专利名称：一种光信号产生和接收的方法、装置和光传输系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及通信领域，尤其涉及一种光信号产生和接收的方法、装置和光传输系 统。
背景技术：
近年来，由于具有灵敏度高、选择性好的优点，相干光通信技术在大容量、长距离 的干线网中得到广泛的应用。相干光通信中主要利用了相干调制和外差检测技术。所谓相 干调制，就是在发送端利用要传输的信号来改变相干光的频率、相位和振幅，得到信号光； 所谓外差检测，就是在接收端利用本振光源产生的本振光与信号光在混频器中进行混频， 得到与信号光的频率、相位和振幅按相同规律变化的中频信号；中频信号进入解调器解调 后就得到基带信号。若控制本振光的频率使其与发送端调制时的光载波的频率相同，混频 后得到的差频信号的频率为零，直接得到基带信号，这种检测方式称为零差检测。在采用相位调制的相干光通信系统中，在发送端利用欲传输的基带信号调制光载 波的相位，得到信号光，在接收端采用外差探测方法将信号光转化为中频信号后再进行二 次解调得到基带信号，或者采用零差探测的方法将信号光直接转化为基带信号。图IA示出 了现有技术中的一种光发射机的结构，激光器产生相干性很好的光载波，然后调制器用输 入的基带信号去调制光载波的相位，得到信号光并发送。图IB示出了一种光接收机的结 构，其采用零差探测的方法将信号光转化为基带信号，90度混频器将信号光和本振光进行 混频，然后再用平衡探测器1和平衡探测器2对90度混频器混频得到的光信号进行探测， 得到模拟基带信号的I信号和Q信号，其中I信号和Q信号是模拟基带信号的两个分量， 再用模数转换器模拟基带信号转换为数字基带信号，相位计算模块计算数字基带信号的相 位，得到相位信号，最后用解码器对相位信号进行解码得到数据信号。该接收机采用零差探 测的方法，所以要求本振光和发送端的光载波严格同步，即频率同步和相位同步，但是实际 中很难做到这种严格的同步，图IB中需要在相位估计器中采用复杂的算法对数字基带信 号的相位进行估计，并将估计得到的结果在平均器中作平均，平均器将得到的结果送给解 码器，在解码器中使数字基带信号的相位旋转，以消除本振光和发送端光载波的频差和相 差的影响。本发明的发明人在研究过程中发现，现有技术中至少存在如下问题现有技术的 光接收机，虽能通过复杂的算法消除本振光和发送端光载波的频差和相差所产生的影响， 但是其无法解决由于相位调制本身存在的相位模糊问题，导致在解码时发生错误。
发明内容
本发明实施例提供一种光信号的产生方法，包括将数据进行差分编码，得到第一差分编码数据；将所述第一差分编码数据进行差分编码，得到第二差分编码数据；用第二差分编码数据对光载波进行相位调制，得到调制光信号。
本发明实施例还提供一种光信号的接收方法，包括接收本振光和采用上述光信号产生方法产生的调制光信号，并将所述调制光信号 和本振光进行混频，得到混频后的光信号；对混频后的光信号进行探测，得到模拟基带信号；将所述模拟基带信号进行模数转换，得到数字基带信号；对所述数字基带信号的相位进行判决，并将判决得到的相位信息逆映射为比特数 据；将所述比特数据进行差分解码，得到第一解码数据；将所述第一解码数据进行差分解码，得到原始数据。本发明实施例还提供一种光信号的接收方法，其特征在于，包括接收本振光和采用上述光信号产生方法产生的调制光信号，并将所述调制光信号 和本振光进行混频，得到混频后的光信号；对混频后的光信号进行探测，得到模拟基带信号；将所述模拟基带信号进行模数转换，得到数字基带信号；将当前数字基带信号的共轭信号延时一拍后与下一拍的数字基带信号相乘，得到 第一基带信号；将当前第一基带信号的共轭信号延时一拍后与下一拍的第一基带信号相乘，得到 第二基带信号；对所述第二基带信号的相位进行判决，并将判决得到的相位信息逆映射为原始数 据。本发明实施例还提供一种光信号的接收方法，包括接收本振光和采用上述光信号产生方法产生的调制光信号，并将所述调制光信号 和本振光进行混频，得到混频后的光信号；对混频后的光信号进行探测，得到模拟基带信号；将所述模拟基带信号进行模数转换，得到数字基带信号；计算所述数字基带信号的相位，得到相位信号；将当前相位信号延时一拍后与下一拍的相位信号做模2 π减法，得到第一相位信 号；将当前第一相位信号延时一拍后与下一拍的第一相位信号做模2 π减法，得到第
二相位信号。对所述第二相位信号进行判决，得到比特数据。本发明实施例还提供一种光信号的产生装置，包括第一差分编码模块，用于对数据进行差分编码，得到第一差分编码数据；第二差分编码模块，用于对所述第一差分编码数据进行差分编码，得到第二差分 编码数据；调制器，用于根据第二差分编码数据对光载波进行相位调制，得到调制光信号。本发明实施例还提供一种光信号的接收装置，包括混频器，用于接收本振光和上述光信号产生装置产生的调制光信号，并将所述本 振光和所述调制光信号进行混频，得到混频后的光信号；
探测模块，用于对所述混频后的光信号进行探测，得到模拟基带信号；模数转换器，用于对所述模拟基带信号进行模数转换，得到数字基带信号；判决模块，用于对所述数字基带信号的相位进行判决，并将判决得到的相位信息 逆映射为比特数据；第一差分解码模块，用于将所述比特数据进行差分解码，得到第一解码数据；第二差分解码模块，用于将所述第一解码数据进行差分解码，得到原始数据。本发明实施例还提供一种光信号的接收装置，包括混频器，用于接收本振光和上述光信号产生装置产生的调制光信号，并将所述本 振光和所述调制光信号进行混频，得到混频后的光信号；探测模块，用于对所述混频后的光信号进行探测，得到模拟基带信号；模数转换模块，用于对所述模拟基带信号进行模数转换，得到数字基带信号；第一共轭模块，用于计算所述数字基带信号的共轭信号；第一延时模块，用于将所述数字基带信号的共轭信号延时一拍，得到第一延时信 号；第一乘法器，用于将所述第一延时信号与所述数字基带信号相乘，得到第一基带 信号；第二共轭模块，用于计算所述第一基带信号的共轭信号；第二延时模块，用于将所述第一基带信号的共轭信号延时一拍，得到第二延时信 号；第二乘法器，用于将所述第二延时信号与所述第一基带信号相乘，得到第二基带 信号；判决模块，用于对所述第二基带信号的相位进行判决，并将判决得到的相位信息 逆映射为原始数据。本发明实施例还提供一种光信号的接收装置，包括混频器，用于接收本振光和上述光信号产生装置产生的调制光信号，并将所述本 振光和所述调制光信号进行混频，得到混频后的光信号；探测模块，用于对所述混频后的光信号进行探测，得到模拟基带信号；模数转换模块，用于对所述模拟基带信号进行模数转换，得到数字基带信号；相位计算模块，用于计算所述数字基带信号的相位，得到相位信号；第一延时模块，用于将所述相位信号延时一拍，得到第一延时信号；第一减法器，用于将所述相位信号与所述第一延时信号做模2 π减法，得到第一 相位信号；第二延时模块，用于将所述第一相位信号延时一拍，得到第二延时信号；第二减法器，用于将所述第一相位信号与所述第二延时信号做模2 π减法，得到 第二相位信号；判决模块，用于对所述第二相位信号进行判决，得到原始数据。本发明实施例还提供一种光传输系统，包括上述光信号产生装置和上述任一种光 信号接收装置。本发明实施例中，将需要传输的数据进行两次差分编码，然后用两次差分编码后
6的数据去调制光载波的相位，最后得到的调制光信号的相位信息不是直接对应要传输的数 据，而是调制光信号的相位信息经过两次差分解码后得到的数据才对应传输的数据，因此 使得接收端在采用本振光与调制光信号进行混频等处理后得到的数字基带信号，需要进行 两次差分解码才能恢复出发送端传输的数据，两次解码的过程不仅可以消除由于本振光和 发送端光载波的相位不同步引起的相位模糊问题，还可以进一步消除由于本振光和发送端 光载波的频率不同步引起的相位模糊问题，使得接收端接收装置的实现简单。
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不 构成对本发明的限定。图IA示出了现有技术中光发射机的结构示意图；图IB示出了现有技术中光接收机的结构示意图；图2示出了本发明实施例中光信号产生装置的结构示意图；图3A示出了本发明实施例中差分编码器的结构示意图；图3B示出了本发明实施例中差分解码器的结构示意图；图4示出了本发明实施例中光信号接收装置的第一结构示意图；图5示出了本发明实施例中光信号接收装置的第二结构示意图；图6示出了本发明实施例中光信号接收装置的第三结构示意图；图7示出了本发明实施例中光信号产生方法的流程示意图；图8示出了本发明实施例中光信号接收方法的第一流程示意图；图9示出了本发明实施例中光信号接收方法的第二流程示意图；图10示出了本发明实施例中光信号接收方法的第三流程示意图。
具体实施例方式为了便于本领域一般技术人员理解和实现本发明，现结合附图描绘本发明的实施 例。在此，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。下面结合附图和实施例，对本发明的技术方案进行描述。本发明实施例提供一种光信号的产生装置，其结构如图2所示，包括第一差分编 码单元201，第二差分编码单元202，调制器203。第一差分编码单元201对数据进行差分编码，得到第一差分编码数据，然后再用 第二差分编码单元202对第一差分编码数据进行差分编码，得到第二差分编码数据，调制 器203用第二差分编码数据对光载波进行相位调制，得到调制光信号。本发明实施例的光 信号的产生装置还可以进一步包括用于产生光载波的激光器。相位调制是利用载波的不同相位来表征输入的数据信息，对于一个M = 2κ(Κ = 1，
2,3......)进制的相位调制来说，其就是用载波的M种相位来表征输入的数据信息，在进
行调制时将每K位比特数据映射成载波的一个相位。其中，K位比特数据代表了M进制的 一个符号；K位比特数据所占据的时间长度称之为符号周期，每一符号周期称之为一拍；载 波的M种相位称之为主值相位。本发明实施例中，调制器203是用输入的第二差分编码数据对光载波的相位进行调制，其可以采用BPSK，QPSK、8PSK调制器等。在本实施例中，对于采用何种调制器不做具 体限制，只要采用的调制器具有相位调制的功能即可。本发明实施例中的第一差分编码单元和第二编码单元均可以采用图3A所示结构 的差分编码器来实现。图3A所示结构的编码器包括加法器和延时单元。延时单元将加法 器当前的输出Ym延时一拍后送到加法器中与下一拍的输入X[N+1]做模M的加法，得到下一 拍的输出Y[N+1]，即Υ[Ν+ι尸X[N+1] Y[N]，@表示模M的加法。其中，M为调制器所采用的 相位调制的进制数，如果相位调制器采用的4进制的相位调制，这里的M就为4;模M的加法 是指将两个数相加，然后将相加的结果除以M得到余数的过程；每一拍的输入或输出均是M 进制的一个符号，即每一拍的输入(如X[N+1])均是K位比特数据，每一拍的输出(如Y[N+1]) 也是K位比特数据。例如，当前的输出Y[N]为两位比特数据(10)，下一拍的输入X[N+1]为两 位比特数据(11)，则对它们做模4的加法，相当于(2+3)除以4，得到余数1，则下一拍的输 出Y[N+1]为两位比特数据(01)。在现有技术中，差分编码是一种常用技术，故本实施例中的第一差分编码单元除 了可以采用图3A所示结构的差分编码器，还可以采用现有的各种差分编码器，本实施例不 对其进行限制。在一具体实施例所描述的光信号产生装置中，调制器采用的是QPSK调制器，第一 编码单元和第二编码单元采用的均是图3A所示结构的差分编码器。该光信号产生装置产 生光信号的具体示例如下若需要传输的数据为“01 11 10 11 00 01 11”，第一差分编码单元对其进行差分 编码，得到的第一差分编码数据为“01 00 10 01 01 10 01”，然后再用第二差分编码单元 对其进行差分编码，得到的第二差分编码数据为“01 01 11 0001 11 00”，然后QPSK调制 器用第二差分编码数据对光载波的相位进行调制，将上述第二差分编码数据映射为光载波 的相位，分别为3 31 /4，3 31 /4，7 31/4, π /4，3 π /4，7 π /4，π /4。需要说明的是，上述QPSK调制器采用的映射关系是信号集{00，01，10，11}映射 为光载波的4种相位组成的集合{>/4，3π/4，5π/4，7π/4}，在另一实施例中，QPSK调制 器还可以采用如下的映射关系将信号集{00，01，10，11}映射为光载波的4种相位组成的 集合{0，31/2，3 31/2，31}。本实施例中，将需要传输的数据进行两次差分编码，然后用两次差分编码后的数 据去调制光载波的相位，最后得到的调制光信号的相位信息不是直接对应要传输的数据， 而是调制光信号的相位信息经过两次差分解码后得到的数据才对应传输的数据，因此使得 接收端在采用本振光与调制光信号进行混频等处理后得到的数字基带信号，需要进行两次 差分解码才能恢复出发送端传输的数据，两次解码的过程不仅可以消除由于本振光和发送 端光载波的相位不同步引起的相位模糊问题，还可以进一步消除由于本振光和发送端光载 波的频率不同步引起的相位模糊问题，使得接收端接收装置的实现简单。本发明实施例还提供了一种光信号的接收装置，用于在接收端接收图2所示结构 的光信号产生装置产生的调制光信号，并对该调制光信号进行处理恢复出传输的数据，其 结构如图4所示，包括混频器401、探测模块402、模数转换器403、判决模块404、第一差分 解码模块405、第二差分解码模块406。混频器401接收本振光和光纤中传输的调制光信号，并将它们进行混频，得到混频后的光信号。其中，本振光由接收端的本地激光器产生。本实施例中的混频器可以采用 90度混频器。探测模块402对混频后得光信号进行探测，得到模拟基带信号的两个分量I信号 和Q信号，模拟基带信号可以表示为I+jQ。在本实施例中，探测模块402可由平衡探测器 1和平衡探测器2组成，两个平衡探测器对混频后的光信号进行平衡探测，分别得到模拟基 带信号的I信号和和Q信号。模数转换器403将探测模块402得到的模拟基带信号进行模数转换，得到数字基 带信号。数字信号基带信号是复数信号，有两个分量分别为Ik信号和Qk信号，复数信号可 以表示为:IK+JQkο判决模块404对数字基带信号的相位进行判决，并将判决得到的相位信息逆映射 为比特数据。具体的是，判决模块404对数字基带信号的相位进行判决，然后根据发送端采 用的调制方式，把得到的相位信息进行逆映射。例如，在发送端所采用的是QPSK调制方式， 采用的映射关系是信号集{00、01、10、11}映射成载波的相位集合{>/4，3π/4，5π/4， 7 π /4}，此处，判决模块404则根据QPSK调制方式的这种映射关系，将判决得到的相位信息 逆映射为比特数据相位η/4逆映射为比特数据00，相位3π/4逆映射为比特数据01，相 位5 π /4逆映射为比特数据10，相位7 π /4逆映射为比特数据11。第一差分解码模块405对判决模块403得到的比特数据进行差分解码，得到第一 解码数据。第二差分解码模块406对第一解码数据进行差分解码，得到原始数据，第二差分 解码模块406得到的原始数据即为发送端传输的数据。第一差分解码单元和第二解码单元 可以采用图3Β所示结构的差分解码器，也可以采用现有技术中的差分解码器。图3Β所示的 差分解码器包括一个延时单元和减法器，延时单元将当前的输入延时一拍后送到减法器中 与下一拍的输入做模M减法，得到下一拍的输出，其中，模M减法是模M加法的逆运算，模M 减法是指将两个数相减的结果除以M得到余数，具体做法是相减后判断相减的结果是否在 0 M之间，如果不是，则将相减的结果加上M后作为模M的减法的结果，如果相减的结果在 0 M之间，则将相减的结果直接作为模M的减法的结果；M为发送端中调制器所采用的相 位调制的进制数，如果相位调制器采用4进制的相位调制，这里的M就为4 ；每一拍的输入 或输出均是M进制的一个符号，即每一拍的输入均是K位比特数据，每一拍的输出也是K位 比特数据。例如，当前的输入为两位比特数据(11)，下一拍的输入为两位比特数据(01)，则 对它们做模4的减法，相当于2-3+4，得到3，则下一拍的输出为两位比特数据(11)。本发明实施例提供的光信号接收装置，由于对获得的数字基带信号进行两次差分 解码，故不仅可以消除本振光和发送端光载波之间相位不同步引起的相位模糊问题，还可 以进一步消除本振光和发送端光载波之间频率不同步引起的相位模糊问题，并且本发明实 施例提供的光信号接收装置不需要频偏控制电路和相位估计模块，却依然可以保证光信号 接收装置的接收性能。本发明实施例还提供了一种光信号的接收装置，用于在接收端接收图2所示结构 的光信号产生装置产生的调制光信号，并对该调制光信号进行处理恢复出发送端传输的数 据，其结构如图5所示，包括混频器501、探测模块502、模数转换器503、第一共轭计算单 元504、第一延时单元505、第一乘法器506、第二共轭计算单元507、第二延时单元508、第二 乘法器509、判决模块510。其中，混频器501、探测模块502、模数转换器503与图4所示装置中的混频器401、探测模块402、模数转换器403分别相同，这里不再赘述。第一共轭计算单元504，用于计算模数转换器503得到的数字基带信号的共轭信 号，得到第一共轭信号。模数转换器得到的数字基带信号可以表示为IK+jQK，计算其共轭信 号，得到第一共轭信号，表示为IK_jQK。需要说明的是，上述表示形式为复数信号的代数表
示形式，还可以用指数形式来表示上述复数信号，如上述数字基带信号表示为AKei(PK ’第
一共轭信号表示为AKe_icpK ,其中，Ak表示数字基带信号的幅度，φκ表示数字基带信号的 相位。第一延时单元505将第一共轭信号(如延时一拍后输入到第一乘 法器506中与下一拍的数字基带信号(如AK+1eicpK+1)相乘，得到第一基带信号(如
AK*AK+1ei((pK+1_(PK)) ο H翻辟随fet胃隨如档籠雜制誇白勺鄉
信号延时一拍后与下一拍的数字基带信号相乘，实际上是实现了将前后两拍的数字基带信 号的相位相减，即实现了一次差分解码。第二共轭计算单元507计算第一基带信号的共轭信号，得到第二共轭信号。第二 延时单元508将当前的第二共轭信号延时一拍后输入到第二乘法器509中与下一拍的第一 基带信号相乘，得到第二基带信号。判决模块510对第二基带信号的相位进行判决，并将判决得到的相位信息逆映射 为原始数据。此时判决单元得到的原始数据即为发送端传输的数据。判决模块的具体工作 过程参考本申请其它实施例中的相关描述。本发明实施例提供的光信号接收装置，由于对获得的数字基带信号进行两次差分 解码，故不仅可以消除本振光和发送端光载波之间相位不同步引起的相位模糊问题，还可 以进一步消除本振光和发送端光载波之间频率不同步引起的相位模糊问题，并且本发明实 施例提供的光信号接收装置不需要频偏控制电路和相位估计模块，却依然可以保证光信号 接收装置的接收性能。本发明实施例还提供了一种光信号的接收装置，用于在接收端接收图2所示结构 的光信号产生装置产生的调制光信号，并对该调制光信号进行处理恢复出发送端传输的 数据，其结构如图6所示，包括混频器601、探测模块602、模数转换器603、相位计算模块 604、第一延时单元605、第一减法器606、第二延时单元607、第二减法器608、判决模块609。 其中，混频器601、探测模块602、模数转换器603与图4所示装置中的混频器401、探测模块 402、模数转换器403分别相同，这里不再赘述。相位计算模块604计算模数转换器603得到的数字基带信号的相位，得到相位信 号。第一延时单元605将当前的相位信号延时一拍后输入到第一减法器606中与下一拍的 相位信号做模2 π的减法，得到第一相位信号。第二延时单元607将当前的第一相位信号延 时一拍后输入到第二减法器608中与下一拍的第一相位信号做模2 π的减法，得到第二相 位信号。判决模块609对第二相位信号进行判决，得到原始数据。由于第二相位信号本身 就是相位信息，故判决模块609对第二相位信号进行判决的过程，实际上是识别相位的过 程，然后再根据发送端在生成调制光信号时所采用的调制方式，将识别的相位进行逆映射， 得到原始数据，判决模块609最终得到的原始数据即为发送端传输的数据。
本发明实施例提供的光信号接收装置，由于对获得的数字基带信号进行两次差分 解码，故不仅可以消除本振光和发送端光载波之间相位不同步引起的相位模糊问题，还可 以进一步消除本振光和发送端光载波之间频率不同步引起的相位模糊问题，并且本发明实 施例提供的光信号接收装置不需要频偏控制电路和相位估计模块，却依然可以保证光信号 接收装置的接收性能。本发明实施例还提供一种光传输系统，包括图2所示结构的光信号产生装置和图 4、图5、图6所示结构中的任一种光信号接收装置。在该光传输系统中，在发送端，利用图2 所示结构的光信号装置将需要传输的数据进行两次差分编码，然后用两次差分编码后的数 据对光载波进行相位调制，得到调制光信号，将调制光信号耦合到光纤中，向接收端传输； 在接收端，图4、图5、图6中任意一种结构的光信号接收装置接收光纤中传输的调制光信 号，然后将调制光信号转化为数字基带信号，再对数字基带信号进行两次差分解码，得到发 送端传输的数据。本发明实施例提供的光传输系统，在发送端将需要传输的数据进行两次差分编 码，然后再用两次差分编码后的数据对光载波进行相位调制；在接收端对数字基带信号进 行两次差分解码恢复出发送端传输的数据，使得接收端的光信号接收装置不需要频偏控制 电路和相位估计模块，却依然可以使得整个系统保持一个较好的误码性能。本发明提供一种产生光信号的方法，在将其方法流程如图7所示，包括步骤S701 将数据进行差分编码，得到第一次差分编码数据。步骤S702 将第一差分编码数据进行差分编码，得到第二差分编码数据。步骤S703 用第二差分编码数据对光载波进行相位调制，得到调制光信号。本实施例中，将需要传输的数据进行两次差分编码，然后用两次差分编码后的数 据去调制光载波的相位，最后得到的调制光信号的相位信息不是直接对应要传输的数据， 而是调制光信号的相位信息经过两次差分解码后得到的数据才对应传输的数据，因此使得 接收端在采用本振光与调制光信号进行混频等处理后得到的数字基带信号，需要进行两次 差分解码才能恢复出发送端传输的数据，两次解码的过程不仅可以消除由于本振光和发送 端光载波的相位不同步引起的相位模糊问题，还可以进一步消除由于本振光和发送端光载 波的频率不同步引起的相位模糊问题，使得接收端接收装置的实现简单。本发明实施例还提供了一种光信号的接收方法，用于接收采用图7所示方法产生 的调制光信号，并进行处理后恢复出发送端传输的数据，其方法流程示意图如图8所示，包 括步骤S801 接收本振光和调制光信号，并将调制光信号和本振光进行混频，得到 混频后的光信号。本振光是由接收端的本地激光器产生的，调制光信号是采用图7所示方法所产生 的。步骤S802 对混频后的光信号进行探测，得到模拟基带信号。具体的，可以采用平衡探测的方法对混频后的光信号进行探测，分别得到模拟基 带信号的两个分量1信号和Q信号，而模拟基带信号可以表示为I+jQ。步骤S803 将模拟基带信号进行模数转换，得到数字基带信号。将上一步骤得到的模拟基带信号的I信号和Q信号分别转换成数字信号，得到数字基带信号的两个分量Ik信号和Qk信号，数字基带信号可以表示为IK+jQK。步骤S804 对数字基带信号的相位进行判决，并将判决得到的相位信息逆映射为 比特数据。由于本振光的频率、相位很难与发送端的光载波的频率、相位同步，导致得到的数 字基带信号的相位不是集中在主值相位上，而是分散在主值相位附近，在对数字基带信号 的相位进行判决时，将其相位判决为最接近的主值相位。例如调制光信号是采用QPSK调 制生成的，利用的四种相位分别为π /4，3 π /4，5 π /4，7 π /4，而在接收端得到的某一时刻 的数字基带信号的相位为47°，将这一相位值上述四种主值相位进行比较，η/4是其最接 近的主值相位，就该时刻的数字基带信号的相位判决为η/4。然后根据发送端采用的调 制方式，将上述得到的相位信息逆映射为比特数据，如发送端采用的调制方式为QPSK调制 方式，其利用的映射关系为信号集{00、01、10、11}映射为相位集合{>/4，3π/4，5π/4， 7 π /4},根据QPSK调制方式的这种映射关系，将判决得到的相位信息进行逆映射，如将上 述判决的相位η/4逆映射为比特数据00。步骤S805 将比特数据进行差分解码，得到第一解码数据。步骤S806 将第一解码数据进行差分解码，得到原始数据。本实施例中的原始数 据指发送端传输的数据。步骤S805和步骤S806中的差分解码的过程，参考本申请其它实施例的相关描述， 这里不再赘述。本发明实施例提供的光信号接收方法，由于对获得的数字基带信号进行两次差分 解码，故不仅可以消除本振光和发送端光载波之间相位不同步引起的相位模糊问题，还可 以进一步消除本振光和发送端光载波之间频率不同步引起的相位模糊问题，并且本发明实 施例提供的光信号接收方法不需要对本振光进行频偏控制以及相位估计，却依然可以保证 最后恢复出的数据有较低的误码率。本发明实施例还提供了一种光信号的接收方法，用于接收采用图7所示方法产生 的调制光信号，并进行处理后恢复出发送端传输的数据，其方法流程示意图如图9所示。其 中，步骤S901、S902、S903与图8所示方法中的步骤S801、S802、S803分别相同，这里不再 对其进行详述。步骤S904:将当前数字基带信号的共轭信号延时一拍后与下一拍的数字基带信 号相乘，得到第一基带信号。本步骤中，将当前数字基带信号的共轭信号延时一拍后与下一拍的数字基带信号 相乘，实际上相当于将前后两拍(或者前后两个时刻)的数字基带信号的相位相减，也相当 于实现了一次差分解码。需要说明的是，本步骤中的第一基带信号依然是复数信号。步骤S905:将当前第一基带信号的共轭信号延时一拍后与下一拍的第一基带信 号进行相乘，得到第二基带信号。步骤S906 对第二基带信号的相位进行判决，并将判决得到的相位信息逆映射为 原始数据，该原始数据即为发送端传输的数据。具体的，对第二基带信号的相位进行判决， 得到相位信息，然后根据发送端在生成调制光信号时采取的调制方式，将相位信息逆映射 为比特数据。如发送端采取的是M进制的相位调制方式，则将每一拍的第二基带信号的相 位信息逆映射为K比特数据，其中，M = 2κ(Κ = 1，2，3......)。
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本发明实施例提供的光信号接收方法，由于对获得的数字基带信号进行两次差分 解码，故不仅可以消除本振光和发送端光载波之间相位不同步引起的相位模糊问题，还可 以进一步消除本振光和发送端光载波之间频率不同步引起的相位模糊问题，并且本发明实 施例提供的光信号接收方法不需要对本振光进行频偏控制和以及相位估计，却依然可以保 证最后恢复出的数据有较低的误码率。本发明实施例还提供了一种光信号的接收方法，用于接收采用图7所示方法产生 的调制光信号，并进行处理后恢复出发送端传输的数据，其方法流程示意图如图10所示。 其中，步骤S1001、S1002、S1003与图8所示方法中的步骤S801、S802、S803分别相同，这里 不再对其进行详述。步骤S1004 计算数字基带信号的相位，得到相位信号。本步骤中，具体的可以采用ArgO函数计算数字基带信号的相位，得到相位信号。步骤S1005 将当前相位信号延时一拍后与下一拍的相位信号做模2 π减法，得到
第一相位信号。本步骤中的模模2 π的减法类似于模M的减法，当前相位信号延时一拍后与下一 拍的相位信号相减，如果相减的结果不在0 2 π的范围之内，则将相减的结果加上或者减 去η个2 π后得到的值作为模2 π减法的结果，其中，η的取值必须使得相减的结果加上或 者减去η个2 π后得到的值一定要在0 2 π之内；如果相减的结果在0 2 π的范围之 内，则将该结果作为模2 π减法的结果。步骤S1006 将当前第一信号的相位延时一拍后与下一拍的相位信号做模2 π减
法，得到第二相位信号。步骤S1007 对第二相位信号进行判决，得到原始数据。第二相位信号本身就是相位信息，本步骤中对第二相位信号进行判决，实际上是 识别相位的过程，然后再根据发送端在生成调制光信号时所采用的调制方式，将识别的相 位进行逆映射，得到原始数据。本步骤中得到的原始数据即为发送端传输的数据。本发明实施例提供的光信号接收方法，由于对获得的数字基带信号进行两次差分 解码，故不仅可以消除本振光和发送端光载波之间相位不同步引起的相位模糊问题，还可 以进一步消除本振光和发送端光载波之间频率不同步引起的相位模糊问题，并且本发明实 施例提供的光信号接收方法不需要对本振光进行频偏控制和以及相位估计，却依然可以保 证最后恢复出的数据有较低的误码率。以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式
，但本发明的保护范围并不局限于此， 任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换， 都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范 围为准。
权利要求
一种光信号的产生方法，其特征在于，包括将数据进行差分编码，得到第一差分编码数据；将所述第一差分编码数据进行差分编码，得到第二差分编码数据；用第二差分编码数据对光载波进行相位调制，得到调制光信号。
2.一种光信号的接收方法，其特征在于，包括接收本振光和采用权利要求1所述方法产生的调制光信号，并将所述调制光信号和本 振光进行混频，得到混频后的光信号；对混频后的光信号进行探测，得到模拟基带信号； 将所述模拟基带信号进行模数转换，得到数字基带信号；对所述数字基带信号的相位进行判决，并将判决得到的相位信息逆映射为比特数据； 将所述比特数据进行差分解码，得到第一解码数据； 将所述第一解码数据进行差分解码，得到原始数据。
3.一种光信号的接收方法，其特征在于，包括接收本振光和采用权利要求1所述方法产生的调制光信号，并将所述调制光信号和本 振光进行混频，得到混频后的光信号；对混频后的光信号进行探测，得到模拟基带信号； 将所述模拟基带信号进行模数转换，得到数字基带信号；将当前数字基带信号的共轭信号延时一拍后与下一拍的数字基带信号相乘，得到第一 基带信号；将当前第一基带信号的共轭信号延时一拍后与下一拍的第一基带信号相乘，得到第二 基带信号；对所述第二基带信号的相位进行判决，并将判决得到的相位信息逆映射为原始数据。
4.一种光信号的接收方法，其特征在于，包括接收本振光和采用权利要求1所述方法产生的调制光信号，并将所述调制光信号和本 振光进行混频，得到混频后的光信号；对混频后的光信号进行探测，得到模拟基带信号； 将所述模拟基带信号进行模数转换，得到数字基带信号； 计算所述数字基带信号的相位，得到相位信号；将当前相位信号延时一拍后与下一拍的相位信号做模2π减法，得到第一相位信号； 将当前第一相位信号延时一拍后与下一拍的第一相位信号做模2 π减法，得到第二相 位信号。对所述第二相位信号进行判决，得到原始数据。
5.一种光信号产生装置，其特征在于，包括第一差分编码模块，用于对数据进行差分编码，得到第一差分编码数据；第二差分编码模块，用于对所述第一差分编码数据进行差分编码，得到第二差分编码；调制器，用于根据第二差分编码数据对光载波进行相位调制，得到调制光信号。
6.一种光信号接收装置，其特征在于，包括混频器，用于接收本振光和权利要求5所述装置产生的调制光信号，并将所述本振光和所述调制光信号进行混频，得到混频后的光信号；探测模块，用于对所述混频后的光信号进行探测，得到模拟基带信号； 模数转换器，用于对所述模拟基带信号进行模数转换，得到数字基带信号； 判决模块，用于对所述数字基带信号的相位进行判决，并将判决得到的相位信息逆映 射为比特数据；第一差分解码模块，用于将所述比特数据进行差分解码，得到第一解码数据； 第二差分解码模块，用于将所述第一解码数据进行差分解码，得到原始数据。
7.一种光信号接收装置，其特征在于，包括混频器，用于接收本振光和权利要求5所述装置产生的调制光信号，并将所述本振光 和所述调制光信号进行混频，得到混频后的光信号；探测模块，用于对所述混频后的光信号进行探测，得到模拟基带信号； 模数转换模块，用于对所述模拟基带信号进行模数转换，得到数字基带信号； 第一共轭模块，用于计算所述数字基带信号的共轭信号；第一延时模块，用于将所述数字基带信号的共轭信号延时一拍，得到第一延时信号； 第一乘法器，用于将所述第一延时信号与所述数字基带信号相乘，得到第一基带信号；第二共轭模块，用于计算所述第一基带信号的共轭信号；第二延时模块，用于将所述第一基带信号的共轭信号延时一拍，得到第二延时信号； 第二乘法器，用于将所述第二延时信号与所述第一基带信号相乘，得到第二基带信号；判决模块，用于对所述第二基带信号的相位进行判决，并将判决得到的相位信息逆映 射为原始数据。
8.一种光信号接收装置，其特征在于，包括混频器，用于接收本振光和权利要求5所述装置产生的调制光信号，并将所述本振光 和所述调制光信号进行混频，得到混频后的光信号；探测模块，用于对所述混频后的光信号进行探测，得到模拟基带信号； 模数转换模块，用于对所述模拟基带信号进行模数转换，得到数字基带信号； 相位计算模块，用于计算所述数字基带信号的相位，得到相位信号； 第一延时模块，用于将所述相位信号延时一拍，得到第一延时信号； 第一减法器，用于将所述相位信号与所述第一延时信号做模2 π减法，得到第一相位 信号；第二延时模块，用于将所述第一相位信号延时一拍，得到第二延时信号； 第二减法器，用于将所述第一相位信号与所述第二延时信号做模2 π减法，得到第二 相位信号；判决模块，用于对所述第二相位信号进行判决，得到原始数据。
9.一种光传输系统，其特征在于，包括如权利要求5所述的光信号产生装置和权利要 求6-8任一项所述的光信号接收装置。
全文摘要
本发明实施例涉及通信领域，特别公开了一种光信号的产生方法、接收方法、产生装置、接收装置和光传输系统。所述光信号的产生方法包括将数据进行差分编码，得到第一差分编码数据；将所述第一差分编码数据进行差分编码，得到第二差分编码数据；用第二差分编码数据对光载波进行相位调制，得到调制光信号。本发明实施例提供的光信号产生方法和接收方法，使得在接收端接收调制光信号时，省去了繁琐的频偏控制电路和相位估计模块，却依然可以较好的从调制光信号中恢复出发送端传输的数据。
文档编号H04L25/03GK101938438SQ20091010854
公开日2011年1月5日 申请日期2009年6月30日 优先权日2009年6月30日
发明者解长松, 黄远达 申请人:华为技术有限公司