CN105281862B - 一种偏振复用直接检测系统及方法 - Google Patents

一种偏振复用直接检测系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种偏振复用直接检测系统及方法，能够使系统传输容量增加一倍。所述系统包括：第一偏振分束器，用于将一个激光器发出的光束分成两个正交的偏振态；第一、第二强度调制器，用于将两路模拟电信号分别在两个正交偏振态上进行强度调制；偏振合束器，用于将强度调制后的信号合成偏振复用信号；偏振保持耦合器，用于结合45°偏振旋转器将偏振复用信号分成两个相差固定角度的SOP；第二、第三偏振分束器，用于将两路SOP分别分成两路正交的偏振态信号；4个光电检测器，用于将接收到的4路偏振态信号转换成电信号；数字信号处理器，用于估计两路SOP的偏振角、消除混合偏振拍打干扰、并进行偏振解复用和信号恢复。本发明适用于光通信技术领域。

Description

一种偏振复用直接检测系统及方法
技术领域
本发明涉及光通信技术领域，特别是指一种偏振复用直接检测系统及方法。
背景技术
网络流量的急速增长不断地推动对光网络带宽的需求，基于强大的数字信号处理(digital signal processing，DSP)和相干检测技术的使用，近几年长距离光传输经历了容量的飞速提升。然而，不同于长距离传输网络，短距离传输则对收发器的成本更为敏感。与成本较高的相干检测相比，低成本的强度调制直接检测技术对短距离传输系统更具吸引力。为了利用带宽受限的低成本光器件来提高单波长光传输速率，利用一系列的先进调制格式与强度调制直接检测(intensity modulation with direct detection，IM-DD)相结合的技术来达到较高的频谱效率，这些先进调制格式包括：脉冲幅度调制(pulseamplitude modulation，PAM)、无载波幅度和相位调制(carrier-less amplitude andphase modulation，CAP)、离散多音调制(discrete multi-tone，DMT)等。偏振复用(polarization multiplexing，PM)与直接检测(direct detection，DD)相结合的技术能够进一步提高数据传输速率，同时也得到了广泛研究。
现有技术一，基于单边带正交频分复用(single sideband orthogonalfrequency division multiplexing，SSB-OFDM)调制的偏振复用强度调制直接检测的短距离传输系统需要复杂的发射机结构，所述发射机结构包括射频源和窄带光滤波器的使用；更主要的缺点是该系统的4×4传输矩阵的奇异性会在接收到的偏振态(state ofpolarizations，SOP)相对于接收端偏振分束器(polarization beam splitter，PBS)的坐标轴为±π/4及其整数倍的时候，使偏振解复用失效。
现有技术二，偏振复用结合基于斯托克斯向量的直接检测接收机方案被作为一种新技术提出，以提高单波长信道的比特率，而且这种方案可以避免传输矩阵的奇异性问题，但是，这种方案只适用于两个正交的偏振态上的二进制基带调制。
现有技术三，偏振间插复用离散多音(polarization-interleave-multiplexeddiscrete multi-tone，PIM-DMT)系统存在的主要缺点是：在这个系统中，两个偏振态需要两个不同频率的激光器，而且它们的频差需要比信号带宽大才能消除混合偏振拍打干扰(mixed polarization beat interference，MPBI)的影响，两个激光器的使用使系统成本增加。综上，以上系统结构复杂，成本高，或者是应用存在局限性。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种偏振复用直接检测系统及方法，以解决现有技术所存在的系统结构复杂，成本高，或者是应用存在局限性的问题。
为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种偏振复用直接检测系统，包括：激光器、第一偏振分束器、第一强度调制器和第二强度调制器、偏振合束器、偏振保持耦合器、45°偏振旋转器、第二偏振分束器、第三偏振分束器、4个光电检测器和数字信号处理器；
所述第一偏振分束器，用于将一个激光器发出的光束分成两个正交的偏振态；
所述第一强度调制器和第二强度调制器，用于将两路模拟电信号分别在两个正交偏振态上进行强度调制；
所述偏振合束器，用于将强度调制后的两路模拟信号合成偏振复用信号；
所述偏振保持耦合器，用于接收合成的偏振复用信号，并结合所述45°偏振旋转器将合成的偏振复用信号分成两个相差固定角度的SOP；
所述第二偏振分束器，用于将第一SOP分成两路正交的偏振态信号；
所述第三偏振分束器，用于将第二SOP分成两路正交的偏振态信号；
所述4个光电检测器，用于分别接收分成的4路偏振态信号，并将接收到的偏振态信号转换成电信号；
所述数字信号处理器，用于接收4路电信号并对所述电信号进行处理，估计第一SOP的偏振角及第二SOP的偏振角、消除混合偏振拍打干扰、并进行偏振解复用和信号恢复。
进一步地，所述数字信号处理器接收到的4路电信号的第k个样值表示为：
式中，rh1(2)表示第一或第二SOP上的水平偏振态上的数字电信号；rv1(2)表示第一或第二SOP上的垂直偏振态上的数字电信号；θ1(2)表示第一或第二SOP的偏振角，θ1和θ2相差固定角度π/4，Ex和Ey分别表示发送端水平偏振态和垂直偏振态上的电场；ε为方位角，(·)*表示取共轭，Wh1(2)(k)表示表示第一或第二SOP上的水平偏振态上的高斯白噪声，Wv1(2)表示表示第一或第二SOP上的垂直偏振态上的高斯白噪声。
进一步地，所述第一强度调制器和第二强度调制器，还用于对同步发送的位于两个正交偏振态上的相同的n个用于SOP估计的训练符号进行强度调制，即：|Ey(k)|2＝|Ex(k)|2,k∈[1,n]；
所述数字信号处理器接收到的4路电信号的第k个样值表示为：
rh1(2)(k)＝|Ex(k)|2-2cosθ1(2)sinθ1(2)cosε|Ex(k)|2+Wh1(2)(k)
rv1(2)(k)＝|Ex(k)|2+2cosθ1(2)sinθ1(2)cosε|Ex(k)|2+Wv1(2)(k)
通过消除方位角ε的影响，其中，d1(2)表示第一SOP或第二SOP的偏振损伤；
估计第一SOP的偏振角及第二SOP的偏振角
进一步地，所述数字信号处理器对所述电信号进行处理，若估计出的 则构造一对新的电信号r′h和r′v来消除混合偏振拍打干扰；其中，r′h,r′v不包含混合偏振拍打干扰，r′h,r′v表示为：
将所述上式经过变换，得到：
式中，R'表示新的偏振旋转矩阵，w′h(k)和w′v(k)表示新的高斯白噪声，R'表示为：
w'h(k)和w'v(k)分别表示为：
w'h(k)＝wh1(k)-wh2(k)tan(2θ1)
w'v(k)＝wv1(k)-wv2(k)tan(2θ1)
进一步地，所述数字信号处理器对所述电信号进行处理，若估计出的 则构造一对新的电信号r″h和r″v来消除混合偏振拍打干扰；其中，r″h和r″v不包含混合偏振拍打干扰，r″h和r″v表示为：
将所述上式经过变换，得到：
式中，R”表示新的偏振旋转矩阵，w″h(k)和w″v(k)表示新的高斯白噪声，R”表示为：
w″h(k)和w″v(k)分别表示为：
w″h(k)＝wv1(k)+wh2(k)tan(2θ1)
w″v(k)＝wh1(k)+wv2(k)tan(2θ1)
进一步地，所述数字信号处理器通过频域均衡器进行偏振解复用，恢复发送端发送的信号。
本发明实施例还提供一种偏振复用直接检测方法，包括：
接收第一SOP分成的两路正交偏振态信号和第二SOP分成的两路正交偏振态信号；
对4路偏振态信号进行处理，估计第一SOP的偏振角及第二SOP的偏振角；
根据估计的第一SOP的偏振角和第二SOP的偏振角，消除混合偏振拍打干扰；
根据消除混合偏振拍打干扰后的信号，进行偏振解复用和信号恢复。
进一步地，所述接收第一SOP分成的两路正交偏振态信号和第二SOP分成的两路正交偏振态信号的第k个样值表示为：
式中，rh1(2)表示第一或第二SOP上的水平偏振态上的数字电信号；rv1(2)表示第一或第二SOP上的垂直偏振态上的数字电信号；θ1(2)表示第一或第二SOP的偏振角，θ1和θ2相差固定角度π/4，Ex和Ey分别表示发送端水平偏振态和垂直偏振态上的电场；ε为方位角，(·)*表示取共轭，Wh1(2)(k)表示表示第一或第二SOP上的水平偏振态上的高斯白噪声，Wv1(2)表示表示第一或第二SOP上的垂直偏振态上的高斯白噪声。
进一步地，所述对4路偏振态信号进行处理，估计第一SOP的偏振角及第二SOP的偏振角包括：
对发送端同步发送相同的n个训练符号进行处理，估计第一SOP的偏振角和第二SOP的偏振角
进一步地，所述根据估计的第一SOP的偏振角和第二SOP的偏振角，消除混合偏振拍打干扰包括：
若估计出的则构造一对新的电信号r′h和r′v来消除混合偏振拍打干扰；其中，r′h,r′v不包含混合偏振拍打干扰，r′h,r′v表示为：
将所述上式经过变换，得到：
式中，R'表示新的偏振旋转矩阵，w'h(k)和w'v(k)表示新的高斯白噪声，R'表示为：
w'h(k)和w'v(k)分别表示为：
w'h(k)＝wh1(k)-wh2(k)tan(2θ1)
w'v(k)＝wv1(k)-wv2(k)tan(2θ1)
若估计出的则构造一对新的电信号r″h和r″v来消除混合偏振拍打干扰；其中，r″h和r″v不包含混合偏振拍打干扰，r″h和r″v表示为：
将所述上式经过变换，得到：
式中，R”表示新的偏振旋转矩阵，w″h(k)和w″v(k)表示新的高斯白噪声，R”表示为：
w″h(k)和w″v(k)分别表示为：
w″h(k)＝wv1(k)+wh2(k)tan(2θ1)
w″v(k)＝wh1(k)+wv2(k)tan(2θ1)
本发明的上述技术方案的有益效果如下：
上述方案中，发送端不需要射频源和窄带光滤波器，且只需要一个激光器，接收端只需通过4个光电检测器将接收到的4路偏振态光信号转换成电信号，结构简单，成本低，并通过数字信号处理器估计两个SOP的偏振角，消除混合偏振拍打干扰，进行偏振解复用及信号恢复，能够使系统传输容量增加一倍，同时能够使未来短距离光传输系统单波长信道比特率提升至200Gb/s及以上。
附图说明
图1为本发明实施例提供的偏振复用直接检测系统的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的偏振复用直接检测方法的流程图。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
本发明针对现有的系统结构复杂，成本高，或者是应用存在局限性的问题，提供一种偏振复用直接检测系统及方法。
实施例一
本发明实施例提供的一种偏振复用直接检测系统，包括：激光器、第一偏振分束器、第一强度调制器和第二强度调制器、偏振合束器、偏振保持耦合器、45°偏振旋转器、第二偏振分束器、第三偏振分束器、4个光电检测器和处理器；
所述第一偏振分束器，用于将一个激光器发出的光束分成两个正交的偏振态；
所述第一强度调制器和第二强度调制器，用于将两路模拟电信号分别在两个正交偏振态上进行强度调制；
所述偏振合束器，用于将强度调制后的两路模拟信号合成偏振复用信号；
所述偏振保持耦合器，用于接收合成的偏振复用信号，并结合所述45°偏振旋转器将合成的偏振复用信号分成两个相差固定角度的SOP；
所述第二偏振分束器，用于将第一SOP分成两路正交的偏振态信号；
所述第三偏振分束器，用于将第二SOP分成两路正交的偏振态信号；
所述4个光电检测器，用于分别接收分成的4路偏振态信号，并将接收到的偏振态信号转换成电信号；
所述数字信号处理器，用于接收4路电信号并对所述电信号进行处理，估计第一SOP的偏振角及第二SOP的偏振角、消除混合偏振拍打干扰、并进行偏振解复用和信号恢复。
本发明实施例所述的偏振复用直接检测系统，发送端不需要射频源和窄带光滤波器，且只需要一个激光器，接收端只需通过4个光电检测器将接收到的4路偏振态光信号转换成电信号，结构简单，成本低，并通过数字信号处理器估计两个SOP的偏振角，消除混合偏振拍打干扰，进行偏振解复用及信号恢复，能够使系统传输容量增加一倍，同时能够使未来短距离光传输系统单波长信道比特率提升至200Gb/s及以上。
如图1所示，在发送端，通过第一偏振分束器(polariztion beam splitter，PBS)将一个激光器发出的光束分成两个正交的偏振态，再通过第一强度调制器(IM)和第二强度调制器(IM)将两路模拟电信号分别在两个正交偏振态上进行强度调制，本系统适用于所有的强度调制信号；例如，发送端信号调制方式可以以DMT为例，首先将原始的两路信息比特流进行DMT调制，生成两路DMT数字信号，所述两路DMT数字信号分别经过数模转换器(Digital-to-Analog Converter，DAC)生成两路模拟信号，这两路模拟信号在一个激光器的两个正交偏振态上进行强度调制(IM)。通过偏振合束器(polariztion beam combiner，PBC)将两路模拟信号进行合并之后，通过标准单模光纤进行传输。
在接收端，利用偏振保持耦合器(polarization maintaining coupler，PMC)和45°偏振旋转器将经过光纤传输后的偏振复用信号随机分成两个相差固定角度(π/4)的SOP；在第一SOP上利用第二偏振分束器(PBS)分成两路正交的偏振态信号，在第二SOP上利用第三偏振分束器(PBS)分成两路正交的偏振态信号，接着利用4个光电检测器(photodetector，PD)分别进行接收4路偏振态信号并进行平方律光电检测后，使模拟光信号Eh1,Ev1,Eh2,Ev2转换成模拟电信号，再经过低通滤波器(low pass filter，LPF)和模数转换器(Analog-to-Digital Converter，ADC)将模拟信号转换成数字信号，并将所述数字信号传输至数字信号处理器，在数字信号处理器中估计第一SOP的偏振角及第二SOP的偏振角、消除混合偏振拍打干扰(MPBI)、并进行偏振解复用和信号恢复。
如图1所示，PM-DMT信号在两个偏振态上的接收电场，即：Eh1(2),Ev1(2),可以表示为式(1)：
式(1)中，Ex和Ey分别表示发送端水平偏振态和垂直偏振态上的电场；R1(2)表示第一SOP或第二SOP信道旋转矩阵：
式(2)(3)中，θ1和θ2表示两个接收SOP的偏振角，两角相差固定角度ε是方位角。
本发明实施例中，在处理器中接收到的第k个样值可以表示为：
式(4)(5)中，rh1(2)表示第一或第二SOP上的水平偏振态上的数字电信号；rv1(2)表示第一或第二SOP上的垂直偏振态上的数字电信号；θ1(2)表示第一或第二SOP的偏振角，θ1和θ2相差固定角度π/4；ε为方位角，Re{·}表示复数的实部，(·)*表示取共轭，Wh1(2)(k)表示表示第一或第二SOP上的水平偏振态上的高斯白噪声，Wv1(2)表示表示第一或第二SOP上的垂直偏振态上的高斯白噪声。
假设PD的响应率是1，由于强度调制，所以是实数，那么式(4)和式(5)可以简化为：
通过式(6)和式(7)可以看到前两项分别包含了x偏振态和y偏振态上调制的数据信息，第三项是混合偏振拍打干扰(mixed polarization beat interference，MPBI)引入的噪声，最后一项是高斯白噪声。接收到信号之后，接下来就要进行信号处理了。
首先进行SOP估计，本发明实施例中，通过训练序列的辅助来估计两个SOP。具体步骤包括：在发送端两个正交偏振态上同步发送相同的n个训练符号，即：|Ey(k)|2＝|Ex(k)|2,k∈[1,n]。则接收端rh1(2)(k)和rv1(2)(k)接收到的第k个样值可以表示为：
rh1(2)(k)＝|Ex(k)|2-2cosθ1(2)sinθ1(2)cosε|Ex(k)|2+Wh1(2)(k) (8)
rv1(2)(k)＝|Ex(k)|2+2cosθ1(2)sinθ1(2)cosε|Ex(k)|2+Wv1(2)(k) (9)
根据式(8)和(9)，得到与偏振相关的损伤d1(2)，即：
式(10)中，d1(2)表示第一SOP或第二SOP的偏振损伤，∑(·)表示求和运算，目的是抑制高斯白噪声的影响。
通过式(11)去除方位角ε的影响：
由(11)式，可以得到：
为估计出的第一SOP的偏振角，由于两个SOP相差π/4，因此估计出的第二SOP的偏振角由于arctan函数值域在之间，那么取值在之间，那么最终的估计结果应该为：
式(13)中，△e是估计误差，的相位模糊对系统性能没有影响。至此计算出了两个SOP的偏振角。
经过SOP估计后，MPBI引入的噪声，即式(6)和(7)中的第三项，可以通过和进行消除。以下为两个方案：
方案一
在接收端利用已经接收到的4个电信号rh1、rv1、rh2、rv2，构造一对新的不包含MPBI的电信号r′h,r′v可以表示为：
假设SOP估计的误差△e为零，那么把代入式(14)中，得：
通过式(15)可以看出不会影响MPBI的消除。然后，把式(6)和式(7)代入式(15)，计算得到r′h和r′v为：
式(16)中，R'是新的偏振旋转矩阵。
式(16)中，w'h(k)和w'v(k)表示新的高斯噪声项，分别表示为：
w'h(k)＝wh1(k)-wh2(k)tan(2θ1)
(9)
w'v(k)＝wv1(k)-wv2(k)tan(2θ1)
在式(17)和式(18)中，θ2已经用θ1+π/4进行了替换，而且ε的影响已经在式(15)中计算MPBI时做减法运算消除了，由式(16)可以看到接收端构造的新的信号对r′h,r′v不包含MBPI噪声，这证明方案一的有效性。
方案二
在接收端利用已经接收到的4个电信号rh1、rv1、rh2、rv2，构造的另外一对不包含MPBI的接收电信号r″h和r″v可表示为：
同方案一，r″h和r″v可以通过以下公式得出：
式(20)中，R”是在方案二下计算得到的偏振旋转矩阵：
式(20)中，w″h(k)和w″v(k)表示新的高斯噪声项，分别表示为：
w″h(k)＝wv1(k)+wh2(k)tan(2θ1)
(13)
w″v(k)＝wh1(k)+wv2(k)tan(2θ1)
由式(20)可以看到接收端构造的新的信号对r″h和r″v不包含MBPI噪声，这证明方案二的有效性。
通过式(18)和(22)可以看出噪声会随着接收SOP的不同而变化，因此有必要考虑噪声对偏振解复用的影响，从而在两种MBPI去除方案中得到一种合适的方案。
通过实验得到，为了避免最后的传输矩阵的奇异性问题，在不同的情境下选择不同的方案，具体为：如果估计出的就选用方案一；如果估计出的就选用方案二。
本发明实施例中，DMT属于OFDM的一种，因此PM-DMT-DD系统在进行MBPI噪声消除这一步后，可以通过传统的2×2多入多出(Multiple-Input Multiple-Output，MIMO)频域均衡器进行解复用。
假设接收端信号进行FFT后的输出信号为：
式(23)中i表示子载波序号；Hi表示信道矩阵；Xi和Yi分别表示水平偏振态和垂直偏振态上第i个子载波上的发送数据；NH(V)表示随机噪声。其中，信道估计矩阵Hi可通过时域间插训练序列估计出来。如果信道传输矩阵求出，结合接收到的信号RH,RV(RH,RV为构造的消除混合偏振拍打干扰MBPI的电信号r′h和r′v或r″h和r″v)求得
式(24)中，分别表示求出的X偏振态和Y偏振态上第i个子载波上的发送数据，
最后根据求出的进行发送端数据恢复即可。
实施例二
本发明还提供一种偏振复用直接检测方法的具体实施方式，由于本发明提供的偏振复用直接检测方法与前述偏振复用直接检测装置的具体实施方式相对应，该偏振复用直接检测方法可以通过执行上述方法具体实施方式中的流程步骤来实现本发明的目的，因此上述偏振复用直接检测装置具体实施方式中的解释说明，也适用于本发明提供的偏振复用直接检测方法的具体实施方式，在本发明以下的具体实施方式中将不再赘述。
如图2所示，本发明实施例还提供一种偏振复用直接检测方法，包括：
S1，接收第一SOP分成的两路正交偏振态信号和第二SOP分成的两路正交偏振态信号；
S2，对4路偏振态信号进行处理，估计第一SOP的偏振角及第二SOP的偏振角；
S3，根据估计的第一SOP的偏振角和第二SOP的偏振角，消除混合偏振拍打干扰；
S4，根据消除混合偏振拍打干扰后的信号，进行偏振解复用和信号恢复。
本发明实施例所述的偏振复用直接检测方法，发送端不需要射频源和窄带光滤波器，且只需要一个激光器，接收端只需通过4个光电检测器将接收到的4路偏振态光信号转换成电信号，结构简单，成本低，并通过处理器估计两个SOP的偏振角，消除混合偏振拍打干扰，并进行偏振解复用和信号恢复，能够使系统传输容量增加一倍，同时能够使未来短距离光传输系统单波长信道比特率提升至200Gb/s及以上。
在前述偏振复用直接检测方法的具体实施方式中，进一步地，所述接收第一SOP分成的两路正交偏振态信号和第二SOP分成的两路正交偏振态信号的第k个样值表示为：
式中，rh1(2)表示第一或第二SOP上的水平偏振态上的数字电信号；rv1(2)表示第一或第二SOP上的垂直偏振态上的数字电信号；θ1(2)表示第一或第二SOP的偏振角，θ1和θ2相差固定角度π/4，Ex和Ey分别表示发送端水平偏振态和垂直偏振态上的电场；ε为方位角，(·)*表示取共轭，Wh1(2)(k)表示表示第一或第二SOP上的水平偏振态上的高斯白噪声，Wv1(2)表示表示第一或第二SOP上的垂直偏振态上的高斯白噪声。
在前述偏振复用直接检测方法的具体实施方式中，进一步地，所述对4路偏振态信号进行处理，估计第一SOP的偏振角及第二SOP的偏振角包括：
对发送端同步发送相同的n个训练符号进行处理，估计第一SOP的偏振角和第二SOP的偏振角
在前述偏振复用直接检测方法的具体实施方式中，进一步地，所述根据估计的第一SOP的偏振角和第二SOP的偏振角，消除混合偏振拍打干扰包括：
若估计出的则构造一对新的电信号r′h和r′v来消除混合偏振拍打干扰；其中，r′h,r′v不包含混合偏振拍打干扰，r′h,r′v表示为：
将所述上式经过变换，得到：
式中，R'表示新的偏振旋转矩阵，w'h(k)和w'v(k)表示新的高斯白噪声，R'表示为：
w'h(k)和w'v(k)分别表示为：
w'h(k)＝wh1(k)-wh2(k)tan(2θ1)
w'v(k)＝wv1(k)-wv2(k)tan(2θ1)
若估计出的则构造一对新的电信号r″h和r″v来消除混合偏振拍打干扰；其中，r″h和r″v不包含混合偏振拍打干扰，r″h和r″v表示为：
将所述上式经过变换，得到：
式中，R”表示新的偏振旋转矩阵，w″h(k)和w″v(k)表示新的高斯白噪声，R”表示为：
w″h(k)和w″v(k)分别表示为：
w″h(k)＝wv1(k)+wh2(k)tan(2θ1)
w″v(k)＝wh1(k)+wv2(k)tan(2θ1)
在完成SOP估计和混合偏振拍打干扰的消除之后，再利用频域均衡进行偏振解复用，恢复发送端信号即可。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种偏振复用直接检测系统，其特征在于，包括：激光器、第一偏振分束器、第一强度调制器、第二强度调制器、偏振合束器、偏振保持耦合器、45°偏振旋转器、第二偏振分束器、第三偏振分束器、4个光电检测器和数字信号处理器；
所述第一偏振分束器，用于将一个激光器发出的光束分成两个正交的偏振态；
所述第一强度调制器和第二强度调制器，用于将两路模拟电信号分别在两个正交偏振态上进行强度调制；
所述偏振合束器，用于将强度调制后的两路模拟信号合成偏振复用信号；
所述偏振保持耦合器，用于接收合成的偏振复用信号，并结合所述45°偏振旋转器将合成的偏振复用信号分成两个相差固定角度的偏振态，所述两个相差固定角度的偏振态包括：第一偏振态和第二偏振态；
所述第二偏振分束器，用于将第一偏振态分成两路正交的偏振态信号；
所述第三偏振分束器，用于将第二偏振态分成两路正交的偏振态信号；
所述4个光电检测器，用于分别接收分成的4路偏振态信号，并将接收到的偏振态信号转换成电信号；
所述数字信号处理器，用于接收4路电信号并对所述电信号进行处理，包括估计第一偏振态的偏振角及第二偏振态的偏振角、消除混合偏振拍打干扰、并进行偏振解复用和信号恢复。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述数字信号处理器接收到的4路电信号的第k个样值表示为：
<mrow> <msub> <mi>r</mi> <mrow> <mi>h</mi> <mn>1</mn> <mrow> <mo>(</mo> <mn>2</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <mi>k</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>=</mo> <msup> <mi>cos</mi> <mn>2</mn> </msup> <msub> <mi>&amp;theta;</mi> <mrow> <mn>1</mn> <mrow> <mo>(</mo> <mn>2</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> </msub> <mo>|</mo> <msub> <mi>E</mi> <mi>x</mi> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <mi>k</mi> <mo>)</mo> </mrow> <msup> <mo>|</mo> <mn>2</mn> </msup> <mo>+</mo> <msup> <mi>sin</mi> <mn>2</mn> </msup> <msub> <mi>&amp;theta;</mi> <mrow> <mn>1</mn> <mrow> <mo>(</mo> <mn>2</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> </msub> <mo>|</mo> <msub> <mi>E</mi> <mi>y</mi> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <mi>k</mi> <mo>)</mo> </mrow> <msup> <mo>|</mo> <mn>2</mn> </msup> <mo>-</mo> <mn>2</mn> <msub> <mi>cos&amp;theta;</mi> <mrow> <mn>1</mn> <mrow> <mo>(</mo> <mn>2</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> </msub> <msub> <mi>sin&amp;theta;</mi> <mrow> <mn>1</mn> <mrow> <mo>(</mo> <mn>2</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> </msub> <msub> <mi>cos&amp;epsiv;E</mi> <mi>x</mi> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <mi>k</mi> <mo>)</mo> </mrow> <msubsup> <mi>E</mi> <mi>y</mi> <mo>*</mo> </msubsup> <mrow> <mo>(</mo> <mi>k</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>+</mo> <msub> <mi>W</mi> <mrow> <mi>h</mi> <mn>1</mn> <mrow> <mo>(</mo> <mn>2</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <mi>k</mi> <mo>)</mo> </mrow> </mrow>
<mrow> <msub> <mi>r</mi> <mrow> <mi>v</mi> <mn>1</mn> <mrow> <mo>(</mo> <mn>2</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <mi>k</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>=</mo> <msup> <mi>sin</mi> <mn>2</mn> </msup> <msub> <mi>&amp;theta;</mi> <mrow> <mn>1</mn> <mrow> <mo>(</mo> <mn>2</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> </msub> <mo>|</mo> <msub> <mi>E</mi> <mi>x</mi> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <mi>k</mi> <mo>)</mo> </mrow> <msup> <mo>|</mo> <mn>2</mn> </msup> <mo>+</mo> <msup> <mi>cos</mi> <mn>2</mn> </msup> <msub> <mi>&amp;theta;</mi> <mrow> <mn>1</mn> <mrow> <mo>(</mo> <mn>2</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> </msub> <mo>|</mo> <msub> <mi>E</mi> <mi>y</mi> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <mi>k</mi> <mo>)</mo> </mrow> <msup> <mo>|</mo> <mn>2</mn> </msup> <mo>+</mo> <mn>2</mn> <msub> <mi>cos&amp;theta;</mi> <mrow> <mn>1</mn> <mrow> <mo>(</mo> <mn>2</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> </msub> <msub> <mi>sin&amp;theta;</mi> <mrow> <mn>1</mn> <mrow> <mo>(</mo> <mn>2</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> </msub> <msub> <mi>cos&amp;epsiv;E</mi> <mi>x</mi> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <mi>k</mi> <mo>)</mo> </mrow> <msubsup> <mi>E</mi> <mi>y</mi> <mo>*</mo> </msubsup> <mrow> <mo>(</mo> <mi>k</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>+</mo> <msub> <mi>W</mi> <mrow> <mi>v</mi> <mn>1</mn> <mrow> <mo>(</mo> <mn>2</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <mi>k</mi> <mo>)</mo> </mrow> </mrow>
式中，rh1(2)表示第一或第二偏振态上的水平偏振态上的数字电信号；rv1(2)表示第一或第二偏振态上的垂直偏振态上的数字电信号；θ1(2)表示第一或第二偏振态的偏振角，θ1和θ2相差固定角度π/4，Ex和Ey分别表示发送端水平偏振态和垂直偏振态上的电场；ε为方位角，(·)*表示取共轭，Wh1(2)(k)表示表示第一或第二偏振态上的水平偏振态上的高斯白噪声，Wv1(2)表示表示第一或第二偏振态上的垂直偏振态上的高斯白噪声。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述第一强度调制器和第二强度调制器，还用于对同步发送的位于两个正交偏振态上的相同的n个用于偏振态估计的训练符号进行强度调制，即：|Ey(k)|2＝|Ex(k)|2,k∈[1,n]；
所述数字信号处理器接收到的4路电信号的第k个样值表示为：
rh1(2)(k)＝|Ex(k)|2-2cosθ1(2)sinθ1(2)cosε|Ex(k)|2+Wh1(2)(k)
rv1(2)(k)＝|Ex(k)|2+2cosθ1(2)sinθ1(2)cosε|Ex(k)|2+Wv1(2)(k)
通过消除方位角ε的影响，其中，d1(2)表示第一偏振态或第二偏振态的偏振损伤；
估计第一偏振态的偏振角及第二偏振态的偏振角
<mrow> <msub> <mover> <mi>&amp;theta;</mi> <mo>^</mo> </mover> <mn>1</mn> </msub> <mo>=</mo> <mfrac> <mn>1</mn> <mn>2</mn> </mfrac> <mi>arctan</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mfrac> <msub> <mi>d</mi> <mn>1</mn> </msub> <msub> <mi>d</mi> <mn>2</mn> </msub> </mfrac> <mo>)</mo> </mrow> <mo>,</mo> <msub> <mover> <mi>&amp;theta;</mi> <mo>^</mo> </mover> <mn>2</mn> </msub> <mo>=</mo> <msub> <mover> <mi>&amp;theta;</mi> <mo>^</mo> </mover> <mn>1</mn> </msub> <mo>+</mo> <mfrac> <mi>&amp;pi;</mi> <mn>4</mn> </mfrac> <mo>.</mo> </mrow>
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述数字信号处理器对所述电信号进行处理，若估计出的则构造一对新的电信号r′h和r′v来
消除混合偏振拍打干扰；其中，r′h,r′v不包含混合偏振拍打干扰，r′h,r′v表示为：
<mrow> <msubsup> <mi>r</mi> <mrow> <mi>h</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>v</mi> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> <mo>&amp;prime;</mo> </msubsup> <mrow> <mo>(</mo> <mi>k</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>=</mo> <msub> <mi>r</mi> <mrow> <mi>h</mi> <mn>1</mn> <mrow> <mo>(</mo> <mi>v</mi> <mn>1</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <mi>k</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>-</mo> <msub> <mi>r</mi> <mrow> <mi>h</mi> <mn>2</mn> <mrow> <mo>(</mo> <mi>v</mi> <mn>2</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <mi>k</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>&amp;CenterDot;</mo> <mfrac> <mrow> <mi>c</mi> <mi>o</mi> <mi>s</mi> <msub> <mover> <mi>&amp;theta;</mi> <mo>^</mo> </mover> <mn>1</mn> </msub> <mi>s</mi> <mi>i</mi> <mi>n</mi> <msub> <mover> <mi>&amp;theta;</mi> <mo>^</mo> </mover> <mn>1</mn> </msub> </mrow> <mrow> <mi>c</mi> <mi>o</mi> <mi>s</mi> <msub> <mover> <mi>&amp;theta;</mi> <mo>^</mo> </mover> <mn>2</mn> </msub> <mi>s</mi> <mi>i</mi> <mi>n</mi> <msub> <mover> <mi>&amp;theta;</mi> <mo>^</mo> </mover> <mn>2</mn> </msub> </mrow> </mfrac> </mrow>
将所述上式经过变换，得到：
<mrow> <mfenced open = "[" close = "]"> <mtable> <mtr> <mtd> <msubsup> <mi>r</mi> <mi>h</mi> <mo>&amp;prime;</mo> </msubsup> <mo>(</mo> <mi>k</mi> <mo>)</mo> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <msubsup> <mi>r</mi> <mi>v</mi> <mo>&amp;prime;</mo> </msubsup> <mo>(</mo> <mi>k</mi> <mo>)</mo> </mtd> </mtr> </mtable> </mfenced> <mo>=</mo> <msup> <mi>R</mi> <mo>&amp;prime;</mo> </msup> <mfenced open = "[" close = "]"> <mtable> <mtr> <mtd> <mo>|</mo> <msub> <mi>E</mi> <mi>x</mi> </msub> <mo>(</mo> <mi>k</mi> <mo>)</mo> <msup> <mo>|</mo> <mn>2</mn> </msup> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mrow> <mo>|</mo> <msub> <mi>E</mi> <mi>y</mi> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <mi>k</mi> <mo>)</mo> </mrow> <msup> <mo>|</mo> <mn>2</mn> </msup> </mrow> </mtd> </mtr> </mtable> </mfenced> <mo>+</mo> <mfenced open = "[" close = "]"> <mtable> <mtr> <mtd> <msubsup> <mi>w</mi> <mi>h</mi> <mo>&amp;prime;</mo> </msubsup> <mo>(</mo> <mi>k</mi> <mo>)</mo> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <msubsup> <mi>w</mi> <mi>v</mi> <mo>&amp;prime;</mo> </msubsup> <mo>(</mo> <mi>k</mi> <mo>)</mo> </mtd> </mtr> </mtable> </mfenced> </mrow>
式中，R'表示新的偏振旋转矩阵，w'h(k)和w'v(k)表示新的高斯白噪声，R'表示为：
<mrow> <msup> <mi>R</mi> <mo>&amp;prime;</mo> </msup> <mo>=</mo> <mfenced open = "[" close = "]"> <mtable> <mtr> <mtd> <mfrac> <mrow> <msub> <mi>cos&amp;theta;</mi> <mn>1</mn> </msub> </mrow> <mrow> <msub> <mi>sin&amp;theta;</mi> <mn>1</mn> </msub> <mo>+</mo> <msub> <mi>cos&amp;theta;</mi> <mn>1</mn> </msub> </mrow> </mfrac> </mtd> <mtd> <mfrac> <mrow> <mo>-</mo> <msub> <mi>sin&amp;theta;</mi> <mn>1</mn> </msub> </mrow> <mrow> <msub> <mi>cos&amp;theta;</mi> <mn>1</mn> </msub> <mo>-</mo> <msub> <mi>sin&amp;theta;</mi> <mn>1</mn> </msub> </mrow> </mfrac> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mfrac> <mrow> <mo>-</mo> <msub> <mi>sin&amp;theta;</mi> <mn>1</mn> </msub> </mrow> <mrow> <msub> <mi>cos&amp;theta;</mi> <mn>1</mn> </msub> <mo>-</mo> <msub> <mi>sin&amp;theta;</mi> <mn>1</mn> </msub> </mrow> </mfrac> </mtd> <mtd> <mfrac> <mrow> <msub> <mi>cos&amp;theta;</mi> <mn>1</mn> </msub> </mrow> <mrow> <msub> <mi>sin&amp;theta;</mi> <mn>1</mn> </msub> <mo>+</mo> <msub> <mi>cos&amp;theta;</mi> <mn>1</mn> </msub> </mrow> </mfrac> </mtd> </mtr> </mtable> </mfenced> </mrow>
w'h(k)和w'v(k)分别表示为：
<mrow> <mtable> <mtr> <mtd> <mrow> <msubsup> <mi>w</mi> <mi>h</mi> <mo>&amp;prime;</mo> </msubsup> <mrow> <mo>(</mo> <mi>k</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>=</mo> <msub> <mi>w</mi> <mrow> <mi>h</mi> <mn>1</mn> </mrow> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <mi>k</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>-</mo> <msub> <mi>w</mi> <mrow> <mi>h</mi> <mn>2</mn> </mrow> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <mi>k</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mi>t</mi> <mi>a</mi> <mi>n</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mn>2</mn> <msub> <mi>&amp;theta;</mi> <mn>1</mn> </msub> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mrow> <msubsup> <mi>w</mi> <mi>v</mi> <mo>&amp;prime;</mo> </msubsup> <mrow> <mo>(</mo> <mi>k</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>=</mo> <msub> <mi>w</mi> <mrow> <mi>v</mi> <mn>1</mn> </mrow> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <mi>k</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>-</mo> <msub> <mi>w</mi> <mrow> <mi>v</mi> <mn>2</mn> </mrow> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <mi>k</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mi>t</mi> <mi>a</mi> <mi>n</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mn>2</mn> <msub> <mi>&amp;theta;</mi> <mn>1</mn> </msub> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> </mtd> </mtr> </mtable> <mo>.</mo> </mrow>
5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述数字信号处理器对所述电信号进行处理，若估计出的则构造一对新的电信号r″h和r″v来消除混合偏振拍打干扰；其中，r″h和r″v不包含混合偏振拍打干扰，r″h和r″v表示为：
<mrow> <msubsup> <mi>r</mi> <mrow> <mi>h</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>v</mi> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> <mrow> <mo>&amp;prime;</mo> <mo>&amp;prime;</mo> </mrow> </msubsup> <mrow> <mo>(</mo> <mi>k</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>=</mo> <msub> <mi>r</mi> <mrow> <mi>v</mi> <mn>1</mn> <mrow> <mo>(</mo> <mi>h</mi> <mn>1</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <mi>k</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>+</mo> <msub> <mi>r</mi> <mrow> <mi>h</mi> <mn>2</mn> <mrow> <mo>(</mo> <mi>v</mi> <mn>2</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <mi>k</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>&amp;CenterDot;</mo> <mfrac> <mrow> <mi>c</mi> <mi>o</mi> <mi>s</mi> <msub> <mover> <mi>&amp;theta;</mi> <mo>^</mo> </mover> <mn>1</mn> </msub> <mi>s</mi> <mi>i</mi> <mi>n</mi> <msub> <mover> <mi>&amp;theta;</mi> <mo>^</mo> </mover> <mn>1</mn> </msub> </mrow> <mrow> <mi>c</mi> <mi>o</mi> <mi>s</mi> <msub> <mover> <mi>&amp;theta;</mi> <mo>^</mo> </mover> <mn>2</mn> </msub> <mi>s</mi> <mi>i</mi> <mi>n</mi> <msub> <mover> <mi>&amp;theta;</mi> <mo>^</mo> </mover> <mn>2</mn> </msub> </mrow> </mfrac> </mrow>
将所述上式经过变换，得到：
<mrow> <mfenced open = "[" close = "]"> <mtable> <mtr> <mtd> <msubsup> <mi>r</mi> <mi>h</mi> <mrow> <mo>&amp;prime;</mo> <mo>&amp;prime;</mo> </mrow> </msubsup> <mo>(</mo> <mi>k</mi> <mo>)</mo> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <msubsup> <mi>r</mi> <mi>v</mi> <mrow> <mo>&amp;prime;</mo> <mo>&amp;prime;</mo> </mrow> </msubsup> <mo>(</mo> <mi>k</mi> <mo>)</mo> </mtd> </mtr> </mtable> </mfenced> <mo>=</mo> <msup> <mi>R</mi> <mrow> <mo>&amp;prime;</mo> <mo>&amp;prime;</mo> </mrow> </msup> <mfenced open = "[" close = "]"> <mtable> <mtr> <mtd> <mo>|</mo> <msub> <mi>E</mi> <mi>x</mi> </msub> <mo>(</mo> <mi>k</mi> <mo>)</mo> <msup> <mo>|</mo> <mn>2</mn> </msup> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mrow> <mo>|</mo> <msub> <mi>E</mi> <mi>y</mi> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <mi>k</mi> <mo>)</mo> </mrow> <msup> <mo>|</mo> <mn>2</mn> </msup> </mrow> </mtd> </mtr> </mtable> </mfenced> <mo>+</mo> <mfenced open = "[" close = "]"> <mtable> <mtr> <mtd> <msubsup> <mi>w</mi> <mi>h</mi> <mrow> <mo>&amp;prime;</mo> <mo>&amp;prime;</mo> </mrow> </msubsup> <mo>(</mo> <mi>k</mi> <mo>)</mo> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <msubsup> <mi>w</mi> <mi>v</mi> <mrow> <mo>&amp;prime;</mo> <mo>&amp;prime;</mo> </mrow> </msubsup> <mo>(</mo> <mi>k</mi> <mo>)</mo> </mtd> </mtr> </mtable> </mfenced> </mrow>
式中，R”表示新的偏振旋转矩阵，w″h(k)和w″v(k)表示新的高斯白噪声，R”表示为：
<mrow> <msup> <mi>R</mi> <mrow> <mo>&amp;prime;</mo> <mo>&amp;prime;</mo> </mrow> </msup> <mo>=</mo> <mfenced open = "[" close = "]"> <mtable> <mtr> <mtd> <mfrac> <mrow> <msub> <mi>sin&amp;theta;</mi> <mn>1</mn> </msub> </mrow> <mrow> <msub> <mi>sin&amp;theta;</mi> <mn>1</mn> </msub> <mo>+</mo> <msub> <mi>cos&amp;theta;</mi> <mn>1</mn> </msub> </mrow> </mfrac> </mtd> <mtd> <mfrac> <mrow> <msub> <mi>cos&amp;theta;</mi> <mn>1</mn> </msub> </mrow> <mrow> <msub> <mi>cos&amp;theta;</mi> <mn>1</mn> </msub> <mo>-</mo> <msub> <mi>sin&amp;theta;</mi> <mn>1</mn> </msub> </mrow> </mfrac> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mfrac> <mrow> <msub> <mi>cos&amp;theta;</mi> <mn>1</mn> </msub> </mrow> <mrow> <msub> <mi>cos&amp;theta;</mi> <mn>1</mn> </msub> <mo>-</mo> <msub> <mi>sin&amp;theta;</mi> <mn>1</mn> </msub> </mrow> </mfrac> </mtd> <mtd> <mfrac> <mrow> <msub> <mi>sin&amp;theta;</mi> <mn>1</mn> </msub> </mrow> <mrow> <msub> <mi>sin&amp;theta;</mi> <mn>1</mn> </msub> <mo>+</mo> <msub> <mi>cos&amp;theta;</mi> <mn>1</mn> </msub> </mrow> </mfrac> </mtd> </mtr> </mtable> </mfenced> </mrow>
w″h(k)和w″v(k)分别表示为：
<mrow> <mtable> <mtr> <mtd> <mrow> <msubsup> <mi>w</mi> <mi>h</mi> <mrow> <mo>&amp;prime;</mo> <mo>&amp;prime;</mo> </mrow> </msubsup> <mrow> <mo>(</mo> <mi>k</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>=</mo> <msub> <mi>w</mi> <mrow> <mi>v</mi> <mn>1</mn> </mrow> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <mi>k</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>+</mo> <msub> <mi>w</mi> <mrow> <mi>h</mi> <mn>2</mn> </mrow> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <mi>k</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mi>t</mi> <mi>a</mi> <mi>n</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mn>2</mn> <msub> <mi>&amp;theta;</mi> <mn>1</mn> </msub> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mrow> <msubsup> <mi>w</mi> <mi>v</mi> <mrow> <mo>&amp;prime;</mo> <mo>&amp;prime;</mo> </mrow> </msubsup> <mrow> <mo>(</mo> <mi>k</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>=</mo> <msub> <mi>w</mi> <mrow> <mi>h</mi> <mn>1</mn> </mrow> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <mi>k</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>+</mo> <msub> <mi>w</mi> <mrow> <mi>v</mi> <mn>2</mn> </mrow> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <mi>k</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mi>t</mi> <mi>a</mi> <mi>n</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mn>2</mn> <msub> <mi>&amp;theta;</mi> <mn>1</mn> </msub> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> </mtd> </mtr> </mtable> <mo>.</mo> </mrow>
6.根据权利要求4或5所述的系统，其特征在于，所述数字信号处理器通过频域均衡器进行偏振解复用，恢复发送端发送的信号。
7.一种偏振复用直接检测方法，其特征在于，包括：
将一个激光器发出的光束分成两个正交的偏振态；
将两路模拟电信号分别在两个正交偏振态上进行强度调制；
将强度调制后的两路模拟信号合成偏振复用信号；
将合成的偏振复用信号分成两个相差固定角度的偏振态，所述两个相差固定角度的偏振态包括：第一偏振态和第二偏振态；
将第一偏振态分成两路正交的偏振态信号，将第二偏振态分成两路正交的偏振态信号；
通过4个光电检测器分别接收第一偏振态分成的两路正交偏振态信号和第二偏振态分成的两路正交偏振态信号；
对4路偏振态信号进行处理，估计第一偏振态的偏振角及第二偏振态的偏振角；
根据估计的第一偏振态的偏振角和第二偏振态的偏振角，消除混合偏振拍打干扰；
根据消除混合偏振拍打干扰后的信号，进行偏振解复用和信号恢复。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述接收第一偏振态分成的两路正交偏振态信号和第二偏振态分成的两路正交偏振态信号的第k个样值表示为：
<mrow> <msub> <mi>r</mi> <mrow> <mi>h</mi> <mn>1</mn> <mrow> <mo>(</mo> <mn>2</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <mi>k</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>=</mo> <msup> <mi>cos</mi> <mn>2</mn> </msup> <msub> <mi>&amp;theta;</mi> <mrow> <mn>1</mn> <mrow> <mo>(</mo> <mn>2</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> </msub> <mo>|</mo> <msub> <mi>E</mi> <mi>x</mi> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <mi>k</mi> <mo>)</mo> </mrow> <msup> <mo>|</mo> <mn>2</mn> </msup> <mo>+</mo> <msup> <mi>sin</mi> <mn>2</mn> </msup> <msub> <mi>&amp;theta;</mi> <mrow> <mn>1</mn> <mrow> <mo>(</mo> <mn>2</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> </msub> <mo>|</mo> <msub> <mi>E</mi> <mi>y</mi> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <mi>k</mi> <mo>)</mo> </mrow> <msup> <mo>|</mo> <mn>2</mn> </msup> <mo>-</mo> <mn>2</mn> <msub> <mi>cos&amp;theta;</mi> <mrow> <mn>1</mn> <mrow> <mo>(</mo> <mn>2</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> </msub> <msub> <mi>sin&amp;theta;</mi> <mrow> <mn>1</mn> <mrow> <mo>(</mo> <mn>2</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> </msub> <msub> <mi>cos&amp;epsiv;E</mi> <mi>x</mi> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <mi>k</mi> <mo>)</mo> </mrow> <msubsup> <mi>E</mi> <mi>y</mi> <mo>*</mo> </msubsup> <mrow> <mo>(</mo> <mi>k</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>+</mo> <msub> <mi>W</mi> <mrow> <mi>h</mi> <mn>1</mn> <mrow> <mo>(</mo> <mn>2</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <mi>k</mi> <mo>)</mo> </mrow> </mrow>
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式中，rh1(2)表示第一或第二偏振态上的水平偏振态上的数字电信号；rv1(2)表示第一或第二偏振态上的垂直偏振态上的数字电信号；θ1(2)表示第一或第二偏振态的偏振角，θ1和θ2相差固定角度π/4，Ex和Ey分别表示发送端水平偏振态和垂直偏振态上的电场；ε为方位角，(·)*表示取共轭，Wh1(2)(k)表示表示第一或第二偏振态上的水平偏振态上的高斯白噪声，Wv1(2)表示表示第一或第二偏振态上的垂直偏振态上的高斯白噪声。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述对4路偏振态信号进行处理，估计第一偏振态的偏振角及第二偏振态的偏振角包括：
对发送端同步发送相同的n个训练符号进行处理，估计第一偏振态的偏振角和第二偏振态的偏振角
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述根据估计的第一偏振态的偏振角和第二偏振态的偏振角，消除混合偏振拍打干扰包括：
若估计出的则构造一对新的电信号r′h和r′v来消除混合偏振拍打干扰；其中，r′h,r′v不包含混合偏振拍打干扰，r′h,r′v表示为：
<mrow> <msubsup> <mi>r</mi> <mrow> <mi>h</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>v</mi> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> <mo>&amp;prime;</mo> </msubsup> <mrow> <mo>(</mo> <mi>k</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>=</mo> <msub> <mi>r</mi> <mrow> <mi>h</mi> <mn>1</mn> <mrow> <mo>(</mo> <mi>v</mi> <mn>1</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <mi>k</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>-</mo> <msub> <mi>r</mi> <mrow> <mi>h</mi> <mn>2</mn> <mrow> <mo>(</mo> <mi>v</mi> <mn>2</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <mi>k</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>&amp;CenterDot;</mo> <mfrac> <mrow> <mi>c</mi> <mi>o</mi> <mi>s</mi> <msub> <mover> <mi>&amp;theta;</mi> <mo>^</mo> </mover> <mn>1</mn> </msub> <mi>s</mi> <mi>i</mi> <mi>n</mi> <msub> <mover> <mi>&amp;theta;</mi> <mo>^</mo> </mover> <mn>1</mn> </msub> </mrow> <mrow> <mi>c</mi> <mi>o</mi> <mi>s</mi> <msub> <mover> <mi>&amp;theta;</mi> <mo>^</mo> </mover> <mn>2</mn> </msub> <mi>s</mi> <mi>i</mi> <mi>n</mi> <msub> <mover> <mi>&amp;theta;</mi> <mo>^</mo> </mover> <mn>2</mn> </msub> </mrow> </mfrac> </mrow>
将所述上式经变换，得到：
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式中，R'表示新的偏振旋转矩阵，w'h(k)和w'v(k)表示新的高斯白噪声，R'表示为：
<mrow> <msup> <mi>R</mi> <mo>&amp;prime;</mo> </msup> <mo>=</mo> <mfenced open = "[" close = "]"> <mtable> <mtr> <mtd> <mfrac> <mrow> <msub> <mi>cos&amp;theta;</mi> <mn>1</mn> </msub> </mrow> <mrow> <msub> <mi>sin&amp;theta;</mi> <mn>1</mn> </msub> <mo>+</mo> <msub> <mi>cos&amp;theta;</mi> <mn>1</mn> </msub> </mrow> </mfrac> </mtd> <mtd> <mfrac> <mrow> <mo>-</mo> <msub> <mi>sin&amp;theta;</mi> <mn>1</mn> </msub> </mrow> <mrow> <msub> <mi>cos&amp;theta;</mi> <mn>1</mn> </msub> <mo>-</mo> <msub> <mi>sin&amp;theta;</mi> <mn>1</mn> </msub> </mrow> </mfrac> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mfrac> <mrow> <mo>-</mo> <msub> <mi>sin&amp;theta;</mi> <mn>1</mn> </msub> </mrow> <mrow> <msub> <mi>cos&amp;theta;</mi> <mn>1</mn> </msub> <mo>-</mo> <msub> <mi>sin&amp;theta;</mi> <mn>1</mn> </msub> </mrow> </mfrac> </mtd> <mtd> <mfrac> <mrow> <msub> <mi>cos&amp;theta;</mi> <mn>1</mn> </msub> </mrow> <mrow> <msub> <mi>sin&amp;theta;</mi> <mn>1</mn> </msub> <mo>+</mo> <msub> <mi>cos&amp;theta;</mi> <mn>1</mn> </msub> </mrow> </mfrac> </mtd> </mtr> </mtable> </mfenced> </mrow>
w'h(k)和w'v(k)分别表示为：
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若估计出的则构造一对新的电信号r″h和r″v来消除混合偏振拍打干扰；其中，r″h和r″v不包含混合偏振拍打干扰，r″h和r″v表示为：
<mrow> <msubsup> <mi>r</mi> <mrow> <mi>h</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>v</mi> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> <mrow> <mo>&amp;prime;</mo> <mo>&amp;prime;</mo> </mrow> </msubsup> <mrow> <mo>(</mo> <mi>k</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>=</mo> <msub> <mi>r</mi> <mrow> <mi>h</mi> <mn>1</mn> <mrow> <mo>(</mo> <mi>v</mi> <mn>1</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <mi>k</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>+</mo> <msub> <mi>r</mi> <mrow> <mi>h</mi> <mn>2</mn> <mrow> <mo>(</mo> <mi>v</mi> <mn>2</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <mi>k</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>&amp;CenterDot;</mo> <mfrac> <mrow> <mi>c</mi> <mi>o</mi> <mi>s</mi> <msub> <mover> <mi>&amp;theta;</mi> <mo>^</mo> </mover> <mn>1</mn> </msub> <mi>s</mi> <mi>i</mi> <mi>n</mi> <msub> <mover> <mi>&amp;theta;</mi> <mo>^</mo> </mover> <mn>1</mn> </msub> </mrow> <mrow> <mi>c</mi> <mi>o</mi> <mi>s</mi> <msub> <mover> <mi>&amp;theta;</mi> <mo>^</mo> </mover> <mn>2</mn> </msub> <mi>s</mi> <mi>i</mi> <mi>n</mi> <msub> <mover> <mi>&amp;theta;</mi> <mo>^</mo> </mover> <mn>2</mn> </msub> </mrow> </mfrac> </mrow>
将所述上式经变换，得到：
<mrow> <mfenced open = "[" close = "]"> <mtable> <mtr> <mtd> <msubsup> <mi>r</mi> <mi>h</mi> <mrow> <mo>&amp;prime;</mo> <mo>&amp;prime;</mo> </mrow> </msubsup> <mo>(</mo> <mi>k</mi> <mo>)</mo> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <msubsup> <mi>r</mi> <mi>v</mi> <mrow> <mo>&amp;prime;</mo> <mo>&amp;prime;</mo> </mrow> </msubsup> <mo>(</mo> <mi>k</mi> <mo>)</mo> </mtd> </mtr> </mtable> </mfenced> <mo>=</mo> <msup> <mi>R</mi> <mrow> <mo>&amp;prime;</mo> <mo>&amp;prime;</mo> </mrow> </msup> <mfenced open = "[" close = "]"> <mtable> <mtr> <mtd> <mo>|</mo> <msub> <mi>E</mi> <mi>x</mi> </msub> <mo>(</mo> <mi>k</mi> <mo>)</mo> <msup> <mo>|</mo> <mn>2</mn> </msup> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mrow> <mo>|</mo> <msub> <mi>E</mi> <mi>y</mi> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <mi>k</mi> <mo>)</mo> </mrow> <msup> <mo>|</mo> <mn>2</mn> </msup> </mrow> </mtd> </mtr> </mtable> </mfenced> <mo>+</mo> <mfenced open = "[" close = "]"> <mtable> <mtr> <mtd> <msubsup> <mi>w</mi> <mi>h</mi> <mrow> <mo>&amp;prime;</mo> <mo>&amp;prime;</mo> </mrow> </msubsup> <mo>(</mo> <mi>k</mi> <mo>)</mo> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <msubsup> <mi>w</mi> <mi>v</mi> <mrow> <mo>&amp;prime;</mo> <mo>&amp;prime;</mo> </mrow> </msubsup> <mo>(</mo> <mi>k</mi> <mo>)</mo> </mtd> </mtr> </mtable> </mfenced> </mrow>
式中，R”表示新的偏振旋转矩阵，w″h(k)和w″v(k)表示新的高斯白噪声，R”表示为：
<mrow> <msup> <mi>R</mi> <mrow> <mo>&amp;prime;</mo> <mo>&amp;prime;</mo> </mrow> </msup> <mo>=</mo> <mfenced open = "[" close = "]"> <mtable> <mtr> <mtd> <mfrac> <mrow> <msub> <mi>sin&amp;theta;</mi> <mn>1</mn> </msub> </mrow> <mrow> <msub> <mi>sin&amp;theta;</mi> <mn>1</mn> </msub> <mo>+</mo> <msub> <mi>cos&amp;theta;</mi> <mn>1</mn> </msub> </mrow> </mfrac> </mtd> <mtd> <mfrac> <mrow> <msub> <mi>cos&amp;theta;</mi> <mn>1</mn> </msub> </mrow> <mrow> <msub> <mi>cos&amp;theta;</mi> <mn>1</mn> </msub> <mo>-</mo> <msub> <mi>sin&amp;theta;</mi> <mn>1</mn> </msub> </mrow> </mfrac> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mfrac> <mrow> <msub> <mi>cos&amp;theta;</mi> <mn>1</mn> </msub> </mrow> <mrow> <msub> <mi>cos&amp;theta;</mi> <mn>1</mn> </msub> <mo>-</mo> <msub> <mi>sin&amp;theta;</mi> <mn>1</mn> </msub> </mrow> </mfrac> </mtd> <mtd> <mfrac> <mrow> <msub> <mi>sin&amp;theta;</mi> <mn>1</mn> </msub> </mrow> <mrow> <msub> <mi>sin&amp;theta;</mi> <mn>1</mn> </msub> <mo>+</mo> <msub> <mi>cos&amp;theta;</mi> <mn>1</mn> </msub> </mrow> </mfrac> </mtd> </mtr> </mtable> </mfenced> </mrow>
w″h(k)和w″v(k)分别表示为：
<mrow> <mtable> <mtr> <mtd> <mrow> <msubsup> <mi>w</mi> <mi>h</mi> <mrow> <mo>&amp;prime;</mo> <mo>&amp;prime;</mo> </mrow> </msubsup> <mrow> <mo>(</mo> <mi>k</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>=</mo> <msub> <mi>w</mi> <mrow> <mi>v</mi> <mn>1</mn> </mrow> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <mi>k</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>+</mo> <msub> <mi>w</mi> <mrow> <mi>h</mi> <mn>2</mn> </mrow> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <mi>k</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mi>t</mi> <mi>a</mi> <mi>n</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mn>2</mn> <msub> <mi>&amp;theta;</mi> <mn>1</mn> </msub> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mrow> <msubsup> <mi>w</mi> <mi>v</mi> <mrow> <mo>&amp;prime;</mo> <mo>&amp;prime;</mo> </mrow> </msubsup> <mrow> <mo>(</mo> <mi>k</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>=</mo> <msub> <mi>w</mi> <mrow> <mi>h</mi> <mn>1</mn> </mrow> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <mi>k</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>+</mo> <msub> <mi>w</mi> <mrow> <mi>v</mi> <mn>2</mn> </mrow> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <mi>k</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mi>t</mi> <mi>a</mi> <mi>n</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mn>2</mn> <msub> <mi>&amp;theta;</mi> <mn>1</mn> </msub> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> </mtd> </mtr> </mtable> <mo>.</mo> </mrow> 4
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