CN107925483A - 光信号处理方法及相干接收机 - Google Patents

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Abstract

本申请提供的光信号处理方法及相干接收机，将信号XI和信号YI相加得到I信号，将信号XQ和信号YQ信号相加得到Q信号，对I和Q进行量化、合成及数字信号处理。因为求和后需量化的信号变为两路，所以，ADC数量减半，又因为求和器件的功耗小于ADS，所以，能降低光信号处理的功耗。又因为预设数值的存在，也可以使得将其中一路模拟信号进行反相后再求和，从而避免因为求和而导致的信号丢失现象。可见，本申请所述的方法及相干接收机，能够实现在保证光信号正常接收的前提下，降低光信号的接收功耗的问题。

Description

光信号处理方法及相干接收机 技术领域
本申请涉及通信领域，尤其涉及光信号处理方法及相干接收机。
背景技术
在传统的相干光通信架构中，发端发射偏振复用的复数电场信号，经过光路传输后，收端采用相干接收光信号，并对接收到的光信号进行数字信号处理后，恢复出发端的复数信号。
通常，传统的光信号接收机需要利用4路模数转换器(digital-to-analog converter，ADC)，因此具有较高的功耗。
发明内容
发明人在研究的过程中发现，可以通过先将4路模拟信号中的相关信号相加后再进行量化的方式，使得需要进行量化的模拟信号变少，以减少ADC的数量，从而降低光信号的接收功耗。而当相加的模拟光信号因发生偏振状态旋转而产生正交时，则会导致因相加后信号抵消而丢失接收信号的问题。
因此，本申请提供了一种光信号处理方法及相干接收机，目的在于解决如何在保证光信号正常接收的前提下，降低光信号的接收功耗的问题。
为了实现上述目的，本申请提供了以下技术方案：
本申请的第一方面提供了一种光信号处理方法，包括：
相干接收机对同相信号I和正交信号Q分别进行量化；
所述相干接收机将量化后的信号合成复数信号后，对所述复数信号进行数字信号处理；
其中，所述同相信号I的获得过程包括：所述相干接收机计算所述XI和所述YI之和，如果所述XI和所述YI之和小于预设数值，通过计算第一反相模拟信号与所述XI和所述YI中幅值较大者之和，得到所述同相信号I，所述第一反相模拟信号为所述XI和所述YI中幅值较小者进行反相 处理得到的信号；
所述正交信号Q的获得过程包括：所述相干接收机计算所述XQ和所述YQ之和，如果所述XQ和所述YQ之和小于预设数值，通过计算第二反相模拟信号与所述XQ和所述YQ中幅值较大者之和，得到所述正交信号Q，所述第二反相模拟信号为所述XQ和所述YQ中幅值较小者进行反相处理得到的信号。
基于第一方面，在第一方面的第一种实现方式中，所述同相信号I的获得过程中还包括：
如果所述XI与所述YI之和不小于所述预设数值，则所述XI与所述YI之和为求和结果；
所述正交信号Q的获得过程中还包括：
如果所述XQ与所述YQ之和不小于所述预设数值，则所述XQ与所述YQ之和为求和结果。
基于第一方面，在第一方面的第二种实现方式中，所述对所述复数信号进行数字信号处理包括：
将所述复数信号进行归一化处理，并对所述归一化结果进行数据信号处理。
本申请的第二方面提供了一种光信号处理方法，包括：
相干接收机对同相信号I、接收到的第一偏振方向的正交模拟信号XQ和接收到的第二偏振方向的正交模拟信号YQ分别进行量化；
所述相干接收机将量化后的信号合成复数信号后，对所述复数信号进行数字信号处理；
其中，所述同相信号I的获得过程包括：所述相干接收机计算所述XI和所述YI之和，如果所述XI和所述YI之和小于预设数值，通过计算第一反相模拟信号与所述XI和所述YI中幅值较大者之和，得到所述同相信号I，所述第一反相模拟信号为所述XI和所述YI中幅值较小者进行反相处理得到的信号。
基于第二方面，在第二方面的第一种实现方式中，所述同相信号I的获得过程中还包括：
如果所述XI与所述YI之和不小于所述预设数值，则所述XI与所述YI之和为求和结果。
本申请的第三方面提供了一种光信号处理方法，包括：
相干接收机对正交信号Q、接收到的第一偏振方向的同相模拟信号XI和接收到的第二偏振方向的同相模拟信号YI分别进行量化；
所述相干接收机将量化后的信号合成复数信号后，对所述复数信号进行数字信号处理；
其中，所述正交信号Q的获得过程包括：所述相干接收机计算所述XQ和所述YQ之和，如果所述XQ和所述YQ之和小于预设数值，通过计算第二反相模拟信号与所述XQ和所述YQ中幅值较大者之和，得到所述正交信号Q，所述第二反相模拟信号为所述XQ和所述YQ中幅值较小者进行反相处理得到的信号。
基于第三方面，在第三方面的第一种实现方式中，所述正交信号Q的获得过程中还包括：
如果所述XQ与所述YQ之和不小于所述预设数值，则所述XQ与所述YQ之和为求和结果。
本申请的第四方面提供了一种相干接收机，包括：
量化模块，用于对同相信号I和正交信号Q分别进行量化；
数字信号处理模块，用于将量化后的信号合成复数信号后，对所述复数信号进行数字信号处理；
以及，求和模块，用于获得所述同相信号I，以及获得所述正交信号Q，其中，获得所述同相信号I的过程包括：计算第一偏振方向的同相模拟信号XI和接收到的第二偏振方向的同相模拟信号YI之和，如果所述XI和所述YI之和小于预设数值，通过计算第一反相模拟信号与所述XI和所述YI中幅值较大者之和，得到所述同相信号I，所述第一反相模拟信号为所述XI和所述YI中幅值较小者进行反相处理得到的信号；获得所述正交信号Q的过程包括：计算接收到的第一偏振方向的正交模拟信号XQ和接收到的第二偏振方向的正交模拟信号YQ之和，如果所述XQ和所述YQ之和小于预设数值，通过计算第二反相模拟信号与所述XQ和所述YQ中幅 值较大者之和，得到所述正交信号Q，所述第二反相模拟信号为所述XQ和所述YQ中幅值较小者进行反相处理得到的信号。
基于第四方面，在第四方面的第一种实现方式中，所述求和模块包括：
求和电路、反相控制电路以及输出控制电路；
其中，所述求和电路用于计算第一模拟信号与第二模拟信号之和；
所述反相控制电路用于如果所述第一模拟信号与所述第二模拟信号之和的幅值小于预设数值，将所述第一模拟信号和所述第二模拟信号中幅值较小者进行反相处理，得到反相模拟信号；
所述求和电路还用于：计算所述反相模拟信号与第一模拟信号和所述第二模拟信号中幅值较大者之和；
所述输出控制电路用于如果所述第一模拟信号与所述第二模拟信号之和的幅值不小于所述预设数值，输出所述反相模拟信号与第一模拟信号和所述第二模拟信号中幅值较大者之和；
其中，如果所述求和模块用于计算所述同相信号I，则所述第一模拟信号为所述XI，所述第二模拟信号为所述YI，所述反相模拟信号为所述第一反相模拟信号，如果所述求和模块用于计算所述正交信号Q，则所述第一模拟信号为所述XQ，所述第二模拟信号为所述YQ，所述反相模拟信号为所述第二反相模拟信号。
在第四方面的第二种实现方式中，所述输出控制电路还用于：
如果所述第一模拟信号与所述第二模拟信号之和的幅值小于预设数值，输出所述第一模拟信号与所述第二模拟信号之和。
在第四方面的第三种实现方式中，所述反相控制电路包括：
第一比较器，用于如果所述第一模拟信号与所述第二模拟信号之和的幅值小于所述预设数值，输出高电平；
第二比较器，用于如果所述第一模拟信号的幅值小于所述第二模拟信号的幅值，输出高电平，如果所述第二模拟信号的幅值小于所述第一模拟信号的幅值，输出低电平；
通过第一逻辑与门分别与所述第一比较器及所述第二比较器相连的第一反相器，用于在所述第一比较器及所述第二比较器均输出高电平的情况 下，被所述第一逻辑与门输出的高电平触发反相功能，得到所述反相模拟信号；
通过第二逻辑与门与所述第一比较器相连、并通过所述第二逻辑与门及逻辑非门与所述第二比较器相连的第二反相器，用于在所述第一比较器输出高电平，所述第二比较器输出低电平的情况下，被所述第二逻辑与门输出的高电平触发反相功能，得到所述反相模拟信号。
在第四方面的第四种实现方式中，所述第一比较器还用于：
如果所述第一模拟信号与所述第二模拟信号之和的幅值不小于所述预设数值，输出低电平。
在第四方面的第五种实现方式中，还包括：
第一正包络检波器，用于检测所述第一模拟信号的正包络值；
第一模拟积分器，用于依据所述第一模拟信号的正包络值计算出所述第一模拟信号的幅值；
第二正包络检波器，用于检测所述第二模拟信号的正包络值；
第二模拟积分器，用于依据所述第二模拟信号的正包络值计算出所述第二模拟信号的幅值；
第三正包络检波器，用于检测所述求和电路的输出信号的正包络值；
第三模拟积分器，用于依据所述求和电路的输出信号的正包络值，计算所述求和电路的输出信号的幅值。
在第四方面的第六种实现方式中，所述反相控制电路包括：
处理器，用于如果所述第一模拟信号与所述第二模拟信号之和的幅值小于所述预设数值，输出高电平，如果所述第一模拟信号与所述第二模拟信号之和的幅值不小于所述预设数值，输出低电平；
比较器，用于如果所述第一模拟信号的幅值小于所述第二模拟信号的幅值，输出高电平，如果所述第二模拟信号的幅值小于所述第一模拟信号的幅值，输出低电平；
通过第一逻辑与门分别与所述处理器及所述比较器相连的第一反相器，用于在所述处理器及所述比较器均输出高电平的情况下，被所述第一逻辑与门输出的高电平触发反相功能，得到所述反相模拟信号；
通过第二逻辑与门与所述处理器相连、并通过所述第二逻辑与门及逻辑非门与所述比较器相连的第二反相器，用于在所述处理器输出高电平，所述比较器输出低电平的情况下，被所述第二逻辑与门输出的高电平触发反相功能，得到所述反相模拟信号。
在第四方面的第七种实现方式中，还包括：
第一数字采样器，用于对所述第一模拟信号进行采样；
第一DSP积分器，用于依据所述第一模拟信号的采样值计算出所述第一模拟信号的幅值；
第二数字采样器，用于对所述第二模拟信号进行采样；
第二DSP积分器，用于依据所述第二模拟信号的采样值值计算出所述第二模拟信号的幅值；
第三数字采样器，用于对所述求和电路的输出信号进行采样；
所述处理器还用于：
依据所述求和电路的输出信号的采样值，计算所述求和电路的输出信号的幅值。
在第四方面的第八种实现方式中，所述求和电路包括：
反相器和减法器；
所述反相器与所述减法器的一个输入端相连，用于对所述第一模拟信号进行反相处理；
所述减法器用于输出所述第二模拟信号减去反相后的第一模拟信号的结果。
在第四方面的第九种实现方式中，所述处理模块用于将量化后的信号合成复数信号后，对所述复数信号进行数字信号处理包括：
所述处理模块具体用于，将所述复数信号进行归一化处理，并对所述归一化结果进行数据信号处理。
本申请提供的光信号处理方法及相干接收机，可以先将第一偏振方向的同相模拟信号XI和第二偏振方向的同相模拟信号YI相加得到同相信号I，以及将第一偏振方向的正交模拟信号XQ和第二偏振方向的正交模拟信号YQ相加得到正交信号Q，然后再进行量化、合成以及数字信号处理。 因为在求和之后，需要进行量化的信号从四路(XI、YI、XQ和YQ)变为两路(I和Q)或三路(I、XQ和YQ；或者Q、XI和YI)，所以，相比于现有技术需要对四路信号分别进行量化而言，使得ADC的数量减少，又因为求和器件的功耗远小于ADS，所以，能够降低光信号处理的功耗。又因为预设数值的存在，也可以使得将其中一路模拟信号进行反相后再求和，从而避免因为求和而导致的信号丢失现象。可见，本申请所述的方法及相干接收机，能够实现在保证光信号正常接收的前提下，降低光信号的接收功耗的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例公开的一种光信号处理方法的流程图；
图2为本发明实施例公开的一种光信号处理方法中求和过程的流程图；
图3为本发明实施例公开的一种求和模块的结构示意图；
图4为图3公开的求和模块的一种硬件电路的示意图；
图5为图3公开的求和模块的又一种硬件电路的示意图；
图6为本发明实施例公开的一种相干接收机的结构示意图。
具体实施方式
本申请实施例公开了一种光信号处理方法及接收机，基于对相干接收到的光信号的求和结果，对被调制的光信号进行解调。
本申请实施例中，被解调的光信号可以为单偏调制的光信号，也可以为双偏调制的光信号。
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进 行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本申请实施例还公开了一种光信号处理方法，如图1所示，包括以下步骤(执行主体均为相干接收机)：
S101：通过相干接收方式接收第一偏振方向(x方向)的同相信号XI(IPD,1)、第二偏振方向(y方向)的同相模拟信号YI(IPD,2)、第一偏振方向的正交模拟信号XQ(IPD,3)和第二偏振方向的正交模拟信号YQ(IPD,4)；
S102：计算XI与YI之和，得到同相信号I，以及计算XQ与YQ之和，得到正交信号Q；
S103：对I和Q分别进行量化；
通常，可以使用ADC对模拟信号进行量化处理。本实施例中，对于I和Q两路信号，只需使用两个ADC即可。
S104：将量化后的信号合成复数信号；
以公式(4)所示的I和Q为例，在光数字信号处理(optical Digital signal processing，oDSP)数字域合成的复数信号为：
S105：对复数信号进行数字信号处理。
具体地，数字信号处理可以包括：
A：通过色散补偿模块补偿链路色散；
B：归一化处理；
C：通过信道均衡模块评估和补偿信道损伤；
D：通过频偏和相噪评估和补偿模块进行本振频率偏移(local oscillator(LO)frequency offset，LOFO)和载波相位评估和矫正；
E：通过DeMaping模块解码；
F：解出数据并计算纠前误码率(bit error rate，BER)；
G：进行前向纠错(forward error correction，FEC)处理。
其中，C是接收电信号的慢变化包络，是反映SOP旋转快慢的时变量。在一定时间窗长内可以认为其为常数，需要进行归一化处理。归一化处理即为通过电偏振分级模块评估和归一化入射角相关参数C，单偏接收处理过程需要比通常的双偏接收处理多一个解“C”的步骤。而“C”是一个慢变量，在1和1.414之间变化，同时影响BER。最差BER出现在|C|＝1，最好BER出现在|C|＝1.414。所以，需要对C进行归一化处理。
本实施例中，如图2所示，计算XI与YI之和，得到同相信号I的具体过程为：
S201：计算XI与YI之和；
S202：判断XI与YI之和的幅值是否小于预设数值，如果是，执行S203，如果否，执行S205：
S203：将XI和YI中幅值较小者进行反相处理，得到第一反相模拟信号；
S204：计算第一反相模拟信号与XI和YI中幅值较大者之和；
S205：输出当前求和结果。
类似地，计算XQ与YQ之和，得到正交信号Q的具体过程为：
A：计算XQ与YQ之和；
B：判断XQ与YQ之和的幅值是否小于预设数值，如果是，执行C，如果否，执行E：
C：将XQ和YQ中幅值较小者进行反相处理，得到第二反相模拟信号；
D：计算第二反相模拟信号与XQ和YQ中幅值较大者之和；
E：输出当前求和结果。
通过上述步骤可以看出，在进行模拟信号的求和计算的过程中，使用预设数值对求和结果进行判定，如果求和结果的幅值小于预设数值，则说明求和结果不满足需求，则将幅值较小的模拟信号进行反相后再与另一路 模拟信号相加，直到求和结果不小于预设数值。
对于单偏信号而言，单偏信号经过光纤链路以后，再进入接收机在x,y两个偏振态分量上的电场分别为
本振光在x,y两个偏振态上的分量分别为
其中α是两路分别在两个偏振态上的分量比例，δ是过纤以后两路偏振的相位角差异。经过集成相干光接收器(integrated coherent receiver，ICR)的平衡接收以后4路差分接收信号分别为
其中，IPD,1和IPD,2总是同相位的，IPD,3和IPD,4总是同相位的，而IPD,1和IPD,3之间因为偏振状态(state of polarization，SOP)的旋转，有时候同相位，有时候相位相差180°。
模拟信号相加合成的II或IQ分别为：
使用本实施例所述的求和方法，每当II或IQ低于参考电流Iref，即预设数值时，则通过反相操作，使得II或IQ往大于Iref的趋势增长。因此不会出现信号丢失的情况(I≈0)。在实际使用中，Iref为1-α，α表示求和模块的噪声强度的总和，可以通过误差测量获得，例如系统正常运行时输出幅值 为1～1.414，α可以为0.2，因此Iref可以为0.8。
需要说明的是，如果是双偏调制信号，则默认在相加之前，信号在x/y偏振态上已经正交。
本实施例所述求和方法在对于单偏信号或正交的双偏信号进行求和的过程中，通过设置参考电流Iref避免信号的丢失，与跟踪光的偏振态的方式相比，性能稳定且易于硬件实现。基于上述求和方法，本实施例所述的光信号处理方法，先将XI与YI、以及XQ与YQ分别相加后，再进行量化以及后续处理，相比于先量化再相加的方式，可以减少ADC的数量，从而实现降低功率的目的，同时，又因为采用了上述实施例所述的求和方法，并不会出现接收信号丢失的现象，所以，所以在降低功耗的同时，不会影响信号的正常接收。
需要说明的是，除了图1所示的过程，在光信号处理中，也可以仅计算同相信号I和正交信号Q其中之一，其它没有参与求和的信号与求和结果一并进行量化以及数字信号处理，具体地：在接收到XI、YI、XQ和YQ之后，相干接收机计算通过XI和YI之和，得到同相信号I，再对同相信号I、XQ和YQ分别进行量化，再对量化后的信号进行数字信号处理；或者，在接收到XI、YI、XQ和YQ之后，相干接收机计算通过XQ和YQ之和，得到正交信号Q，再对同相信号Q、XI和YI分别进行量化，再对量化后的信号进行数字信号处理。
与图2所示的求和方法相对应地，本申请实施例公开的一种求和模块，如图3所示，包括：求和电路301、反相控制电路302以及输出控制电路303。
其中，具体地，求和电路301用于计算第一模拟信号与第二模拟信号之和。反相控制电路302用于如果所述第一模拟信号与所述第二模拟信号之和的幅值小于预设数值，将所述第一模拟信号和所述第二模拟信号中幅值较小者进行反相处理，得到反相模拟信号；
所述求和电路301还用于：计算所述反相模拟信号与所述第一模拟信号和所述第二模拟信号中幅值较大者之和；
输出控制电路303用于如果所述第一模拟信号与所述第二模拟信号之和的幅值小于预设数值，输出所述第一模拟信号与所述第二模拟信号之和，如果所述第一模拟信号与所述第二模拟信号之和的幅值不小于所述预设数值，输出所述反相模拟信号与所述第一模拟信号和所述第二模拟信号中幅值较大者之和。
具体地，本实施例所述的装置可以使用图4或图5所示的硬件结构实现：
图4所示的基于模拟域的信号求和装置中，具体包括：
减法器、第一比较器、第一正包络检波器、第二正包络检波器、第三正包络检波器、第一模拟积分器、第二模拟积分器、第三模拟积分器、第二比较器、第一反相器、第二反相器、第一逻辑与门、第二逻辑与门、逻辑非门(图4中使用标注NOT及符号○表示)以及控制输出电路。
其中，为了易于实现，使用减法器和一个反相器构成求和电路。为了简化电路结构，本实施例中，可以使用第一反相器和第二反相器中的任意一个与减法器共同实现求和功能，本实施例中，以第一反相器与减法器共同实现求和功能为例进行说明，需要说明的是，第一反相器在电路初始化时，即开启反相功能。图4所示的电路的工作过程如下：
第一模拟信号经过第一反相器后输入减法器，第二模拟信号输入减法器，减法器输出第一模拟信号和第二模拟信号之和，第三正包络检波器检测减法器的输出信号的正包络值，第三模拟积分器依据第三正包络检波器的检测结果，计算出减法器的输出信号的幅值，第一比较器的一个输入端输入减法器的输出信号的幅值，另一输入端输入预设数据，如果减法器的输出信号的幅值小于预设数值，第一比较器输出高电平，否则，如果减法器的输出信号的幅值不小于预设数值，则第一比较器输出低电平，并且输出控制电路输出第一模拟信号与第二模拟信号之和。
第一正包络检波器检测第一模拟信号的正包络值，第二正包络检波器检测第二模拟信号的正包络值，第一模拟积分器依据第一模拟信号的正包络值计算出第一模拟信号的幅值V1，第二模拟积分器依据第二模拟信号的正包络值计算出第二模拟信号的幅值V2。第二比较器的一个输入端输入 V1，另一个输入端输入V2，在V1小于V2的情况下，输出高电平，否则，在V2小于V1的情况下，输出低电平。
第一反相器通过第一逻辑与门与第一比较器和第二比较器相连，如果第一比较器输出高电平，第二比较器也输出高电平，则第一反相器被逻辑与门输出的高电平保持反相功能(初始化时已启动反相功能)，输出第一模拟信号的反相信号，记为反相模拟信号。
第二反相器通过第二逻辑与门与第一比较器相连，并通过第二逻辑与门及一个逻辑非门与第二比较器相连，如果第一比较器输出高电平，第二比较器输出低电平，则第二反相器被逻辑与高电平触发反相功能，输出第一模拟信号的反相信号，记为反相模拟信号。
基于图4，第一反相器与第二反相器之中在同一时刻只可能有一个被触发反相功能，从而能够实现将幅值较小者进行反相。
如果第一比较器输出低电平，则第一逻辑与门与第二逻辑与门的输出均为低电平，则第一反相器和第二反相器均禁用反向功能。反相模拟信号以及第一模拟信号和所述第二模拟信号中幅值较大者分别输入减法器，得到新的求和结果，输出控制电路输出当前求和结果。
图4中，三个正包络检波器可以均为低速正包络检波器，两个比较器均可以为低速比较器，逻辑与门均可以为低速逻辑与门，减法器可以为高速减法器，两个反相器可以均为高速反相器，其中，低速为kHZ量级，高速为GHZ量级。
图5公开了基于模拟域的信号求和装置的另一种电路实现方式，与图5所示电路的区别在于：图5中，使用第一数字采样器代替第一正包络检波器，用于对第一模拟信号进行采样，使用第二数字采样器代替第二正包络检波器，用于对第二模拟信号进行采样，使用第三数字采样器代替第三正包络检波器，用于对减法器的输出信号进行采样，使用第一DSP积分器代替第一模拟积分器，用于依据所述第一模拟信号的采样值计算出所述第一模拟信号的幅值，使用第二DSP积分器代替第二模拟积分器，用于依据所述第二模拟信号的采样值值计算出所述第二模拟信号的幅值，使用处理 器(例如DSP处理器)代替第一比较器。
(DSP)处理器用于：依据减法器的输出信号的采样值，计算减法器的输出信号的幅值，如果减法器的输出信号的幅值小于预设数值，输出高电平；如果减法器的输出信号的幅值不小于预设数值，输出低电平。
图5中的其它部分均可以参见图4所示，这里不再赘述。
需要说明的是，图4及图5所示的电路中没有采用鉴相器和开关等容易形成中断的功能模块，而反相器也只会在信号过零点时使能，可以看出噪声，而不会造成系统突发无码，因此，本实施例中所以采用的电路结构稳定性高，且易于实现。
本申请实施例还公开了一种相干接收机，如图6所示，包括：
求和模块601，用于通过将相干接收到的第一偏振方向的同相模拟信号XI和第二偏振方向的同相模拟信号YI相加，得到同相信号I，以及，通过将相干接收到的第一偏振方向的正交模拟信号XQ和第二偏振方向的正交模拟信号YQ信号相加，得到正交信号Q。
具体地，求和模块的结构及功能可以参见图3、图4或图5所示，这里不再赘述。需要强调的是，如果所述求和模块用于计算所述同相信号I，则所述第一模拟信号为所述XI，所述第二模拟信号为所述YI，所述反相模拟信号为第一反相模拟信号，如果所述求和模块用于计算所述正交信号Q，则所述第一模拟信号为所述XQ，所述第二模拟信号为所述YQ，所述反相模拟信号为第二反相模拟信号。
量化模块602，用于对所述信号同相I和所述正交信号Q分别进行量化；
通常，量化模块可以为两个ADC，分别对I和Q进行量化。
数字信号处理模块603，用于将量化后的信号合成复数信号后，对所述复数信号进行数字信号处理。
具体地，处理模块进行数字信号处理的具体实现方式可以为：将所述复数信号进行归一化处理，并对所述归一化结果进行数据信号处理。
具体地，基于上述方法实施例中所述的数字信号处理过程，本实施例 中所述的数字信号处理模块可以为控制器，用以实现一系列的数字信号处理功能。
本实施例所述的接收机，具备低功耗的特点。
本申请实施公开的又一种相干接收机，包括：求和模块、量化模块以及数字信号处理模块。
与图6所示的相干接收机的区别在于，求和模块的功能仅在于通过将相干接收到的第一偏振方向的同相模拟信号XI和第二偏振方向的同相模拟信号YI相加，得到同相信号I；量化模块用于对同相信号I、XQ和YQ分别进行量化。
其中，求和模块的结构可以参见图3、图4或图5所示，这里不再赘述。
本实施例中所述的装置，可以使用三个ADC，与现有的使用四个ADC的接收机相比，具有较低的能耗。
本申请实施例公开的又一种相干接收机，包括：求和模块、量化模块以及数字信号处理模块。
与图6所示的相干接收机的区别在于，求和模块的功能仅在于通过将相干接收到的第一偏振方向的正交模拟信号XQ和第二偏振方向的正交模拟信号YQ信号相加，得到正交信号Q；量化模块用于对正交信号Q、XI和YI分别进行量化。
其中，求和模块的结构可以参见图3、图4或图5所示，这里不再赘述。
本实施例中所述的装置，可以使用三个ADC，与现有的使用四个ADC的接收机相比，具有较低的能耗。
本实施例方法所述的功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算设备可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实施例对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的 部分可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算设备(可以是个人计算机，服务器，移动计算设备或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (20)

  1. 一种光信号处理方法，其特征在于，包括：
    相干接收机对同相信号I和正交信号Q分别进行量化；
    所述相干接收机将量化后的信号合成复数信号后，对所述复数信号进行数字信号处理；
    其中，所述同相信号I的获得过程包括：所述相干接收机计算所述XI和所述YI之和，如果所述XI和所述YI之和小于预设数值，通过计算第一反相模拟信号与所述XI和所述YI中幅值较大者之和，得到所述同相信号I，所述第一反相模拟信号为所述XI和所述YI中幅值较小者进行反相处理得到的信号；
    所述正交信号Q的获得过程包括：所述相干接收机计算所述XQ和所述YQ之和，如果所述XQ和所述YQ之和小于预设数值，通过计算第二反相模拟信号与所述XQ和所述YQ中幅值较大者之和，得到所述正交信号Q，所述第二反相模拟信号为所述XQ和所述YQ中幅值较小者进行反相处理得到的信号。
  2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述同相信号I的获得过程中还包括：
    如果所述XI与所述YI之和不小于所述预设数值，则所述XI与所述YI之和为求和结果；
    所述正交信号Q的获得过程中还包括：
    如果所述XQ与所述YQ之和不小于所述预设数值，则所述XQ与所述YQ之和为求和结果。
  3. 根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述对所述复数信号进行数字信号处理包括：
    将所述复数信号进行归一化处理，并对所述归一化结果进行数据信号处理。
  4. 一种光信号处理方法，其特征在于，包括：
    相干接收机对同相信号I、接收到的第一偏振方向的正交模拟信号XQ 和接收到的第二偏振方向的正交模拟信号YQ分别进行量化；
    所述相干接收机将量化后的信号合成复数信号后，对所述复数信号进行数字信号处理；
    其中，所述同相信号I的获得过程包括：所述相干接收机计算所述XI和所述YI之和，如果所述XI和所述YI之和小于预设数值，通过计算第一反相模拟信号与所述XI和所述YI中幅值较大者之和，得到所述同相信号I，所述第一反相模拟信号为所述XI和所述YI中幅值较小者进行反相处理得到的信号。
  5. 根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述同相信号I的获得过程中还包括：
    如果所述XI与所述YI之和不小于所述预设数值，则所述XI与所述YI之和为求和结果。
  6. 一种光信号处理方法，其特征在于，包括：
    相干接收机对正交信号Q、接收到的第一偏振方向的同相模拟信号XI和接收到的第二偏振方向的同相模拟信号YI分别进行量化；
    所述相干接收机将量化后的信号合成复数信号后，对所述复数信号进行数字信号处理；
    其中，所述正交信号Q的获得过程包括：所述相干接收机计算所述XQ和所述YQ之和，如果所述XQ和所述YQ之和小于预设数值，通过计算第二反相模拟信号与所述XQ和所述YQ中幅值较大者之和，得到所述正交信号Q，所述第二反相模拟信号为所述XQ和所述YQ中幅值较小者进行反相处理得到的信号。
  7. 根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述正交信号Q的获得过程中还包括：
    如果所述XQ与所述YQ之和不小于所述预设数值，则所述XQ与所述YQ之和为求和结果。
  8. 一种相干接收机，其特征在于，包括：
    量化模块，用于对同相信号I和正交信号Q分别进行量化；
    数字信号处理模块，用于将量化后的信号合成复数信号后，对所述复 数信号进行数字信号处理；
    以及，求和模块，用于获得所述同相信号I，以及获得所述正交信号Q，其中，获得所述同相信号I的过程包括：计算第一偏振方向的同相模拟信号XI和接收到的第二偏振方向的同相模拟信号YI之和，如果所述XI和所述YI之和小于预设数值，通过计算第一反相模拟信号与所述XI和所述YI中幅值较大者之和，得到所述同相信号I，所述第一反相模拟信号为所述XI和所述YI中幅值较小者进行反相处理得到的信号；获得所述正交信号Q的过程包括：计算接收到的第一偏振方向的正交模拟信号XQ和接收到的第二偏振方向的正交模拟信号YQ之和，如果所述XQ和所述YQ之和小于预设数值，通过计算第二反相模拟信号与所述XQ和所述YQ中幅值较大者之和，得到所述正交信号Q，所述第二反相模拟信号为所述XQ和所述YQ中幅值较小者进行反相处理得到的信号。
  9. 根据权利要求8所述的相干接收机，其特征在于，所述求和模块包括：
    求和电路、反相控制电路以及输出控制电路；
    其中，所述求和电路用于计算第一模拟信号与第二模拟信号之和；
    所述反相控制电路用于如果所述第一模拟信号与所述第二模拟信号之和的幅值小于预设数值，将所述第一模拟信号和所述第二模拟信号中幅值较小者进行反相处理，得到反相模拟信号；
    所述求和电路还用于：计算所述反相模拟信号与第一模拟信号和所述第二模拟信号中幅值较大者之和；
    所述输出控制电路用于如果所述第一模拟信号与所述第二模拟信号之和的幅值不小于所述预设数值，输出所述反相模拟信号与第一模拟信号和所述第二模拟信号中幅值较大者之和；
    其中，如果所述求和模块用于计算所述同相信号I，则所述第一模拟信号为所述XI，所述第二模拟信号为所述YI，所述反相模拟信号为所述第一反相模拟信号，如果所述求和模块用于计算所述正交信号Q，则所述第一模拟信号为所述XQ，所述第二模拟信号为所述YQ，所述反相模拟信号为所述第二反相模拟信号。
  10. 根据权利要求9所述的相干接收机，其特征在于，所述输出控制电路还用于：
    如果所述第一模拟信号与所述第二模拟信号之和的幅值小于预设数值，输出所述第一模拟信号与所述第二模拟信号之和。
  11. 根据权利要求9或10所述的相干接收机，其特征在于，所述反相控制电路包括：
    第一比较器，用于如果所述第一模拟信号与所述第二模拟信号之和的幅值小于所述预设数值，输出高电平；
    第二比较器，用于如果所述第一模拟信号的幅值小于所述第二模拟信号的幅值，输出高电平，如果所述第二模拟信号的幅值小于所述第一模拟信号的幅值，输出低电平；
    通过第一逻辑与门分别与所述第一比较器及所述第二比较器相连的第一反相器，用于在所述第一比较器及所述第二比较器均输出高电平的情况下，被所述第一逻辑与门输出的高电平触发反相功能，得到所述反相模拟信号；
    通过第二逻辑与门与所述第一比较器相连、并通过所述第二逻辑与门及逻辑非门与所述第二比较器相连的第二反相器，用于在所述第一比较器输出高电平，所述第二比较器输出低电平的情况下，被所述第二逻辑与门输出的高电平触发反相功能，得到所述反相模拟信号。
  12. 根据权利要求11所述的相干接收机，其特征在于，所述第一比较器还用于：
    如果所述第一模拟信号与所述第二模拟信号之和的幅值不小于所述预设数值，输出低电平。
  13. 根据权利要求11或12所述的相干接收机，其特征在于，还包括：
    第一正包络检波器，用于检测所述第一模拟信号的正包络值；
    第一模拟积分器，用于依据所述第一模拟信号的正包络值计算出所述第一模拟信号的幅值；
    第二正包络检波器，用于检测所述第二模拟信号的正包络值；
    第二模拟积分器，用于依据所述第二模拟信号的正包络值计算出所述 第二模拟信号的幅值；
    第三正包络检波器，用于检测所述求和电路的输出信号的正包络值；
    第三模拟积分器，用于依据所述求和电路的输出信号的正包络值，计算所述求和电路的输出信号的幅值。
  14. 根据权利要求9所述的相干接收机，其特征在于，所述反相控制电路包括：
    处理器，用于如果所述第一模拟信号与所述第二模拟信号之和的幅值小于所述预设数值，输出高电平，如果所述第一模拟信号与所述第二模拟信号之和的幅值不小于所述预设数值，输出低电平；
    比较器，用于如果所述第一模拟信号的幅值小于所述第二模拟信号的幅值，输出高电平，如果所述第二模拟信号的幅值小于所述第一模拟信号的幅值，输出低电平；
    通过第一逻辑与门分别与所述处理器及所述比较器相连的第一反相器，用于在所述处理器及所述比较器均输出高电平的情况下，被所述第一逻辑与门输出的高电平触发反相功能，得到所述反相模拟信号；
    通过第二逻辑与门与所述处理器相连、并通过所述第二逻辑与门及逻辑非门与所述比较器相连的第二反相器，用于在所述处理器输出高电平，所述比较器输出低电平的情况下，被所述第二逻辑与门输出的高电平触发反相功能，得到所述反相模拟信号。
  15. 根据权利要求14所述的相干接收机，其特征在于，还包括：
    第一数字采样器，用于对所述第一模拟信号进行采样；
    第一DSP积分器，用于依据所述第一模拟信号的采样值计算出所述第一模拟信号的幅值；
    第二数字采样器，用于对所述第二模拟信号进行采样；
    第二DSP积分器，用于依据所述第二模拟信号的采样值值计算出所述第二模拟信号的幅值；
    第三数字采样器，用于对所述求和电路的输出信号进行采样；
    所述处理器还用于：
    依据所述求和电路的输出信号的采样值，计算所述求和电路的输出信 号的幅值。
  16. 根据权利要求9至15任一项所述的相干接收机，其特征在于，所述求和电路包括：
    反相器和减法器；
    所述反相器与所述减法器的一个输入端相连，用于对所述第一模拟信号进行反相处理；
    所述减法器用于输出所述第二模拟信号减去反相后的第一模拟信号的结果。
  17. 根据权利要求8至16任一项所述的相干接收机，其特征在于，所述处理模块用于将量化后的信号合成复数信号后，对所述复数信号进行数字信号处理包括：
    所述处理模块具体用于，将所述复数信号进行归一化处理，并对所述归一化结果进行数据信号处理。
  18. 一种相干接收机，包括基于模拟域的信号求和装置，其特征在于，所述信号求和装置包括：求和电路、反相控制电路以及输出控制电路；
    其中，所述求和电路用于计算第一模拟信号与第二模拟信号之和；
    所述反相控制电路用于如果所述第一模拟信号与所述第二模拟信号之和的幅值小于预设数值，将所述第一模拟信号和所述第二模拟信号中幅值较小者进行反相处理，得到反相模拟信号；
    所述求和电路还用于：计算所述反相模拟信号与第一模拟信号和所述第二模拟信号中幅值较大者之和；
    所述输出控制电路用于如果所述第一模拟信号与所述第二模拟信号之和的幅值小于所述预设数值，输出所述反相模拟信号与所述第一模拟信号和所述第二模拟信号中幅值较大者之和。
  19. 根据权利要求18所述的相干接收机，其特征在于，所述输出控制电路还用于：
    如果所述第一模拟信号与所述第二模拟信号之和的幅值不小于预设数值，输出所述第一模拟信号与所述第二模拟信号之和。
  20. 根据权利要求18或19所述的相干接收机，其特征在于，所述反 相控制电路包括：
    第一比较器，用于如果所述第一模拟信号与所述第二模拟信号之和的幅值小于所述预设数值，输出高电平；
    第二比较器，用于如果所述第一模拟信号的幅值小于所述第二模拟信号的幅值，输出高电平，如果所述第二模拟信号的幅值小于所述第一模拟信号的幅值，输出低电平；
    通过第一逻辑与门分别与所述第一比较器及所述第二比较器相连的第一反相器，用于在所述第一比较器及所述第二比较器均输出高电平的情况下，被所述第一逻辑与门输出的高电平触发反相功能，得到所述反相模拟信号；
    通过第二逻辑与门与所述第一比较器相连、并通过所述第二逻辑与门及逻辑非门与所述第二比较器相连的第二反相器，用于在所述第一比较器输出高电平，所述第二比较器输出低电平的情况下，被所述第二逻辑与门输出的高电平触发反相功能，得到所述反相模拟信号。
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