[發明專利]一種基于疊加相位調制的信號復用和解復用方法及裝置

有效

• 申請號: 201611244145.1
• 申請日: 2016-12-29
• 公開（公告）號: CN106603162B
• 公開（公告）日: 2017-12-15
• 發明（設計）人: 董健;胡榮
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: H04B10/556
• 分類號: H04B10/556;H04B10/60
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所43114
• 代理人: 龔燕妮

技術領域

本發明屬于信號調制技術領域，具體的是涉及一種基于疊加相位調制的信號復用和解復用方法及裝置。

背景技術

光纖通信系統通常需要發送額外的輔助控制信號。一般的解決方法是將這些管理與控制信號通過協議的方式寫入幀內，然后隨同數據一起進行發送。或者，將這些管理與控制信號調制到另外一個單獨的低速通道，在接收端對該通道進行單獨的信號檢測與數據接收。以上方法要么依賴于協議的解析，要么依賴于額外的調制與解調裝置，難以滿足某些特定場合的應用需求。

發明內容

本發明提供了一種基于疊加相位調制的信號復用和解復用方法及其裝置，其目的在于從物理層解決低速輔助控制信號的傳輸問題，其優點是負載低，協議透明，延時低，結構簡單。

一種基于疊加相位調制的信號復用方法，包括以下步驟：

步驟1：將接收的第一路待發送信號輸入雙偏振IQ調制器；

步驟2：將雙偏振IQ調制器輸出的光信號輸送至相位調制器，相位調制器輸出的光信號為E_out，實現信號復用；

其中，相位調制器的驅動信號為第二路待發送信號k(t)，μ(t)表示當前時刻t疊加于光載波的相位，且若k(t)＝0，則μ(t+1)→μ(t)+0，若k(t)＝1，則μ(t+1)→μ(t)+π；E_out＝E_in·exp exp{j·μ(t)}＝R·P(t)·exp{j·(2πf_c·t+θ(t)+σ+μ(t))}，E_in表示雙偏振IQ調制器在任意一個偏振上的輸出光信號，E_in＝R·P(t)·exp{j·(2πf_c·t+θ(t)+σ)},R為光場強度系數，為常數；P(t)為調制信號的幅度；f_c為光載波頻率；θ(t)為調制信號的相位；σ為光載波的初始相位。

一種基于疊加相位調制的信號解復用方法，對接收的復用信號，采用基于導頻符號序列的方式，先將加載在相位調制器上的驅動信號進行恢復，分解出一路發送信號；然后基于所分解出的信號，從接收的復用信號中恢復出所發送的另一路發送信號的相位，實現完備的解復用。

進一步地，所述采用基于導頻符號序列的方式先將加載在相位調制器上的驅動信號進行恢復的過程如下：

步驟A：在相鄰兩個驅動信號周期T內，各采集一個導頻符號；

步驟B：對兩個導頻符號進行零差相干檢測，得到檢測信號Y(t₁)和Y(t₂)，并對兩個檢測信號進行差分，得到差分信號

t₁和t₂分別表示相鄰兩個驅動信號周期內的兩個導頻符號所對應的時刻；

步驟C：以的相位對應驅動信號的數值，得到一路發送信號k(t)：

其中，

若則k(t₁)＝0；

若則k(t₁)＝1；

表示信號的相位。

導頻符號經過零差相干檢測后，其信號可以表示為：

Y(t)＝R′·P′(t)·exp{j·(θ′(t)+μ(t))}

這里，R′是相干接收機的探測系數，為常量。P′(t)是導頻符號的幅度，θ′(t)是導頻符號的相位。假設t₁和t₂分別表示兩個相鄰驅動信號周期內導頻符號所對應的時刻，且有為常數。那么，對以上兩個時刻的導頻符號進行差分，可以得到：

Y(t₂)-Y(t₁)＝R′·P′(t₁)·exp{j·(θ′(t₂)-θ′(t₁)+μ(t₂)-μ(t₁))}

由于導頻符號的幅度和相位是已知的，且有P′(t₁)＝P′(t₂)，θ′(t₁)＝θ′(t₂)，于是：

因為t₁和t₂分別處于兩個相鄰的驅動信號周期內，于是有：

μ(t₂)-μ(t₁)＝0，→k(t₁)＝0

μ(t₂)-μ(t₁)＝π，→k(t₁)＝1