CN114696916A - 光接收设备和通信系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了光接收设备和通信系统，涉及光通信技术领域，有助于缩短信号解调时间，且对处理器的性能要求较低。该光接收设备包括：通信接口和转换器。该转换器用于通过该通信接口接收N组光信号，并将该N组光信号转换为M个电信号。该N组光信号的接收时间不同，N是大于等于2的整数，该M个电信号中的每个电信号用于指示构建该N组光信号的一个子载波上的数据，M是大于等于2的整数，N≥M。该光接收设备可以用于实现傅里叶变换。

Description

光接收设备和通信系统

技术领域

本申请涉及光通信技术领域，尤其涉及光接收设备和通信系统。

背景技术

正交频分复用技术(orthogonal frequency division multiplexing，OFDM)能够实现高速串行数据的并行传输，具有较好的抗多径衰弱的能力，能够支持多用户接入，是4G和5G技术中主要的调制方式。

应用光载无线通信技术(radio over fiber,RoF)时，光发送端设备将微波信号调制到光频上，信号在光纤中传输，到达光接收端设备后再解调。RoF充分利用了光纤传输的高带宽、低损耗，同时具有微波通信的移动接入特性，在未来的无线通信中拥有广阔的应用前景。

目前采用OFDM调制的RoF系统，光接收端设备需要先对光信号采样，将光信号转化成电信号，再将电信号输入到处理器中，通过快速傅里叶变换(fast Fourier transform，FFT)解调,如图1所示。

该技术方案，一方面，在光域先对光信号进行采样，在电域进行傅里叶变换，这会因采样和计算不是同步进行的而导致对信号解调时间较长。另一方面，按照当前的通信标准，在电域进行傅里叶变换的序列长度最多为2048，未来可能更多，这对处理器的性能要求较高。

发明内容

本申请实施例提供了一种光接收设备和通信系统，有助于缩短信号解调时间，且对处理器的性能要求较低。

为了达到上述目的，本申请实施例提供了以下技术方案：

第一方面，提供了一种光接收设备。该光接收设备包括：通信接口和转换器。该转换器用于通过该通信接口接收N组光信号，并将该N组光信号转换为M个电信号。其中，该N组光信号的接收时间不同，N是大于等于2的整数，该M个电信号中的每个电信号用于指示构建该N组光信号的一个子载波上的数据，M是大于等于2的整数，N≥M。

该技术方案中，转换器的输入信号是接收时间不同的光信号，输出信号是指示构建该光信号的不同子载波上的数据。由此可知，转换器可以实现将时域信号转换成频域信号。因此，该转换器可以用于实现傅里叶变换。具体的，由于转换器直接将接收时间不同的光信号转换成指示构建该光信号的不同子载波上的数据，即在光域实现傅里叶变换。该过程不需要对光信号采样，相比传统技术先在光域对光信号进行采样，再在电域对采集到的信号进行傅里叶变换，有助于实现实时计算，从而缩短信号解调时间。另一方面，由于不需要在电域进行傅里叶变换，相比传统技术，可以降低对处理器的性能要求，从而更适用于未来通信领域。

在一种可能的设计中，在该N组光信号中，同一组光信号指示的数据相同，不同组光信号用于指示不同时间传输的数据。

在一种可能的设计中，该N组光信号指示的数据是经过傅里叶反变换的数据。

在一种可能的设计中，该M个电信号指示构建该N组光信号的M个子载波上的数据。

在一种可能的设计中，该转换器包括：调制器阵列，包括多个调制器，用于接收N组光信号，并按照M个频率基于调制器阵列上加载的N组数据对N组光信号进行调制，获得调制后的N组光信号。探测器阵列，包括多个探测器，用于分别探测调制后的N组光信号，获得M组探测信号，其中，M组探测信号中属于同一组的多个探测信号用于指示多个调制器中对应于同一频率的调制器输出的多个光信号的光强的探测值。积分电路，包括M路积分器，用于接收M组探测信号，并分别对M组探测信号做积分处理，获得M个电信号。该可能的设计提供的用于实现转换器的器件实现难度较低，并且功耗较低。

在一种可能的设计中，该转换器还包括：光束扫描装置，用于将N组光信号中的每组光信号分别照射到调制器阵列中的对应于同一接收时间的调制器上。这样，有助于提高该组调制器接收的光信号的光强，从而提高光信号的利用率。

在一种可能的设计中，该多个调制器包括第一调制器，第一调制器上加载的数据的取值，是基于第一调制器上照射的光信号的接收时间和第一调制器对应的频率确定的。具体示例可以参考下文具体实施方式部分，这样有助于实现傅里叶变换。

在一种可能的设计中，转换器，还用于通过通信接口接收同步信号序列，并根据同步信号序列确定N组光信号的起始时间。也就是说，可以在光领域实现信号同步，且使用同一套系统既实现傅里叶变换又实现信号同步，实现方案简单。

在一种可能的设计中，调制器阵列，还用于接收同步信号序列中的W个同步信号，并基于调制器阵列上加载的数据对W个同步信号进行调制，获得调制后的W*S个信号，其中，W个同步信号的接收时间不同，W是大于等于2的整数，S是同步信号序列的根序列的长度。探测器阵列，还用于探测调制后的W*S个信号，获得W*S个探测信号，一个探测信号指示调制后的一个信号的光强的探测值。处理器，还用于基于该W*S个探测信号中的目标探测信号，确定N组光信号的起始时间，其中，目标探测信号所指示的探测值指示同步信号序列与同步信号序列的根序列之间的相关性。

在一种可能的设计中，同步信号序列是ZC序列。

在一种可能的设计中，光接收设备是芯片。芯片具有体积更小、功耗更低、成本更低、稳定性与可靠性更好的优势。可选的，该情况下，通信接口可以是芯片的接口。

在一种可能的设计中，光接收设备是OLT或ONU或服务器。可选的，该情况下，通信接口可以是连接光纤的接口。

第二方面，提供了一种光接收设备。该光接收设备包括通信接口和转换器。转换器，用于通过通信接口接收同步信号序列，并根据同步信号序列确定N组光信号的起始时间。其中，该N组光信号的接收时间不同，N是大于等于2的整数。本技术方案可以在光领域实现信号同步。

在一种可能的设计中，转换器包括：调制器阵列，用于接收同步信号序列中的W个同步信号，并基于调制器阵列上加载的数据对W个同步信号进行调制，获得调制后的W*S个信号，其中，W个同步信号的接收时间不同，W是大于等于2的整数，S是同步信号序列的根序列的长度。探测器阵列，用于探测调制后的W*S个信号，获得W*S个探测信号，一个探测信号指示调制后的一个信号的光强的探测值。处理器，用于基于多个探测信号中的目标探测信号，确定N组光信号的起始时间，其中，目标探测信号所指示的探测值指示同步信号序列与同步信号序列的根序列之间的相关性。

在一种可能的设计中，同步信号序列是ZC序列。

在一种可能的设计中，光接收设备是芯片。芯片具有体积更小、功耗更低、成本更低、稳定性与可靠性更好的优势。可选的，该情况下，通信接口可以是芯片的接口。

在一种可能的设计中，光接收设备是OLT或ONU或服务器。可选的，该情况下，通信接口可以是连接光纤的接口。

在一种可能的设计中，转换器还用于通过通信接口接收N组光信号，并将N组光信号转换为M个电信号，其中，M个电信号中的每个电信号用于指示构建该N组光信号的一个子载波上的数据，M是大于等于2的整数，N≥M。其具体实现方式及有益效果可以参考上述第一方面的相关可能的设计，此处不再赘述。

第三方面，提供了一种通信系统，该通信系统包括上述第一方面或第二方面提供的任意一种光接收设备，以及与该光接收设备通信的光发送设备。

可以理解的是，上述提供的通信系统所能达到的有益效果可参考对应的方法中的有益效果，此处不再赘述。

在本申请中，上述光通信设备或其包含的器件/模块的名字对设备或功能模块本身不构成限定，在实际实现中，这些设备或功能模块可以以其他名称出现。只要各个设备或功能模块的功能和本申请类似，属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内。

本申请的这些方面或其他方面在以下的描述中会更加简明易懂。

附图说明

图1为传统技术提供的一种信号解调方法的过程示意图；

图2为本申请实施例提供的一种OFDM系统工作原理的示意图；

图3为本申请实施例提供的一种时隙的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的一种ZC序列与ZC根序列的示意图；

图5为本申请实施例提供的一种光通信系统的结构示意图；

图6为本申请实施例提供的一种光接收设备的结构示意图一；

图7为本申请实施例提供的一种“一个光信号、一组光信号和N组光信号”之间的关系的示意图；

图8为本申请实施例提供的一种光接收设备的结构示意图二；

图9为本申请实施例提供的一种光接收设备的结构示意图三；

图10为本申请实施例提供的一种光接收设备的结构示意图四；

图11为本申请实施例提供的一种光接收设备的结构示意图五；

图12为本申请实施例提供的一种光接收设备的结构示意图六；

图13为本申请实施例提供的一种信号处理的方法流程图。

具体实施方式

以下，说明本申请涉及的部分技术和术语：

1)、OFDM系统

OFDM系统包括光发送设备和光接收设备。

如图2所示，为一种OFDM系统工作原理的示意图。在图2中，C₁-C_M是光发送设备待发送数据序列，其中，M是大于等于2的整数。

光发送设备将C₁-C_M进行傅里叶反变换，得到一段模拟信号，这段模拟信号称为一个OFDM符号，标记为r(t)，时长为Ts，其中，s表示符号(symbol)。在4G和5G标准中，Ts为几微秒(μs)到几十μs。OFDM符号在频域上表现为一系列均匀间隔的子载波频率，一共M个子载波，频率分别为f_l-f_M。每一个子载波对应一个待发送数据，比如图2中C₁被调制在频率为f1的子载波上。OFDM符号由光发送设备发送，并在信道(如光纤)中传播。

传统技术中，光接收设备先对OFDM符号(即光信号r(t))采样，得到一个N点的序列r(t₁)-r(t_N)(即N个电信号)，N是大于等于M的整数，通常N＝M。然后，对序列r(t₁)-r(t_N)作傅里叶变换，得到数据序列C₁-C_M。C₁-C_M被认为是光接收设备恢复出的C₁-C_M。

2)、OFDM的原理

OFDM的原理是基于子载波之间的正交性，这样，在信号解调时互不干扰。

例如，图2所示的实施例中任意两个子载波之间是正交的，即任意两个不同频率的子载波的sin函数或cos函数相乘并在Ts内积分的结果是0，具体可以通过以下公式说明：

同一子载波的sin函数和cos函数之间也是正交的，具体可以通过以下公式说明：

3)、ZC(zadoff—chu)序列和信号同步

OFDM的一帧数据由若干个时隙构成，时隙是构成物理信道的基本单元。在一个示例中，时隙的结构如图3所示，该时隙包括训练符号和若干个OFDM符号(一般是14个)。其中，OFDM符号用来传输数据，如传输图2中的待发送数据序列。训练符号是用来作信号同步，也就是帮助光接收设备找到第一个OFDM符号的起始时间。在本申请实施例中，训练符号也可以被称为同步信号序列。

示例的，训练符号由2段ZC序列组成。例如，ZC序列的表达式可以为：

其中，S是ZC序列的长度，5G标准中，S取139或839。u是根序列号，特定光接收端设备的S和u是已知的，因此ZC序列是固定的。

ZC序列可以是ZC根序列本身或者是ZC根序列经循环移位得到的序列。

ZC序列的特点是：ZC序列与ZC根序列的相关性为0。以x(n)表示ZC根序列，x(n+l)表示ZC根序列循环移位l位后得到的ZC序列，如图4所示。

基于此，x(n)和x(n+l)的相关性可以表示为：

目前，传统技术中的信号同步方法为：在训练符号中取一个含S个点的窗口，将该窗口中的序列与ZC根序列求相关性，如果相关性不为0，说明实现了信号同步。如果相关性为0，说明没有实现信号同步，此时将该窗口往后滑一个点，再将窗口中的序列与ZC根序列求相关性，直到相关性不为0，说明实现了信号同步。

4)、其他术语

本申请实施例中的术语“至少一个(种)”包括一个(种)或多个(种)。“多个(种)”是指两个(种)或两个(种)以上。例如，A、B和C中的至少一种，包括：单独存在A、单独存在B、同时存在A和B、同时存在A和C、同时存在B和C，以及同时存在A、B和C。在本申请中，除非另有说明，“/”表示或的意思，例如，A/B可以表示A或B；本文中的“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。“多个”是指两个或多于两个。为了便于清楚描述本申请实施例的技术方案，本申请的实施例中采用了“第一”、“第二”等字样对功能和作用基本相同的相同项或相似项进行区分。本领域技术人员可以理解“第一”、“第二”等字样并不对数量和执行次序进行限定，且“第一”、“第二”等字样也并不限定一定不同。

本申请实施例提供的技术方案可以应用于光通信系统中。如图5所示，为可适用于本申请实施例的一种光通信系统1的结构示意图。光通信系统1包括光发送设备10和光接收设备20。OFDM技术被广泛应用于光通信系统中。光学OFDM可以应用于无源光网络(passiveoptical network，PON)和数据中心等场景中。PON的局端设备叫光线路终端(optical lineterminal，OLT)，用户端设备叫光网络单元(optical network unit，ONU)。当局端设备给用户端设备发送信息时，OLT作为光发送设备10，ONU作为光接收设备20。当用户端设备给局端设备发信息时，ONU作为光发送设备10，OLT作为光接收设备20。在数据中心中，信息传输是发生在两台服务器之间的，该情况下，发送数据的服务器作为光发送设备10，接收数据的服务器作为光接收设备20。

以下，结合附图对本申请实施例提供的光接收设备进行说明。

如图6所示，为本申请实施例提供的一种光接收设备4的结构示意图。该光接收设备4具体可以是图5中所描述的光接收设备20。光接收设备4包括：通信接口41和转换器42。

转换器42，用于通过通信接口41接收N组光信号，并将该N组光信号转换为M个电信号。该N组光信号的接收时间不同，N是大于等于2的整数。该M个电信号中的每个电信号用于指示构建该N组光信号的一个子载波上的数据。M是大于等于2的整数，N≥M。可选的，N＝M。

其中，通信接口41是光接收设备4上用于接收光信号的通信接口。

在一种实现方式中，通信接口41可以是转换器42上的通信接口。该情况下，转换器42可以直接通过通信接口41接收N组光信号。

在另一种实现方式中，通信接口41可以不是转换器42上的通信接口，而是与转换器42上的接口直接或间接连接的通信接口。该情况下，转换器42可以间接通过通信接口41接收N组光信号。

示例的，通信接口41用于连接光纤，以接收通过光纤传输的光信号，并将所接收到的光信号照射到转换器42上。这里的“光纤”可替换为其他用于传输光信号的设备/器件/媒介等。

通信接口41接收到的是一段时域上连续的光信号。在不考虑信道对光信号的影响等因素的情况下，可以认为信道中传输的光信号与通信接口41接收到的光信号相同。该情况下，结合图2，该时域上连续的光信号可以是光信号r(t)。

转换器42接收到的是N组光信号。这里的“N组光信号”是本申请实施例为了方便描述转换器42的工作原理，而引入的概念。具体的：

一组光信号，包括转换器42在同一接收时间接收到的多个光信号。可选的，转换器42在同一接收时间接收到M个光信号，其中，M是构建“通信接口41接收到的时域上连续的光信号”的子载波的个数。例如，结合图2所示的实施例，构建时域上连续的光信号r(t)的子载波是频率分别为f₁-f_M的M个子载波。

可以理解的是，M也可以认为是构建该时域上连续的光信号中任意一个离散的光信号(即N组光信号中的每个光信号)的子载波的个数。

其中，结合图2所示的实施例，一个光信号是转换器42在某一接收时间接收到的光信号r(t)，也就是说，一个光信号是时域上连续的光信号r(t)上的一个离散的光信号。当接收时间是t_j时，该离散的光信号可以表示为光信号r(t_j)，1≤j≤N。

N组光信号，是转换器42在N个不同接收时间接收到的光信号。其中，该N组光信号中的第j组光信号包括M个光信号r(t_j)，1≤j≤N。

如图7所示，为本申请实施例提供的“一个光信号(即一个离散的光信号)、一组光信号和N组光信号”之间的关系的示意图。其中，转换器42共接收到M个相同的“时域上连续的光信号r(t)”，该光信号r(t)具体可以是图2所示的r(t)。图7中时域上连续的光信号r(t)上的每个黑色圆圈所指示的是一个光信号。一条虚线上所有黑色圆圈所指示的光信号是一组光信号。N条虚线上所有的黑色圆圈所指示的光信号是N组光信号。

该M个电信号中的一个电信号，用于指示构建该N组光信号的一个子载波上的数据。该M个电信号中的不同电信号，用于指示构建该N组光信号的不同子载波上的数据。例如，结合图2所示的实施例，构建该N组光信号的子载波是频率分别为f_l-f_M的M个子载波。频率为f_i的子载波上的数据是C_i，1≤i≤M，i是整数。该M个电信号分别用于指示数据C₁-C_M。

可选的，该N组光信号指示的数据是经过傅里叶反变换的数据。例如，结合图2所示的实施例，该N组光信号中的每组光信号指示的数据分别是：数据r(t₁)-数据r(t_N)。

由此可知，结合图2所示的实施例，转换器42可以将“用于指示数据r(t₁)-数据r(t_N)”的时域光信号(即接收时间不同的光信号)，转换为：“用于指示数据C₁-C_M”的电信号，从而实现傅里叶变换。

可选的，在该N组光信号中，同一组光信号用于指示同一时间传输的数据，不同组光信号用于指示不同时间传输的数据。例如，一组光信号r(t_j)用于指示t_j时刻传输的数据，即数据r(t_j)。该N组光信号分别用于指示t₁-t_N时刻传输的数据，即数据r(t₁)-数据r(t_N)。

可选的，在该N组光信号中，同一组光信号指示的数据相同，不同组光信号指示的数据可以相同，也可以不同。例如，结合图2所示的实施例，j分别取a和b时，数据r(t_a)与数据r(t_b)可以相同，也可以不同。可以理解的是，数据r(t_a)与数据r(t_b)是否相同，可以基于构建一组光信号的子载波的频率和各子载波上加载的待发送数据的大小确定。

在本申请实施例提供的光接收设备4中，转换器的输入信号是接收时间不同的光信号，输出信号是指示构建该光信号的不同子载波上的数据。由此可知，转换器可以实现将时域信号转换成频域信号。因此，该转换器可以用于实现傅里叶变换。具体的，由于转换器直接将接收时间不同的光信号转换成指示构建该光信号的不同子载波上的数据，即在光域实现傅里叶变换过程。该过程不需要对光信号采样，例如，结合图2所示的实施例，光接收设备不需要获取N点的序列r(t₁)-r(t_N)(即N个电信号)，相比传统技术先在光域对光信号进行采样，再在电域对信号进行傅里叶变换，有助于实现实时计算，从而缩短信号解调时间。另一方面，由于不需要在电域进行傅里叶变换，因此相比传统技术，可以降低对处理器的性能要求，从而更适用于未来通信领域。

可选的，如图8所示，转换器42可以包括：

调制器阵列421，包括多个调制器，用于接收该N组光信号，并按照M个频率基于调制器阵列421上加载的N组数据对该N组光信号进行调制，获得调制后的N组光信号。其中，该M个频率是用于构建该N组光信号的子载波的频率。

探测器(photodetector，PD)阵列422，包括多个探测器，用于分别探测调制后的N组光信号，获得M组探测信号。其中，M组探测信号中属于同一组的多个探测信号用于指示调制后的N组光信号中同一频率的多个光信号的光强的探测值。

积分电路423，包括M路积分器，用于接收该M组探测信号，并分别对该M组探测信号做积分处理，获得上述M个电信号。

可选的，图8所示的转换器42可以基于空间光系统或片上集成光学系统实现。

以下，对调制器阵列421进行说明：

调制器阵列42可以是有源调制器阵列，也可以是无源调制器阵列。其中，有源调制器阵列中的每个调制器(即有源调制器)的透射率可通过外部持续施加的电信号来控制，可以随时切换调制器阵列42上加载的数据，实现灵活。无源调制器阵列上加载的数据在初始化完成后，即使切断电源也不会改变，系统工作时调制器阵列作为被动器件，没有功耗。

在空间光系统中，有源调制器可采用透射式液晶空间光调制器、透射式法布里－珀罗(Fabry–Pérot，FP)调制器等。在片上系统中，有源调制器可采用片上集成的液晶光阀、电致吸收型调制器等。

在空间光系统或片上系统中，无源调制器(即无源调制器阵列中的调制器)可采用胆甾型液晶、相变材料薄膜等方式实现。其中，胆甾型液晶通过外加电场控制液晶分子的取向，从而改变对光的透射率，即使掉电透射率也不会改变，这种方法已经在商用的电子书屏幕中得到应用。相变材料薄膜可通过外部的电/光/热控制使材料在晶态-中间态-非晶态之间转换，从而控制薄膜对光的透射率，掉电/光/热后透射率也不会改变。

可选的，调制器阵列421上加载的N组数据可以是预定的。该N组数据中，同一组数据包括多个数据。每个数据对应特定的接收时间和频率。同一组数据中各数据对应的接收时间相同，频率不同。不同组数据对应不同的接收时间。

可选的，该N组数据中的每一组数据，用于对N组光信号中的一组光信号进行调制。例如，该N组数据中的第n组数据，用于对第n组光信号进行调制，1≤n≤N。其中，第n组数据中的各数据对应的接收时间均是第n组光信号的接收时间。第n组数据中一个数据对应的频率是构建N组光信号的一个子载波的频率，第n组数据中不同数据对应的频率是构建N组光信号中的不同子载波的频率。

在一种实现方式中，调制器阵列421包含M*N个调制器，每个调制器上加载有一个数据。每个调制器对应特定的接收时间和频率。一个调制器，用于使用该调制器上加载的数据对在该调制器对应的接收时间接收的光信号进行调制。其中，一个调制器对应的接收时间和频率，具体是指：该调制器上加载的数据对应的接收时间和频率，具体示例可参考下文中的示例1-示例3中的相关描述，此处不再赘述。

一个调制器对应的频率是用于构建该N组光信号的子载波的M个频率中的一个频率。

可选的，调制器阵列421中同一接收时间不同频率对应的M个调制器构成一组调制器，t₁-t_N对应的N组调制器构成整个调制器阵列421。一组调制器上加载的数据为一组数据。

例如，如图8所示，该M*N个调制器以二维方式分布，其中，行方向为频率轴，列方向为时间轴。该情况下，同一行的多个调制器就构成一组调制器。同一行调制器上加载的数据为一组数据。当然，调制器阵列421中调制器的布局方式不局限于此，例如，还可以将N组调制器均设置成一行或一列，或者，可以将行方向设置为时间轴，列方向设置为频率轴。

在图8的示例中，调制器阵列421可以是有源调制器阵列，也可以是无源调制器阵列。

在另一种实现方式中，调制器阵列421包括M个调制器，该M个调制器上依次加载N组数据中的一组数据，直到加载完该N组数据为止。具体的，先在该M个调制器上加载N组数据中的第1组数据(即接收时间t₁对应的一组数据)，并在N组光信号中的第1组光信号(即接收时间t₁对应的一组光信号)照射到该M个调制器上，且探测器阵列42探测到该M个调制器输出的光信号的光强之后，在该M个调制器上加载该N组数据中的第2组数据(即接收时间t₂对应的一组数据)……以此类推，直到加载完该N组数据。

当然，具体实现时不限于此。例如，调制器阵列421还可以包含b*M个调制器，其中，1＜b＜N，b是整数。该情况下，该b*M上可以依次加载该N组数据中的b组数据，直到加载完数据阵列中的N组数据为止。

在一种实现方式中，通信接口41接收到的光信号均匀地照射到调制器阵列421的每个调制器上，如图8所示。其中，光信号均匀地照射到每个调制器上，可以理解为：照射到每个调制器上的光信号的光强相等。例如，结合图8，在每个接收时间如t₁-t_N，通信接口4接收到的光信号都均匀地照射到调制器阵列421的每个调制器上。但是，在实际执行时，针对某一接收时间，该调制器阵列421中与该接收时间对应的调制器对接收到的光信号的光强进行调制，其他调制器可以不工作。当然其他调制器也可以工作(即对接收到的光信号的光强进行调制)，但是与该其他调制器其所对应的探测器，可以不对调制后的光信号的光强进行探测。

在另一种实现方式中，在通信接口41与调制器阵列421之间设置一个光束扫描装置420，如图9所示。该光束扫描装置420用于将该N组光信号中的每组光信号分别照射到调制器阵列421中的对应于同一接收时间的调制器，即一组调制器上，如均匀地照射到调制器阵列421中的一组调制器上。这样，有助于提高该组调制器接收的光信号的光强，从而提高光信号的利用率。

例如，结合图8，光束扫描装置420将t_j时刻接收到的一组光信号r(t_j)照射到与t_j时刻对应的调制器(即图8中的第j行调制器)上。

可以理解的是，相比图8所示的实施例，图9所示的实施例中，照射到每个调制器上的光信号的光强增大，但是多个调制器的归一化光强保持不变。

示例性的，光束扫描装置420可以利用电光、声光、磁光效应、机械手段、光学相控阵技术等中的一项或多项实现，本申请实施例对此不进行限定。具体实现时，光束扫描装置420可以通过一个器件，或者多个器件的组合实现。

以下，对探测器阵列422进行说明：

可选的，调制器阵列421和探测器阵列422之间可以有一定距离，也可以直接贴在一起。

在空间系统中，探测器阵列422中的探测器可采用类似电荷耦合器件(chargecoupled device，CCD)或互补金属氧化物半导体(complementarymetal oxidesemiconductor,CMOS)的器件。

在片上系统中，探测器阵列422中的探测器可采用光伏型探测器(如PN结光电二极管，雪崩光电二极管)或光电导探测器(如光敏电阻)等。

可选的，探测器阵列422包括的探测器与调制器一一对应，因此，每个探测器对应特定的接收时间和频率。一个探测器对应的接收时间，与“该探测器对应的调制器”对应的接收时间相同。一个探测器对应的频率，与“该探测器对应的调制器”对应的频率相同。一个探测器用于探测该探测器对应的调制器输出的光信号的光强。例如，结合图8，探测器阵列422包括M*N个探测器，第i列第j行的探测器对应于第i列第j行的调制器。

可选的，探测器阵列422包括N组探测器。同一组探测器包括对应于相同接收时间不同频率的多个探测器。例如，图8中的一行探测器构成一组探测器，每组探测器均包含对应于M个频率(具体是f₁-f_M)的探测器。

N组探测器分别对N组光信号进行探测后，共获得M*N个探测信号。其中，一组探测器对一组光信号进行探测，例如，图8中第j行探测器对调制后的一组光信号r(t_j)的光强进行探测。该M*N个探测信号分为M组探测信号，每一组探测信号包括：该N组探测器中对应于同一频率的N个探测器(其中，该N个探测器中的每个探测器来自一组探测器)输出的探测信号，例如，图8中一列探测信号(如P_j1-P_iN)为一组探测信号。探测信号是电信号。

在一个示例中，同一时间，探测器阵列422可以只探测调制器阵列421中的一组调制器对应的输出，通过时间维度上的扫描完成对整个调制器阵列421输出的所有光信号的光强的探测。也就是说，同一时间，探测器阵列422中的一组探测器工作，其他探测器可以不工作。例如，结合图8，针对t_j时刻，探测器阵列422中的对应于t_j的一组探测器，即图8中的第j行的探测器工作。

可以理解的是，图8所示的探测器阵列422中探测器的个数，探测器的布局等均为示例，其不对本申请实施例所提供的探测器阵列422构成限定。

以下，对积分电路423进行说明：

积分电路423可以包括M路积分器，每路积分器用于对一组探测信号做积分处理。例如，结合图8，每路积分器用于对一列探测信号做积分处理。

可选的，M路积分器可以同时进行积分。

在物理实现上，可选的，探测器阵列423和积分电路423可以是独立存在，也可以合并实现。例如，可以单独设计积分型模数转换器(analog to digital converter,ADC)来实现积分器。又如，可以将探测器阵列423中的探测器设计成积分型探测器。

需要说明的是，本实施例是以基于积分电路423实现积分为例进行说明的，也就是说，是基于硬件电路实现积分的，这样有助于提高积分速率，从而缩短计算时间。当然，本申请实施例不排除使用软件，或者软件结合硬件的方式实现积分。

以下，说明图8中所示的转换器42的工作原理：

调制器阵列421依次对t₁-t_N时刻接收到的光信号r(t₁)-r(t_N)进行调制，得到调制后的光信号。具体的，调制器阵列421在t_j时刻接收到一组光信号r(t_j)后，由对应于接收时间t_j的一组调制器(如图8中第j行的共M个调制器)中的各调制器分别采用已加载的数据W_1j-W_Mj，对该组光信号r(t_j)进行调制，得到调制后的一组光信号r(t_j)。在一个示例中，投射过调制器的光信号，即为经该调制器调制后的光信号。

探测器阵列422依次对调制器阵列421的调制结果进行探测，获得M*N个探测信号。具体的，探测器阵列422中对应于t_j的一组探测器(如图8中第j行的共M个探测器)，对调制后的该组光信号r(t_j)的光强进行探测，得到探测信号P_1j-P_Mj。

积分电路423中的每路积分器分别对自身所对应的一列探测信号进行积分后，得到各自的积分结果。具体的，积分器m对该M*N个探测信号中的第m列探测信号进行积分。

示例的，图8所示的转换器42的工作原理可以概括为：通过“行扫描，列积分”的方式，实现时域信号到频域信号的转换。其中，行扫描是指调制器阵列421和探测器422的扫描方式。列积分是指积分电路423的积分方式。

需要说明的是，调制器阵列421、探测器阵列422和积分电路423可以并行工作，这样，有助于提高信号转换速率，从而缩短信号转换时间。

例如，探测器阵列422不需要等到调制器阵列421中的所有调制器均输出光信号之后，再进行探测，而是可以在调制器阵列421中的一组调制器输出光信号之后，对该组调制器输出的光信号的光强进行探测。并且，在探测器阵列422对某一组调制器输出的光信号的光强进行探测的过程中，调制器阵列421可以对另一组调制器接收到的光信号进行调制。

又如，探测器阵列422探测一组调制器输出的光信号的强度，得到M个探测信号之后，即可将这M个探测信号分别发送给相应的积分器，每个积分器可以对所接收到的探测信号进行积分，而不需要等到探测器阵列422获得所有探测信号后，积分器才开始工作。

由上文中的描述可知，应用于OFDM系统时，上述转换器42具有如下特点：

第一，与传统技术相比，OFDM系统中传输的光信号可以直接作为转换器42的输入。当没有光束扫描装置420时，该光信号均匀照射到整个调制器阵列421上。当转换器42包含光束扫描装置420时，光信号通过光束扫描装置420被聚焦并均匀照射调制器阵列421的对应于同一接收时间的调制器(如图8-图10中的同一行调制器)上。

第二，由于OFDM系统的符号长度和子载波数量是已知的，因此，在通信之前就可以确定调制器阵列421上需要加载的数据，即可以预先完成调制器阵列421的初始化。

第三，上述光接收设备4中的器件的实现难度较低，并且功耗较低。且光接收设备可以进一步进行芯片化，芯片具有体积更小、功耗更低、成本更低、稳定性与可靠性更好的优势。

以下，说明通过转化器42实现傅里叶变换的基本原理，其中包含调制器阵列421上加载数据的取值的具体实现方式：

OFDM系统实际传输的是复数信号，采用IQ调制，即把一个数据的实部和虚部分别调制到对应子载波频率的sin和cos函数上，两者正交，理想情况下解调时互不干扰。其中，I是同相分量(in phase)的英文缩写，Q是正交分量(quadrature phase)的英文缩写。

示例1：若通信接口41接收到的连续的光信号中只有sin函数，则r(t)可表示为：

r(t)＝p+a₁sin(2μf₁t)+a₂sin(2πf₂t)+...+a_Nsin(2πf_Mt)。

其中，t∈[0，T_S]，T_S是一个OFDM符号的时长，p是正常数，用于使得r(t)为非负数。a_j是待发送数据，1≤i≤M，i和M均是整数。p是可选的。

该情况下，调制器阵列421中第i列第j行的调制器上加载的数据W_ij可表示为：

W_ij＝q+sin(2πf_it_j)。

其中，q是正常数，用于使得W_ij为非负数。f_j是构建光信号r(t)的第i个子载波的频率，t_j是第j个接收时间，1≤j≤N，j是整数。q是可选的。

基于此，探测器阵列422的每一列对应一个积分器，结合上文中描述的OFDM的原理，可以得到第i列的积分结果为：

上述积分结果中，pqT_S是常数，

正比于待发送数据a_i，因此，基于该积分结果可以恢复出待发送数据a_i。

基于此，在一些实施例中，如图10所示，转换器42还可以包含处理器424，用于获取每个积分器的积分结果，并分别基于每个积分器的积分结果，恢复出相应的待发送数据。例如，处理器424基于积分器i的积分结果，恢复出待发送数据a_i。其中，积分器i用于对探测器阵列422的第i列的探测器获得的探测信号进行积分。图10是基于图9进行绘制的。

示例2：若通信接口41接收到的连续的光信号中只有cos函数，则r(t)可表示为：

r(t)＝p+b₁cos(2πf₁t)+b₂cos(2πf₂t)+...+b_Ncos(2πf_Nt)。

其中，t∈[0，T_S]，T_S是一个OFDM符号的时长，p是正常数，用于使得r(t)为非负数。b_i是待发送数据的实部，1≤i≤M，i和M均是整数。p是可选的。

该情况下，调制器阵列421中第i列第j行的调制器上加载的数据W_ij可表示为：

W_ij＝q+cos(2πf_it_j)。

其中，q是正常数，用于使得W_ij为非负数。f_i是构建光信号r(t)的第i个子载波的频率，t_j是第j个接收时间，1≤j≤N，j是整数。q是可选的。

基于此，探测器阵列422的每一列对应一个积分器，结合上文中描述的OFDM的原理，可以得到第i列的积分结果为：

上述积分结果中，pqT_S是常数，

正比于待发送数据a_i，因此，基于该积分结果可以恢复出待发送数据a_i。例如，基于如图10所示的处理器，恢复出待发送数据b_i。

基于此，在一些实施例中，如图10所示，转换器42还可以包含处理器424，用于获取每个积分器的积分结果，并分别基于每个积分器的积分结果，恢复出相应的待发送数据。例如，处理器424基于积分器i的积分结果，恢复出待发送数据a_i。其中，积分器i用于对探测器阵列422的第i列的探测器获得的探测信号进行积分。图10是基于图9进行绘制的。

示例3：若通信接口41接收到的连续的光信号中既有sin函数又有cos函数，如：

其中，a_i是待发送数据i的实部，b_i是待发送数据i的虚部。其他参数的解释可以参考上述示例1和示例2，此处不再赘述。

基于该示例，具体实现时，调制器阵列421可以包含第一调制器阵列和第二调制器阵列。探测器阵列422可以包含第一探测器阵列和第二探测器阵列。积分电路423可以包含第一积分电路和第二积分电路。其中，第一调制器阵列、第一探测器阵列和第一积分电路分别可以通过上述示例1中的调制器阵列421、探测器阵列422和积分电路423实现。第二调制器阵列、第二探测器阵列和第二积分电路分别可以通过上述示例2中的调制器阵列421、探测器阵列422和积分电路423实现。另外，在示例3中，转换器42还可以包含处理器424，用于分别基于第一积分电路中的每一路积分器的积分结果，获得相应待发送数据的实部；以及，分别基于第二积分电路中的每一路积分器的积分结果，获得相应待发送数据的虚部。

也就是说，在示例3中，如图8或图9所示的2个调制器阵列构成一个2N×M的调制器阵列，以及如图8或图9所示的2个探测器阵列构成一个2N×M的探测器阵列。2N×M的调制器阵列和2N×M的探测器阵列的一半用来解调信号的实部，一半用来解调信号的虚部。

在示例3中，通信接口41接收到的光信号均匀照射到2N×M的调制器阵列上。或者，通过光束扫描装置，使得通信接口41接收到的光信号均匀照射到2N×M的调制器阵列中对应于同一接收时间的所有调制器上，如基于图8，每次照射2行调制器，其中一行是第一调制器阵列中对应于该接收时间的调制器，另一行是第二调制器阵列中对应于该接收时间的调制器。探测器阵列按照时间顺序依次探测调制器阵列该2行调制器的输出结果。接着，积分电路中的每个积分器在列方向上积分，最终的积分结果中可以恢复出OFDM系统传输的数据。

需要说明的是，上述示例1-示例3中的W_ij的取值，可以认为是“调制器阵列421中的第一调制器上加载的数据的取值，是基于第一调制器上照射的光信号的接收时间和第一调制器对应的频率确定的，第一调制器可以是调制器阵列421中的任意一个调制器”的一种具体实现方式。当然本申请实施例不现于此。

上文中介绍了OFDM系统中信号解调的基本原理，在信号解调之前，通常需要进行信号同步，以同步信号是ZC序列为例，传统技术中是在电域实现信号同步的，且电域同步时使用的ZC序列是复数，而OFDM系统中数据是调制在光域上的，无法用一束光表示一个复数，而通常使用一束光表示一个复数的实部或虚部。

ZC序列的特点是：ZC序列与ZC根序列的相关性为0。而当ZC序列只有实部或虚部时，可以推出如下结论：

从上式可知，在ZC序列只有实部或虚部的情况下，ZC序列与ZC根序列的相关性虽然不为0，但远小于ZC根序列的自相关。具体的：在ZC序列只有实部或虚部的情况下，当信号同步时，所取窗口中的序列(即ZC序列)与ZC根序列的相关性(标记为数值A)的结果是最大的。当信号没有同步时，所取窗口中的序列(即ZC序列循环移位后的序列)与ZC根序列的相关性(标记为数值B)是一个接近0但不等于0的值。

由此可知，理论上，可以通过设定一个阈值，并基于所取窗口中的序列与ZC根序列的相关性与该阈值的大小关系，确定是否实现了信号同步。例如，基于上述示例，该阈值可以是大于等于数值B，且小于等于数值A的任意一个数；然后，在所取窗口中的序列与ZC根序列的相关性大于该阈值时，认为实现了信号同步；否则，认为没有实现信号同步。

为了实现信号同步，本申请实施例还提供了光接收设备5，如图11所示，光接收设备5包括：通信接口51和转换器52。其中，转换器52用于通过通信接口51接收同步信号序列，并根据该同步信号序列确定上述N组光信号的起始时间。其中，同步信号序列用于指示光发送设备和光接收设备5均已知的数据。可选的，同步信号序列是ZC序列。

关于通信接口51的解释可以参考上文对通信接口41的解释，此处不再赘述。

可选的，通信接口51接收到的同步信号序列是多个ZC序列(如2个ZC序列)中连续的一部分或全部，其中，ZC序列可以是上文中的x(n)。

可选的，如图11所示，转换器52可以包括：

调制器阵列521，包括多个调制器，用于接收同步信号序列中的W个同步信号，并基于调制器阵列521上加载的数据对该W个同步信号进行调制，获得调制后的W*S个信号。其中，该W个同步信号的接收时间不同，W是大于等于2的整数，S是该同步信号序列的根序列的长度，W和S均是整数。

探测器阵列522，包括多个探测器，用于对调制后的W*S个信号进行探测，得到W*S个探测信号，一个探测信号指示调制后的一个信号的光强的探测值。

处理器523，用于基于该W*S个探测信号中的目标探测信号，确定上述N组光信号的起始时间。其中，目标探测信号所指示的探测值指示该同步信号序列与该同步信号序列的根序列之间的相关性。

其中，一个同步信号，是指通信接口51在某一接收时间接收的同步信号序列中的同步信号。例如，一个同步信号可以是上述同步信号序列x(n)中当n取某一值时的同步信号，如可以表示为同步信号x(1)、x(2)……

可选的，W是同步信号序列包含的同步信号的个数。

可选的，如果同步信号序列是ZC序列，则S是一个ZC序列的长度。如果一个同步信号序列包含2个ZC序列中连续的一部分或全部，则S＜W≤2S。

以通信接口51接收到的同步信号序列是2个ZC序列中连续的一部分或全部为例，W个同步信号，是指通信接口51在W个不同接收时间接收的同步信号x(0)、x(1)……x(S-1)、x(0)、x(1)……x(S-1)中连续的部分或全部同步信号。从时域上看，W组同步信号是2段ZC序列中的W个离散的同步信号。

可选的，调制器的个数是S。可选的，探测器与调制器一一对应。

可选的，该W*S个探测信号中包含S个目标探测信号。

可选的，如果该W*S个探测信号的所有目标探测信号所指示的探测值累加得到的值大于等于阈值，则处理器523确定获得该所有目标探测信号中对应于最后一个接收时间的同步信号的下一个接收时间是上述N个光信号的起始时间。该阈值可以是小于或等于同步信号序列的根序列的自相关性的一个值，由于同步信号序列的根序列是预定义的，因此该阈值可以是预定义的。

需要说明的是，本实施例中是以基于处理器523实现将所有目标探测信号所指示的探测值累加为例进行说明的，也就是说，是通过软件方式实现累加的。当然，本申请实施例不排除使用硬件电路，或者软件结合硬件的方式实现累加。

以下，通过一个具体示例，说明目标探测信号的具体实现方式，以及基于目标探测信号获得上述N个光信号的起始时间的具体实现方式。

以S＝5为例，基于“ZC序列只有实部时，ZC序列与ZC根序列的相关性虽然不为0，但远小于根序列的自相关”这一理论基础，调制器阵列521中的S个调制器中的每个调制器上预先分别加载ZC根序列中的一个同步信号的实部，例如，第n个调制器上预先加载ZC根序列中的第n个同步信号的实部。

表1为本申请实施例提供的一种探测器阵列522获得的探测信号的示例。表1中是以一个ZC序列的长度S＝5为例进行说明的。

表1的第一行即x(1)-x(5)分别表示一个ZC根序列中的同步信号的实部，这部分信息是预先定义的。

表1的第一列表示同步信号序列中不同时间接收到的同步信号。这部分信息是光接收设备5实际接收到的同步信号。

表1中除第一行第一列之外的单元格中的信息表示探测器阵列522中的探测器获得的探测信号。例如,x(1)x(a)表示t₁时刻接收的同步信号的实部x(a)经“加载有x(1)的调制器”调制后得到的信号的光强的探测值。

基于此，由于S＝5，因此，信号同步过程可以包括：光接收设备5先取5个点的窗口，即先对t₁-t₅共5个时刻进行如下操作：

对于t₁时刻，调制器阵列521中的每个调制器在t₁时刻分别接收同步信号序列中的同步信号的实部x(a)，并对接收到的x(a)进行调制。探测器阵列522中的探测器1-5(即分别加载有x(1)-x(5)的探测器)，分别对调制器阵列521中的每个调制器经调制后的信号进行探测，得到探测信号x(1)x(a)、x(2)x(a)、x(3)x(a)、x(4)x(a)、x(5)x(a)。

相应的，针对t₂时刻以及后续的每个时刻接收到的同步信号，均执行上述步骤，从而获得表1中除第一行和第一列之外的各单元格中的共5*5个探测信号。

表1

	x(1)	x(2)	x(3)	x(4)	x(5)
						t<sub>1</sub>,x(a)	x(1)x(a)	x(2)x(a)	x(3)x(a)	x(4)x(a)	x(5)x(a)
t<sub>2</sub>,x(b)	x(1)x(b)	x(2)x(b)	x(3)x(b)	x(4)x(b)	x(5)x(b)
						t<sub>3</sub>,x(c)	x(1)x(c)	x(2)x(c)	x(3)x(c)	x(4)x(c)	x(5)x(c)
t<sub>4</sub>,x(d)	x(1)x(d)	x(2)x(d)	x(3)x(d)	x(4)x(d)	x(5)x(d)
						t<sub>5</sub>,x(e)	x(1)x(e)	x(2)x(e)	x(3)x(e)	x(4)x(e)	x(5)x(e)

表1中，x(1)x(a)、x(2)x(b)、x(3)x(c)、x(4)x(d)和x(5)x(e)累加得到的值，表示5个点的窗口中的序列与ZC根序列的相关性。

如果累加得到的值大于等于某一阈值，则说明信号已同步。该情况下，t₆时刻为上述N个光信号的接收时间。

如果累加得到的值小于该阈值，则说明信号没有同步，则将窗口往后滑一个点，该情况下，探测器阵列522探测到的各探测信号如表2所示：

表2

	x(1)	x(2)	x(3)	x(4)	x(5)
						t<sub>1</sub>,x(a)	x(1)x(a)	x(2)x(a)	x(3)x(a)	x(4)x(a)	x(5)x(a)
t<sub>2</sub>,x(b)	x(1)x(b)	x(2)x(b)	x(3)x(b)	x(4)x(b)	x(5)x(b)
						t<sub>3</sub>,x(c)	x(1)x(c)	x(2)x(c)	x(3)x(c)	x(4)x(c)	x(5)x(c)
t<sub>4</sub>,x(d)	x(1)x(d)	x(2)x(d)	x(3)x(d)	x(4)x(d)	x(5)x(d)
						t<sub>5</sub>,x(e)	x(1)x(e)	x(2)x(e)	x(3)x(e)	x(4)x(e)	x(5)x(e)
t<sub>6</sub>,x(f)	x(1)x(f)	x(2)x(f)	x(3)x(f)	x(4)x(f)	x(5)x(f)

表2中，x(1)x(b)、x(2)x(c)、x(3)x(d)、x(4)x(e)和x(5)x(f)累加得到的值，表示5个点的窗口中的序列与ZC根序列的相关性。

如果累加得到的值大于等于该阈值，则说明信号已同步。该情况下，t₇时刻为上述N个光信号的接收时刻。

如果累加得到的值小于该阈值，则说明信号没有同步，则将窗口往后滑一个点。以此类推，直到获得上述N个光信号的接收时刻为止。

在一个具体示例中，假设t₁时刻通信接口51接收到的是同步信号x(4)，则同步过程中，探测器阵列522获得的探测信号如表3所示。

表3

	x(1)	x(2)	x(3)	x(4)	x(5)
						t<sub>1</sub>,x(4)	x(1)x(4)<sub>[1]</sub>	x(2)x(4)	x(3)x(4)	x(4)x(4)	x(5)x(4)
t<sub>2</sub>,x(5)	x(1)x(5)<sub>[2]</sub>	x(2)x(5)<sub>[1]</sub>	x(3)x(5)	x(4)x(5)	x(5)x(5)
						t<sub>3</sub>,x(1)	x(1)x(1)<sub>[3]</sub>	x(2)x(1)<sub>[2]</sub>	x(3)x(1)<sub>[1]</sub>	x(4)x(1)	x(5)x(1)
t<sub>4</sub>,x(2)	x(1)x(2)	x(2)x(2)<sub>[3]</sub>	x(3)x(2)<sub>[2]</sub>	x(4)x(2)<sub>[1]</sub>	x(5)x(2)
						t<sub>5</sub>,x(3)	x(1)x(3)	x(2)x(3)	x(3)x(3)<sub>[3]</sub>	x(4)x(3)<sub>[2]</sub>	x(5)x(3)<sub>[1]</sub>
t<sub>6</sub>,x(4)	x(1)x(4)	x(2)x(4)	x(3)x(4)	x(4)x(4)<sub>[3]</sub>	x(5)x(4)<sub>[2]</sub>
						t<sub>7</sub>,x(5)	x(1)x(5)	x(2)x(5)	x(3)x(5)	x(4)x(5)	x(5)x(5)<sub>[3]</sub>

需要说明的是，光接收设备5预先不知道每个时刻接收到的是哪个同步信号，例如，预先不知道t₁时刻接收到的是x(4)。

基于表3，光接收设备执行信号同步的过程包括：先取t₁-t₅共5个点的窗口，经计算得到该窗口内的序列与根序列的相关性(即表3中下标是[1]的5个单元格中的数据累加)小于阈值，说明信号没有同步。然后，向后滑动一个窗口，即取t₂-t₆共5个点的窗口，经计算得到该窗口内的序列与根序列的相关性(即表3中下标是[2]的5个单元格中的数据累加)小于阈值，说明信号没有同步。接着，再向后滑动一个窗口，即取t₃-t₇共5个点的窗口，计算该窗口内的序列与根序列的相关性(即表3中下标是[3]的5个单元格中的数据累加)后，确定该相关性大于等于阈值，说明实现了信号同步。因此，将t₈时刻作为接收OFDM符号的时刻。由此可以推出：t₃-t₇时刻接收到的同步信号依次为x(1)-x(5)，相应的，可以获知t₁-t₂时刻接收到的同步信号依次为x(4)和x(5)。

需要说明的是，上述表1-表3所示的示例中的“实部”均可以替换为“虚部”，从而构成新的实施例，此处不对该新的实施例进行描述。

上文所描述的任意一种光接收设备4用于实现傅里叶变换，任意一种光接收设备5用于实现信号同步。可选的，这两种光接收设备可以复用。也就是说，可以使用一个光接收设备6既实现信号同步又实现傅里叶变换。

如图12所示，光接收设备6包括通信接口61和转换器62。其中，通信接口61的功能包括通信接口41的功能和通信接口51的功能。转换器62的功能包括转换器42的功能和转换器52的功能。可选的，转换器62可以包括：调制器阵列621、探测器阵列622、积分电路623和处理器624。其中，调制器阵列621包括调制器阵列421和调制器阵列521。探测器阵列622包括探测器阵列422和探测器阵列522。积分电路623可以包括积分电路423。处理器624的功能可以包括处理器424的功能和处理器523的功能。进一步可选的，转换器61还可以包含光束扫描装置420。各器件的连接方式可以参考上文，此处不再赘述。

需要说明的是，在实际实现时，调制器阵列621中的调制器阵列521可以复用调制器阵列421中的部分或全部调制器，从而节省器件开销。相应的，探测器阵列622中的探测器阵列522可以复用探测器阵列422中的部分或全部探测器，从而节省器件开销。

基于此，光接收设备6进行信号处理的过程如图13所示，具体可以包括如下步骤：

步骤1：执行调制器阵列61的初始化。具体可以包括为调制器阵列422和调制器阵列522分别加载相应的数据。

步骤2：执行信号同步。参与该过程的器件可以包括：通信接口61、调制器阵列521、探测器阵列522和处理器523。各器件具体执行的步骤可以参考上文。可选的，参与该过程的器件还可以包括：光束扫描装置420，用于将接收到的同步信号序列照射到调制器阵列521中的每个调制器上。

步骤3：执行傅里叶变换。参与该过程的器件可以包括：通信接口61、调制器阵列421、探测器阵列422、积分电路423和处理器424。各器件具体执行的步骤可以参考上文。可选的，参与该过程的器件还可以包括：光束扫描装置420，其具体功能可以参考傅里叶变换过程中光束扫描装置420的功能，此处不再赘述。

需要说明的是，基于该实施例，处理器624还可以用于在执行信号同步(即确定OFDM符号的开始位置)之后，指示积分电路423开始执行积分运算。

上文中均是以光接收设备4-光接收设备6均是以光通信系统中的光接收设备进行说明的，实际实现时，该光接收设备4-光接收设备6还可以是其他需要对时序信号作傅里叶变换的场景中的设备。

例如，医学上有一种扫频光学相干成像术(optic coherence tomography，OCT)设备，该设备利用扫频源激光器在不同时刻输出不同频率的激光，该激光分为两部分，其中一部分照射到样品后被反射，另一部分作为参考光。这两束光干涉后被探测，得到一串时序信号，对这个时序信号作傅里叶变换后可以得到样品的层析图像。其中，傅里叶变换这一步骤目前是用计算机实现的，不能做到实时检测，如果采用本申请实施例提供的方法，则可以做到实时检测。

通过以上实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个装置，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是一个物理单元或多个物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个不同地方。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一起，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

Claims (11)

1.一种光接收设备，其特征在于，包括：

通信接口；

转换器，用于通过所述通信接口接收N组光信号，并将所述N组光信号转换为M个电信号，其中，所述N组光信号的接收时间不同，N是大于等于2的整数，所述M个电信号中的每个电信号用于指示构建所述N组光信号的一个子载波上的数据，M是大于等于2的整数，N≥M。

2.根据权利要求1所述的光接收设备，其特征在于，在所述N组光信号中，同一组光信号指示的数据相同，不同组光信号用于指示不同时间传输的数据。

3.根据权利要求1或2所述的光接收设备，其特征在于，所述N组光信号指示的数据是经过傅里叶反变换的数据。

4.根据权利要求1至3任一项所述的光接收设备，其特征在于，所述转换器包括：

调制器阵列，包括多个调制器，用于接收所述N组光信号，并按照M个频率基于所述调制器阵列上加载的N组数据对所述N组光信号进行调制，获得调制后的N组光信号；

探测器阵列，包括多个探测器，用于分别探测所述调制后的N组光信号，获得M组探测信号，其中，所述M组探测信号中属于同一组的多个探测信号用于指示所述多个调制器中对应于同一频率的调制器输出的多个光信号的光强的探测值；

积分电路，包括M路积分器，用于接收所述M组探测信号，并分别对所述M组探测信号做积分处理，获得所述M个电信号。

5.根据权利要求4所述的光接收设备，其特征在于，所述转换器还包括：

光束扫描装置，用于将所述N组光信号中的每组光信号分别照射到所述调制器阵列中的对应于同一接收时间的调制器上。

6.根据权利要求4或5所述的光接收设备，其特征在于，所述多个调制器包括第一调制器，所述第一调制器上加载的数据的取值，是基于所述第一调制器上照射的光信号的接收时间和所述第一调制器对应的频率确定的。

7.根据权利要求1至3任一项所述的光接收设备，其特征在于，

所述转换器，还用于通过所述通信接口接收同步信号序列，并根据所述同步信号序列确定所述N组光信号的起始时间。

8.根据权利要求7所述的光接收设备，其特征在于，所述转换器包括：

调制器阵列，包括多个调制器，用于接收所述同步信号序列中的W个同步信号，并基于所述调制器阵列上加载的数据对所述W个同步信号进行调制，获得调制后的W*S个信号，其中，所述W个同步信号的接收时间不同，W是大于等于2的整数，S是所述同步信号序列的根序列的长度；

探测器阵列，包括多个探测器，用于探测所述调制后的W*S个信号，获得W*S个探测信号，一个探测信号指示调制后的一个信号的光强的探测值；

处理器，用于基于所述W*S个探测信号中的目标探测信号，确定所述N组光信号的起始时间，其中，所述目标探测信号所指示的探测值指示所述同步信号序列与所述同步信号序列的根序列之间的相关性。

9.根据权利要求8所述的光接收设备，其特征在于，所述同步信号序列是ZC序列。

10.根据权利要求1-9任一项所述的光接收设备，其特征在于，所述光接收设备是芯片。

11.一种通信系统，其特征在于，所述通信系统包括：如权利要求1-10任一项所述的光接收设备，以及向所述光接收设备发送光信号的光发送设备。

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