9(c) или Фиг. 9(d). Поляризационный светоделитель, смеситель частот, фотоэлектрический детектор и аналого-цифровой преобразователь аналогичны показанным на Фиг. 1(а) и Фиг. 1(b). Подробности не описаны здесь снова.

[0278] Вариант осуществления настоящего изобретения дополнительно предоставляет микросхему. Фиг. 11 - схематическое изображение микросхемы 1100 согласно настоящему изобретению. Микросхема 1100 включает в себя процессор 1110, память 1120 и интерфейс 1130 связи. Процессор 1110 связан с памятью 1120. Память 1120 сконфигурирована для хранения компьютерной программы или инструкции и/или данных. Процессор 1110 сконфигурирован для выполнения компьютерной программы или инструкции и/или данных, хранящихся в памяти 1120, так чтобы выполнялся способ согласно вышеупомянутому варианту осуществления способа.

[0279] В возможной реализации микросхема, показанная на Фиг. 11, может быть устройством обработки сигналов, включающим в себя процессор 1110 и интерфейс 1130 связи. Процессор 1110 соединен с памятью с использованием интерфейса 1130 связи, и процессор 1110 сконфигурирован для выполнения способа согласно вышеупомянутому варианту осуществления способа.

[0280] Следует понимать, что вышеупомянутые варианты осуществления являются просто примерами для описания процедуры обработки сигналов, предоставленной в настоящем изобретении, и не накладывают собой каких-либо ограничений на объем охраны настоящего изобретения. Все другие простые варианты архитектуры Rx DSP попадают в объем охраны настоящего изобретения. Разница между архитектурой Rx DSP в настоящем изобретении и существующей архитектурой Rx DSP заключается в том, что модуль FFT и модуль IFFT не используются для обработки сигналов, но используются модуль NTT и модуль INTT.

[0281] Также следует понимать, что в вариантах осуществления настоящего изобретения, если не указано иное или в случае логического конфликта, термины и/или описания в различных вариантах осуществления могут быть согласованными и могут взаимно ссылаться друг на друга. Технические характеристики в различных вариантах осуществления могут быть объединены на основе внутренней логической взаимосвязи технических характеристик, чтобы сформировать новый вариант осуществления.

[0282] Специалист в данной области техники может ясно понимать, что в целях удобного и краткого описания подробного рабочего процесса вышеупомянутой системы, устройства и блока следует обратиться к соответствующему процессу в вышеупомянутых вариантах осуществления способа, и подробности здесь снова не приводятся.

[0283] Когда функции реализуются в форме программного функционального блока и продаются или используются в качестве независимого продукта, функции могут быть сохранены на компьютерно-читаемом запоминающем носителе. Основываясь на таком понимании, суть технических решений в настоящем изобретении, или определенная часть, вносящая вклад в уровень техники, или некоторые технические решения могут быть реализованы в форме программного продукта. Программный продукт хранится на запоминающем носителе и включает в себя несколько инструкций для указания компьютерному устройству (которым может быть персональный компьютер, сервер или сетевое устройство) выполнять все или некоторые из этапов способов, описанных в вариантах осуществления настоящего изобретения. Вышеуказанный запоминающий носитель включает в себя: любой носитель, который может хранить программный код, такой как флэш-накопитель USB, съемный жесткий диск, постоянное запоминающее устройство (Read-Only Memory, ROM), оперативное запоминающее устройство (Random Access Memory, RAM), магнитный диск или оптический диск.

Изобретение относится к способу и устройству обработки сигналов и когерентному приемнику. Технический результат заключается в улучшении производительности обработки сигнала за счет использования обработки NTT и INTT во время процедуры обработки сигнала. В способе получают P вещественнозначных сигналов; выполняют по меньшей мере обработку теоретико-числового преобразования (NTT) для P вещественнозначных сигналов для получения P первых вещественнозначных сигналов в области преобразования; выполняют по меньшей мере восстановление тактовой частоты для P первых вещественнозначных сигналов в области преобразования для получения P вторых вещественнозначных сигналов в области преобразования; выполняют по меньшей мере компенсацию поляризации и обработку обратного теоретико-числового преобразования (INTT) для P вторых вещественнозначных сигналов в области преобразования для получения m комплекснозначных сигналов X во временной области и m комплекснозначных сигналов Y во временной области, причем выполнение по меньшей мере компенсации поляризации и обработки обратного теоретико-числового преобразования (INTT) для P вторых вещественнозначных сигналов в области преобразования включает в себя последовательное выполнение обработки компенсации поляризации и обработки INTT для P вторых вещественнозначных сигналов в области преобразования или последовательное выполнение обработки INTT и обработки компенсации поляризации для P вторых вещественнозначных сигналов в области преобразования; и выполняют восстановление фазы и декодирование m комплекснозначных сигналов X во временной области и m комплекснозначных сигналов Y во временной области для получения битовых сигналов, при этом m и P - натуральные числа, причем компенсация поляризации включает в себя демультиплексирование поляризации и выравнивание искажений. 6 н. и 20 з.п. ф-лы, 20 ил.

1. Способ обработки сигнала, причем способ содержит этапы, на которых:

получают P вещественнозначных сигналов;

выполняют по меньшей мере обработку теоретико-числового преобразования (NTT) для P вещественнозначных сигналов для получения P первых вещественнозначных сигналов в области преобразования;

выполняют по меньшей мере восстановление тактовой частоты для P первых вещественнозначных сигналов в области преобразования для получения P вторых вещественнозначных сигналов в области преобразования;

выполняют по меньшей мере компенсацию поляризации и обработку обратного теоретико-числового преобразования (INTT) для P вторых вещественнозначных сигналов в области преобразования для получения m комплекснозначных сигналов X во временной области и m комплекснозначных сигналов Y во временной области, причем выполнение по меньшей мере компенсации поляризации и обработки обратного теоретико-числового преобразования (INTT) для P вторых вещественнозначных сигналов в области преобразования включает в себя:

последовательное выполнение обработки компенсации поляризации и обработки INTT для P вторых вещественнозначных сигналов в области преобразования или

последовательное выполнение обработки INTT и обработки компенсации поляризации для P вторых вещественнозначных сигналов в области преобразования; и

выполняют восстановление фазы и декодирование m комплекснозначных сигналов X во временной области и m комплекснозначных сигналов Y во временной области для получения битовых сигналов, при этом

m и P - натуральные числа,

причем компенсация поляризации включает в себя демультиплексирование поляризации и выравнивание искажений.

2. Способ по п.1, в котором P вещественнозначных сигналов содержат вещественнозначных сигналов в m режимах передачи, и когда m равно 1, это указывает на одномодовую передачу, или когда m больше 1, это указывает на многомодовую передачу.

3. Способ по п.1 или 2, в котором выполнение по меньшей мере восстановления тактовой частоты для P первых вещественнозначных сигналов в области преобразования для получения P вторых вещественнозначных сигналов в области преобразования содержит этапы, на которых:

выполняют компенсацию хроматической дисперсии для P первых вещественнозначных сигналов в области преобразования для получения P третьих вещественнозначных сигналов в области преобразования; и

выполняют восстановление тактовой частоты для P третьих вещественнозначных сигналов в области преобразования для получения P вторых вещественнозначных сигналов в области преобразования.

4. Способ по п.3, в котором P вещественнозначных сигналов содержат синфазный вещественнозначный сигнал и квадратурный вещественнозначный сигнал в первом направлении поляризации, и синфазный вещественнозначный сигнал и квадратурный вещественнозначный сигнал во втором направлении поляризации; и

выполнение компенсации хроматической дисперсии для P первых вещественнозначных сигналов в области преобразования для получения P третьих вещественнозначных сигналов в области преобразования содержит этапы, на которых:

выполняют обработку NTT для импульсной характеристики хроматической дисперсии, соответствующей синфазному вещественнозначному сигналу, и для импульсной характеристики хроматической дисперсии, соответствующей квадратурному вещественнозначному сигналу, для получения функции выравнивания хроматической дисперсии в области преобразования, соответствующей синфазному вещественнозначному сигналу, и функции выравнивания хроматической дисперсии в области преобразования, соответствующей квадратурному вещественнозначному сигналу;

определяют третьих вещественнозначных сигналов в области преобразования, которые находятся в P третьих вещественнозначных сигналах в области преобразования и которые находятся в первом направлении поляризации, на основе , и синфазного вещественнозначного сигнала и квадратурного вещественнозначного сигнала , которые находятся в P первых вещественнозначных сигналах в области преобразования и которые находятся в первом направлении поляризации; и

определяют третьих вещественнозначных сигналов в области преобразования, которые находятся в P третьих вещественнозначных сигналах в области преобразования и которые находятся во втором направлении поляризации, на основе , и синфазного вещественнозначного сигнала и квадратурного вещественнозначного сигнала , которые находятся в P первых вещественнозначных сигналах в области преобразования и которые находятся во втором направлении поляризации.

5. Способ по п.4, в котором третьи вещественнозначные сигналы в области преобразования, полученные посредством компенсации хроматической дисперсии, и первые вещественнозначные сигналы в области преобразования удовлетворяют следующим требованиям:

при этом представляет синфазный вещественнозначный сигнал, который находится в первых вещественнозначных сигналах в области преобразования и который находится в первом направлении поляризации, представляет квадратурный вещественнозначный сигнал, который находится в первых вещественнозначных сигналах в области преобразования и который находится в первом направлении поляризации, представляет синфазный вещественнозначный сигнал, который находится в первых вещественнозначных сигналах в области преобразования и который находится во втором направлении поляризации, представляет квадратурный вещественнозначный сигнал, который находится в первых вещественнозначных сигналах в области преобразования и который находится во втором направлении поляризации, представляет синфазный вещественнозначный сигнал, который находится в третьих вещественнозначных сигналах в области преобразования и который находится в первом направлении поляризации, представляет квадратурный вещественнозначный сигнал, который находится в третьих вещественнозначных сигналах в области преобразования и который находится в первом направлении поляризации, представляет синфазный вещественнозначный сигнал, который находится в третьих вещественнозначных сигналах в области преобразования и который находится во втором направлении поляризации, а представляет квадратурный вещественнозначный сигнал, который находится в третьих вещественнозначных сигналах в области преобразования и который находится во втором направлении поляризации.

6. Способ по п.1, в котором выполнение по меньшей мере обработки теоретико-числового преобразования (NTT) для P вещественнозначных сигналов для получения P первых вещественнозначных сигналов в области преобразования содержит этапы, на которых:

выполняют обработку цифрового расчета обратного распространения (DBP) для P вещественнозначных сигналов для получения P десятых вещественнозначных сигналов во временной области; и

отдельно выполняют обработку NTT для P десятых вещественнозначных сигналов во временной области для получения P первых вещественнозначных сигналов в области преобразования.

7. Способ по п.6, в котором выполнение обработки DBP для P вещественнозначных сигналов для получения P десятых вещественнозначных сигналов во временной области содержит этапы, на которых:

выполняют обработку NTT для P вещественнозначных сигналов для получения P четвертых вещественнозначных сигналов в области преобразования;

выполняют в области преобразования компенсацию хроматической дисперсии для P четвертых вещественнозначных сигналов в области преобразования для получения P пятых вещественнозначных сигналов в области преобразования;

выполняют обработку INTT для P пятых вещественнозначных сигналов в области преобразования для получения P девятых вещественнозначных сигналов во временной области; и

выполняют нелинейную компенсацию для P девятых вещественнозначных сигналов во временной области для получения P десятых вещественнозначных сигналов во временной области.

8. Способ по любому из пп.1-7, в котором выполнение по меньшей мере компенсации поляризации и обработки обратного теоретико-числового преобразования (INTT) для P вторых вещественнозначных сигналов в области преобразования для получения m комплекснозначных сигналов X во временной области и m комплекснозначных сигналов Y во временной области содержит этапы, на которых:

выполняют компенсацию поляризации для P вторых вещественнозначных сигналов в области преобразования для получения P шестых вещественнозначных сигналов в области преобразования;

выполняют обработку INTT для P шестых вещественнозначных сигналов в области преобразования для получения P седьмых вещественнозначных сигналов во временной области; и

объединяют каждые два из седьмых вещественнозначных сигналов во временной области, которые находятся в P седьмых вещественнозначных сигналах во временной области и которые находятся в первом направлении поляризации, чтобы получить m комплекснозначных сигналов X во временной области в первом направлении поляризации, и объединяют каждые два из седьмых вещественнозначных сигналов во временной области, которые находятся в P седьмых вещественнозначных сигналах во временной области и которые находятся во втором направлении поляризации, чтобы получить m комплекснозначных сигналов Y во временной области во втором направлении поляризации.

9. Способ по п.8, в котором выполнение компенсации поляризации для P вторых вещественнозначных сигналов в области преобразования для получения P шестых вещественнозначных сигналов в области преобразования содержит этапы, на которых:

выполняют выравнивание и деполяризацию для вторых вещественнозначных сигналов в области преобразования, которые находятся в P вторых вещественнозначных сигналах в области преобразования и которые находятся в первом направлении поляризации, чтобы получить шестых вещественнозначных сигналов в области преобразования, которые находятся в P шестых вещественнозначных сигналах в области преобразования и которые находятся в первом направлении поляризации; и

выполняют выравнивание и деполяризацию для вторых вещественнозначных сигналов в области преобразования, которые находятся в P вторых вещественнозначных сигналах в области преобразования и которые находятся во втором направлении поляризации, чтобы получить шестых вещественнозначных сигналов в области преобразования, которые находятся в P шестых вещественнозначных сигналах в области преобразования и которые находятся во втором направлении поляризации.

10. Способ по любому из пп.1-7, в котором выполнение по меньшей мере компенсации поляризации и обработки обратного теоретико-числового преобразования (INTT) для P вторых вещественнозначных сигналов в области преобразования для получения m комплекснозначных сигналов X во временной области и m комплекснозначных сигналов Y во временной области содержит этапы, на которых:

выполняют обработку INTT для P вторых вещественнозначных сигналов в области преобразования для получения P восьмых вещественнозначных сигналов во временной области;

объединяют каждые два из восьмых вещественнозначных сигналов во временной области, которые находятся в P восьмых вещественнозначных сигналах во временной области и которые находятся в первом направлении поляризации, чтобы получить m комплекснозначных сигналов X во временной области в первом направлении поляризации, и объединяют каждые два из восьмых вещественнозначных сигналов во временной области, которые находятся в P восьмых вещественнозначных сигналах во временной области и которые находятся во втором направлении поляризации, чтобы получить m комплекснозначных сигналов Y во временной области во втором направлении поляризации; и

выполняют компенсацию поляризации во временной области для m комплекснозначных сигналов X во временной области в первом направлении поляризации и m комплекснозначных сигналов Y во временной области во втором направлении поляризации для получения m комплекснозначных сигналов X во временной области и m комплекснозначных сигналов Y во временной области, которые подверглись компенсации поляризации.

11. Устройство обработки сигналов, содержащее:

первый модуль теоретико-числового преобразования (NTT), сконфигурированный для выполнения обработки NTT для P входных сигналов для получения P первых вещественнозначных сигналов в области преобразования;

модуль восстановления тактовой частоты, сконфигурированный для выполнения восстановления тактовой частоты для P первых вещественнозначных сигналов в области преобразования или P первых вещественнозначных сигналов в области преобразования, полученных посредством компенсации хроматической дисперсии, для получения P вторых вещественнозначных сигналов в области преобразования;

модуль компенсации поляризации и первый модуль обратного теоретико-числового преобразования (INTT), сконфигурированные для обработки P вторых вещественнозначных сигналов в области преобразования для получения m комплекснозначных сигналов X во временной области и m комплекснозначных сигналов Y во временной области, причем модуль компенсации поляризации и первый модуль обратного теоретико-числового преобразования (INTT), сконфигурированные для обработки P вторых вещественнозначных сигналов в области преобразования, включают в себя:

модуль компенсации поляризации и первый модуль обратного теоретико-числового преобразования (INTT), сконфигурированные для последовательного выполнения обработки компенсации поляризации и обработки INTT для P вторых вещественнозначных сигналов в области преобразования, или

модуль компенсации поляризации и первый модуль обратного теоретико-числового преобразования (INTT), сконфигурированные для последовательного выполнения обработки INTT и обработки компенсации поляризации для P вторых вещественнозначных сигналов в области преобразования; и

модуль восстановления фазы и модуль декодирования, сконфигурированные для обработки m комплекснозначных сигналов X во временной области и m комплекснозначных сигналов Y во временной области для получения битовых сигналов, при этом

m и P - натуральные числа,

модуль компенсации поляризации включает в себя фильтры типа бабочка и выполняет демультиплексирование поляризации и выравнивание искажений.

12. Устройство по п.11, в котором P входных сигналов содержат вещественнозначных сигналов в m режимах передачи, и когда m равно 1, это указывает на одномодовую передачу, или когда m больше 1, это указывает на многомодовую передачу.

13. Устройство по п.11 или 12, причем устройство дополнительно содержит:

первый модуль компенсации хроматической дисперсии, сконфигурированный для выполнения компенсации хроматической дисперсии для P первых вещественнозначных сигналов в области преобразования для получения P третьих вещественнозначных сигналов в области преобразования, при этом

модуль восстановления тактовой частоты сконфигурирован для выполнения восстановления тактовой частоты для третьего вещественнозначного сигнала для получения P вторых вещественнозначных сигналов в области преобразования.

14. Устройство по п.13, в котором P входных сигналов содержат синфазный вещественнозначный сигнал и квадратурный вещественнозначный сигнал в первом направлении поляризации, и синфазный вещественнозначный сигнал и квадратурный вещественнозначный сигнал во втором направлении поляризации; и то, что первый модуль компенсации хроматической дисперсии сконфигурирован для выполнения компенсации хроматической дисперсии для P первых вещественнозначных сигналов в области преобразования для получения P третьих вещественнозначных сигналов в области преобразования, содержит следующее:

первый модуль компенсации хроматической дисперсии сконфигурирован для определения третьих вещественнозначных сигналов в области преобразования, которые находятся в P третьих вещественнозначных сигналах в области преобразования и которые находятся в первом направлении поляризации, на основе функции выравнивания хроматической дисперсии в области преобразования, соответствующей синфазному вещественнозначному сигналу, функции выравнивания хроматической дисперсии в области преобразования, соответствующей квадратурному вещественнозначному сигналу, и синфазного вещественнозначного сигнала и квадратурного вещественнозначного сигнала, которые находятся в P первых вещественнозначных сигналах в области преобразования и которые находятся в первом направлении поляризации; и

первый модуль компенсации хроматической дисперсии сконфигурирован для определения третьих вещественнозначных сигналов в области преобразования, которые находятся в P третьих вещественнозначных сигналах в области преобразования и которые находятся во втором направлении поляризации, на основе , и синфазного вещественнозначного сигнала и квадратурного вещественнозначного сигнала, которые находятся в P первых вещественнозначных сигналах в области преобразования и которые находятся во втором направлении поляризации, при этом

и получаются путем выполнения обработки NTT для импульсной характеристики хроматической дисперсии, соответствующей синфазному вещественнозначному сигналу, и для импульсной характеристики хроматической дисперсии, соответствующей квадратурному вещественнозначному сигналу, соответственно.

15. Устройство по п.14, в котором третьи вещественнозначные сигналы в области преобразования, полученные посредством компенсации хроматической дисперсии, и первые вещественнозначные сигналы в области преобразования удовлетворяют следующим требованиям:

при этом представляет синфазный вещественнозначный сигнал, который находится в первых вещественнозначных сигналах в области преобразования и который находится в первом направлении поляризации, представляет квадратурный вещественнозначный сигнал, который находится в первых вещественнозначных сигналах в области преобразования и который находится в первом направлении поляризации, представляет синфазный вещественнозначный сигнал, который находится в первых вещественнозначных сигналах в области преобразования и который находится во втором направлении поляризации, представляет квадратурный вещественнозначный сигнал, который находится в первых вещественнозначных сигналах в области преобразования и который находится во втором направлении поляризации, представляет синфазный вещественнозначный сигнал, который находится в третьих вещественнозначных сигналах в области преобразования и который находится в первом направлении поляризации, представляет квадратурный вещественнозначный сигнал, который находится в третьих вещественнозначных сигналах в области преобразования и который находится в первом направлении поляризации, представляет синфазный вещественнозначный сигнал, который находится в третьих вещественнозначных сигналах в области преобразования и который находится во втором направлении поляризации, а представляет квадратурный вещественнозначный сигнал, который находится в третьих вещественнозначных сигналах в области преобразования и который находится во втором направлении поляризации.

16. Устройство по любому из пп.13-15, в котором первый модуль компенсации хроматической дисперсии содержит третий модуль NTT, модуль объединения и модуль умножения; причем третий модуль NTT сконфигурирован для выполнения обработки NTT для импульсной характеристики хроматической дисперсии во временной области для получения функции выравнивания хроматической дисперсии и выполнения обработки NTT для P первых вещественнозначных сигналов в области преобразования; причем модуль умножения сконфигурирован для умножения функции выравнивания хроматической дисперсии на P первых вещественнозначных сигналов в области преобразования, полученных посредством обработки NTT; и модуль объединения сконфигурирован для объединения сигналов, полученных посредством обработки модулем умножения.

17. Устройство по п.16, в котором P входных сигналов содержат P десятых вещественнозначных сигналов во временной области; и

устройство дополнительно содержит:

модуль цифрового расчета обратного распространения (DBP), сконфигурированный для выполнения обработки DBP для P цифровых сигналов для получения P десятых вещественнозначных сигналов во временной области.

18. Устройство по п.17, в котором модуль DBP последовательно содержит:

второй модуль NTT, второй модуль компенсации хроматической дисперсии, второй модуль INTT и модуль нелинейной компенсации, причем

то, что модуль DBP сконфигурирован для выполнения обработки DBP для P цифровых сигналов для получения P десятых вещественнозначных сигналов во временной области, содержит следующее:

второй модуль NTT сконфигурирован для выполнения обработки NTT для P цифровых сигналов для получения P четвертых вещественнозначных сигналов в области преобразования;

второй модуль компенсации хроматической дисперсии сконфигурирован для выполнения в области преобразования компенсации хроматической дисперсии для P четвертых вещественнозначных сигналов в области преобразования для получения P пятых вещественнозначных сигналов в области преобразования;

второй модуль INTT сконфигурирован для выполнения обработки INTT для P пятых вещественнозначных сигналов в области преобразования для получения P девятых вещественнозначных сигналов во временной области; и

модуль нелинейной компенсации сконфигурирован для выполнения нелинейной компенсации для P девятых вещественнозначных сигналов во временной области для получения P десятых вещественнозначных сигналов во временной области.

19. Устройство по любому из пп.14-18, при этом устройство дополнительно содержит:

модуль объединения, при этом

модуль компенсации поляризации сконфигурирован для выполнения компенсации поляризации для P вторых вещественнозначных сигналов в области преобразования для получения P шестых вещественнозначных сигналов в области преобразования;

первый модуль INTT сконфигурирован для выполнения обработки INTT для P шестых вещественнозначных сигналов в области преобразования для получения P седьмых вещественнозначных сигналов во временной области; и

модуль объединения сконфигурирован для объединения каждых двух из седьмых вещественнозначных сигналов во временной области, которые находятся в P седьмых вещественнозначных сигналах во временной области и которые находятся в первом направлении поляризации, чтобы получить m комплекснозначных сигналов X во временной области в первом направлении поляризации; и

объединения каждых двух из седьмых вещественнозначных сигналов во временной области, которые находятся в P седьмых вещественнозначных сигналах во временной области и которые находятся во втором направлении поляризации, чтобы получить m комплекснозначных сигналов Y во временной области во втором направлении поляризации.

20. Устройство по п.19, в котором модуль компенсации поляризации содержит первый фильтр типа бабочка и второй фильтр типа бабочка;

первый фильтр типа бабочка сконфигурирован для выполнения выравнивания и деполяризации для вторых вещественнозначных сигналов в области преобразования, которые находятся в P вторых вещественнозначных сигналах в области преобразования и которые находятся в первом направлении поляризации, чтобы получить шестых вещественнозначных сигналов в области преобразования, которые находятся в P шестых вещественнозначных сигналах в области преобразования и которые находятся в первом направлении поляризации; и

второй фильтр типа бабочка сконфигурирован для выполнения выравнивания и деполяризации для вторых вещественнозначных сигналов в области преобразования, которые находятся в P вторых вещественнозначных сигналах в области преобразования и которые находятся во втором направлении поляризации, чтобы получить шестых вещественнозначных сигналов в области преобразования, которые находятся в P шестых вещественнозначных сигналах в области преобразования и которые находятся во втором направлении поляризации.

21. Устройство по любому из пп.14-18, при этом устройство дополнительно содержит:

модуль объединения, при этом

первый модуль обратного теоретико-числового преобразования (INTT) сконфигурирован для выполнения обработки INTT для P вторых вещественнозначных сигналов в области преобразования для получения P восьмых вещественнозначных сигналов во временной области;

модуль объединения сконфигурирован для объединения каждых двух из восьмых вещественнозначных сигналов во временной области, которые находятся в P восьмых вещественнозначных сигналах во временной области и которые находятся в первом направлении поляризации, чтобы получить m комплекснозначных сигналов X во временной области в первом направлении поляризации; и

объединения каждых двух из восьмых вещественнозначных сигналов во временной области, которые находятся в P восьмых вещественнозначных сигналах во временной области и которые находятся во втором направлении поляризации, чтобы получить m комплекснозначных сигналов Y во временной области во втором направлении поляризации; и

модуль компенсации поляризации сконфигурирован для выполнения компенсации поляризации во временной области для m комплекснозначных сигналов X и m комплекснозначных сигналов Y.

22. Устройство по п.21, в котором модуль компенсации поляризации содержит третий фильтр типа бабочка; и

третий фильтр типа бабочка сконфигурирован для выполнения компенсации поляризации во временной области для m комплекснозначных сигналов X во временной области в первом направлении поляризации и m комплекснозначных сигналов Y во временной области во втором направлении поляризации, чтобы получить m комплекснозначных сигналов X во временной области и m комплекснозначных сигналов Y во временной области, которые подверглись компенсации поляризации.

23. Когерентный приемник, содержащий:

устройство по любому из пп.11-22, поляризационный светоделитель, смеситель частот, фотоэлектрический детектор и аналого-цифровой преобразователь, причем поляризационный светоделитель сконфигурирован для получения сигналов в двух направлениях поляризации, смеситель частот сконфигурирован для выполнения обработки смешения частот для сигналов с одинаковым направлением поляризации среди сигналов в двух направлениях поляризации, которые выводятся поляризационным светоделителем, фотоэлектрический детектор сконфигурирован для преобразования силы оптического сигнала, выводимого смесителем частот, в силу электрического сигнала, и аналого-цифровой преобразователь сконфигурирован для выполнения аналого-цифрового преобразования для сигнала, выводимого фотоэлектрическим детектором.

24. Микросхема, содержащая интерфейс связи, память и процессор, при этом память сконфигурирована для хранения компьютерной программы, а процессор сконфигурирован для чтения и исполнения компьютерной программы, хранящейся в памяти, так что микросхема реализует способ по любому из пп.1-10.

25. Устройство обработки сигналов, содержащее:

процессор и интерфейс связи, при этом

процессор соединен с памятью с помощью интерфейса связи, и процессор сконфигурирован для исполнения программного кода в памяти, чтобы реализовывать способ по любому из пп.1-10.

26. Компьютерно-читаемый запоминающий носитель, содержащий:

компьютерно-читаемый запоминающий носитель хранит компьютерную программу; и

когда компьютерная программа выполняется на компьютере, компьютер выполнен с возможностью выполнять способ по любому из пп. 1-10.