本发明一般地涉及光通信，更具体地涉及一种具有提高的性能的光通信系统、光信号的发送装置和接收装置、以及光信号的发送方法和接收方法。
背景技术：
正交频分复用(OFDM)技术由于抗多径衰落能力强、频谱利用效率高等优点而被应用于无线通信领域。近年来，这一技术也逐渐被应用于光通信领域，以实现长距离高速光传输。
然而，当使用光OFDM传输信号来发送数据时，该传输信号在时域中呈现类似噪声形式的波形，因此与单载波传输相比具有高得多的峰值与平均功率比(PAPR)。通常，光OFDM传输信号的PAPR值在10dB～30dB之间。由于光通信系统中使用的光放大器、调制器等以及光纤本身的非线性效应，过高的PAPR将导致该光信号在传输期间发生严重的畸变，使得在接收端接收的信号质量降低，误码率增大，从而降低了光通信系统的性能。
因此，需要一种相比于传统的光OFDM通信系统能够提高光传输信号的接收质量，从而具有更高性能的光通信系统、光信号的发送装置和接收装置、以及光信号的发送方法和接收方法。
技术实现要素：
本发明提供了一种光通信系统、光信号的发送装置和接收装置以及光信号的发送方法和接收方法，其能够降低光OFDM传输信号的PAPR，从而减轻由于非线性导致的该传输信号的畸变，由此与传统的光OFDM通信系统相比提高光传输信号的接收质量和光通信系统的性能。
根据本发明的一个方面，提供了一种光信号的发送装置，包括：至少一个编码器，分别对至少一个数据信号进行编码；至少一个第一调制器，分别对至少一个编码后的数据信号进行第一调制，产生至少一个第一调制信号；至少一个第二调制器，分别对至少一个第一调制信号进行第二调制，产生至少一个第二调制信号；和上变频器，将所述至少一个第二调制信号上变频为光信号以进行发送，其中，所述第二调制为DFT扩展OFDM调制。
根据本发明的另一方面，提供了一种光信号的接收装置，包括：下变频器，将所述光信号下变频为至少一个电信号；至少一个第一解调器，分别对所述至少一个电信号进行第一解调，产生至少一个第一解调信号；至少一个第二解调器，分别对所述至少一个第一解调信号进行第二解调，产生至少一个第二解调信号；和至少一个解码器，分别对所述至少一个第二解调信号进行解码，以恢复其中包含的数据，其中，所述第一解调为DFT扩展OFDM解调。
根据本发明的另一方面，提供了一种光信号的发送方法，包括：分别对至少一个数据信号进行编码；分别对至少一个编码后的数据信号进行第一调制，产生至少一个第一调制信号；分别对至少一个第一调制信号进行第二调制，产生至少一个第二调制信号；和将所述至少一个第二调制信号上变频为光信号以进行发送，其中，所述第二调制为DFT扩展OFDM调制。
根据本发明的另一方面，提供了一种光信号的接收方法，包括：将所述光信号下变频为至少一个电信号；分别对所述至少一个电信号进行第一解调，产生至少一个第一解调信号；分别对所述至少一个第一解调信号进行第二解调，产生至少一个第二解调信号；和分别对所述至少一个第二解调信号进行解码，以恢复其中包含的数据，其中，所述第一解调为DFT扩展OFDM解调。
在本发明的上述方面中，通过在发送端对数据信号进行DFT扩频OFDM调制，可以将降低在光通信系统中传输的光信号的PAPR，从而降低由于高PAPR导致的信号劣化和误码率的增大，提高信号的接收质量，进而提高光通信系统的性能。
附图说明
通过结合附图对本发明的实施例进行详细描述，本发明的上述和其它目的、特征、优点将会变得更加清楚，其中：
图1是图示根据本发明实施例的光通信系统的配置的框图。
图2A是图示图1所示的光调(optical tone)生成器的框图；
图2B图示通过在图2A所示的光调生成器中应用一个光调生成单元而生成的光调的示例；
图2C图示通过在图2A所示的光调生成器中应用两个级联的光调生成单元而生成的更多光调的示例；
图3是图示图1所示的第二调制器的框图；
图4是图示图1所示的上变频器的框图；
图5是图示图1所示的下变频器的框图；
图6是图示图5所示的下变频单元的更详细的框图；
图7是图示图1所示的第一解调器的框图；
图8是图示根据本发明实施例的光信号的发送方法的流程图。
图9是图示根据本发明实施例的光信号的接收方法的流程图。
具体实施方式
参照附图来描述根据本发明实施例的光通信系统、光信号的发送装置和接收装置、以及光信号的发送方法和接收方法。在附图中，利用相同的参考标号来指代相同的元件。
首先，参照图1来描述根据本发明实施例的光通信系统。
如图1所示，光通信系统10包括发送装置20、光传输信道30和接收装置40。发送装置20和接收装置40耦接到光传输信道30，并且经由光传输信道30进行通信。
发送装置20经由光传输信道30将携带数据的光信号发送给接收装置40。发送装置20包括：光源21、光调生成器22、数据源23、至少一个(为便于描述，表示为Nt个)编码器24、Nt个第一调制器25、Nt个第二调制器26、以及上变频器27，其中Nt≥1。如图1所示，Nt个编码器24、Nt个第一调制器25、Nt个第二调制器26形成Nt个支路，在每个支路中，编码器24、第一调制器25和第二调制器26串联连接。
光源21例如为激光器，其生成单个预定波长的连续波(CW)光载波。
光调生成器22接收该单个光载波，基于该单个光载波生成Nt个光调(即，Nt个不同波长的光载波)，并且将这Nt个光调发送给上变频器27。稍后将参照图2A-2C来详细描述光调生成器22。在基于单个光载波生成50个光调(Nt＝50)的示例中，每个光调可以承载21.6-Gb/s的信号，从而获得1.08Tb/s的最终净速率。
数据源23可以是本领域公知的任何数据源，其以数据信号(例如，比特序列)的形式提供要发送的数据，所述数据可以来自一个或多个用户。数据源23向Nt个编码器24提供所述数据信号。具体地，要发送的数据被分为Nt个部分，每个部分由一个数据信号承载，使得要发送的所有数据分别由Nt个数据信号承载，并且每个数据信号被提供给一个相应的编码器。
Nt个编码器24分别对输入的Nt个数据信号之一进行编码。所使用的编码方案例如为前向纠错(FEC)编码。优选地，编码器24对输入其中的数据信号进行高级编码。例如，相比于未编码传输的BER-OSNR性能，所述高级编码可以是在BER＝10-13上具有高于5dB的净编码增益的编码，并且可以具有低编码率，例如在20％-85％之间的净编码率。例如，所述高级编码可以是诸如低密度奇偶校验(LDPC)编码之类的强纠错编码(ECC)方案、Turbo编码方案、或者当前已知的或将来开发的其它高级编码方案。
Nt个第一调制器25从相应的编码器24接收编码后的数据信号，并且分别对所述编码后的数据信号进行第一调制，从而产生Nt个第一调制信号。每个第一调制器对所接收的编码后的数据信号进行的所述第一调制可以是相移键控(PSK)调制或者正交幅度调制(QAM)。优选地，所述第一调制是高阶调制，例如M-PSK调制或M-QAM调制(M≥4)、或者当前已知的或者将来开发的其它高阶调制方案。更优选地，所述第一调制器25对编码后的数据信号执行M-PSK调制，其中M为4或8，由此，可以在保持信号幅度不变的情况下提高频谱利用效率和信号的抗干扰能力。
Nt个第二调制器26从相应的第一调制器25接收第一调制信号，并且分别对所述第一调制信号进行第二调制，从而产生Nt个第二调制信号。在本实施例中，所述第二调制是DFT扩展OFDM(DFT-spread-OFDM)调制。稍后将参照图3来详细描述第二调制器26。
上变频器27将Nt个第二调制信号上变频为携带要发送的所有数据的光信号，该光信号经由光传输信道30而被发送到接收装置40。
下面将参照图2A-图2C详细描述光调生成器22。图2A是示出图1所示的光调生成器22的框图。如图2A所示，光调生成器22包括：第一光调生成单元221、与第一光调生成单元221级联的第二光调生成单元223、第一时钟源224、公共时钟基准225以及第二时钟源226。优选地，光调生成器22还包括掺铒光纤放大器(EDFA)222，其被布置在两个光调生成单元221和223之间，以放大由第一光调生成单元221生成的光调，并将放大后的光调馈送到第二光调生成单元223。
第一光调生成单元221基于由光源21生成的CW光载波生成多个光调。可以由第一时钟源224(其可以是射频频率合成器)提供所生成的光调的间隔，即第一光调生成单元221的频率基准。例如，可以微调第一光调生成单元221中的一些光组件或者器件以基于所述单个光载波产生不同波长的多个光调。第一光调生成单元221可以是光强度调制器，通过对其偏置电压和输入RF功率进行调整，第一光调生成单元221可以生成例如具有均匀功率电平的三个光调，如图2B所示，在该示例中，光调间隔是6.71875-GHz。第二光调生成单元223基于输入的光调生成更多(Nt个)光调。第二光调生成单元33可以是再循环移频器(RFS)，其包括光I/Q调制器、EDFA等等，如Yiran Ma在OFC’2009中上交的论文中所公开的那样。类似于第一光调生成单元，可以由第二时钟源226提供第二光调生成单元223的频率基准。使用公共时钟基准225来锁定这两个时钟源，以便锁定时钟源的频率稳定性。通过应用两个级联的光调生成单元，可以基于单个光载波有效地生成大量光调。在1.08-Tb/s的上述示例中，对于输入的每个光调，第二光调生成单元223可以进一步产生多于17个光调，并且频率间隔为20.15625-GHz；因此，当输入从第一光调生成单元生成的三个光调时，第二光调生成单元223可以产生至少51(＝3×17)个光调。在一个示例中，通过调谐光调生成单元中的光滤波器的带宽和中心波长，可以生成具有超过20dB的信噪比的至少50个光调，如图2C所示。应当注意，尽管上面给出了在光调生成器22中使用两个光调生成单元的示例，但是光调生成单元的数目不限于2个，而是可以根据对光调的不同需求和/或其它因素改变。具体地，可以在光调生成器22中只使用一个光调生成单元来生成多个光调。可替换地，可以在光调生成器22中使用三个或者更多个光调生成单元来生成光调。此外，生成的光调的数目可以是1个或更多个，各个光调生成单元的类型不限于强度调制器或者RFS，而是可以是本领域公知的其它类型。相应地，光调生成器22的配置可以根据对光调的不同需求和不同生成方法而变化。
接下来，将参照图3来描述图1所示的第二调制器26。第二调制器26为DFT扩展OFDM调制器。由于图1所示的Nt个第二调制器的结构和操作基本相同，因此在下文中仅对一个第二调制器26进行描述，该描述同样适用于其它第二调制器。
如图3所示，第二调制器26包括：串行并行转换单元261、S个P点离散傅立叶变换(DFT)单元262-1、262-2、...、262-S(S≥1)；频带映射单元263；以及Q点离散傅立叶逆变换(IDFT)单元264，其中，Q≥S*P。
串行并行转换单元261接收由对应的第一调制器25输入到第二调制器26的第一调制信号，并且对其进行串行并行转换，以产生S个长度(码元数量)为P的并行调制信号，每个并行调制信号被输入对应的一个P点DFT单元。
P点DFT单元262-1、262-2、...、262-S中的每一个对输入的并行调制信号之一进行P点离散傅立叶变换，从而将时域的并行调制信号转换为频域的信号。该变换后的信号被输入频带映射单元263。具体地，对每个并行调制信号执行的P点离散傅立叶变换可以产生P个输出信号，这些输出信号被输入到频带映射单元263。因此，总共S*P个输出信号被提供给频带映射单元263。
频带映射单元263将从每个DFT单元输入的信号映射到预定的频率位置上。具体地，频带映射单元263根据预定的映射模式，将从每个DFT单元输入的信号映射到预定的频率位置上。例如，每个DFT单元产生的P个输出信号被集中地映射到连续的P个频率位置上，而不同的DFT单元的输出信号可分散地或连续地映射到不同的频率位置上。以这一方式，频带映射单元263将S*P个输出信号映射到不同的频率位置上。
Q点IDFT单元264对由频带映射单元263产生的映射后的信号进行离散傅立叶逆变换，进行OFDM方式的调制，从而将频域的信号变换为时域的信号，该信号作为第二调制信号而被输出到上变频器27。
按照上述方式，Nt个第二调制器26将Nt个第二调制信号提供给上变频器27。
接下来将参照图4描述图1所示的上变频器27。如图4所示，上变频器27包括Nt个RF信号调制器271和相关联的Nt个光调制器272、以及光耦合器273。
Nt个RF信号调制器271分别接收所述Nt个第二调制信号，并且将其RF调制(或者转换)为Nt个RF子带信号(在电域中)。每个RF子带信号占据所述数据的发送可占据的整个频带的一部分频带(子带)。进行该RF调制的方式是本领域公知的，因此在这里不进行详细描述。
光调制器272从对应的RF信号调制器接收RF子带信号，将这Nt个RF子带信号分别光调制到从光调生成器22提供的对应的光调上，以便生成Nt个光子带信号(在光域中)，并且将所述光子带信号提供给光耦合器273。
光耦合器273将所述Nt个光子带信号耦合为占据整个频带并且携带要发送的所有数据的光信号，然后输出该光信号。
该光信号经由光传输信道30被传送到接收端。
光传输信道30可以是由标准单模光纤(SSMF)形成的光纤链路。在必要时，可以在光传输信道30中设置一个或多个掺铒光纤放大器(EDFA)(在图中未示出)以放大发送的光信号，从而补偿传输期间的光纤损耗。
接收装置40经由光传输信道30接收从发送装置20发送的光信号，并且从该光信号恢复所发送的数据。下面，将参照图1来描述接收装置40。
如图1所示，接收装置40包括：下变频器41、至少一个(为便于描述，表示为Nr个)第一解调器42、Nr个第二解调器43以及Nr个解码器44，其中Nr≥1。优选地，Nr与Nt相同。如图1所示，Nr个第一解调器42、Nr个第二解调器43以及Nr个解码器44形成Nr个支路，在每个支路中，第一解调器42、第二解调器43以及解码器44串联连接。
下变频器41将所接收的光信号下变频为Nr个数据信号(电信号)，并且将这些数据信号分别输出到Nr个第一解调器42。每个数据信号携带在发送装置处发送的数据的一部分。
Nr个第一解调器42分别对Nr个数据信号进行第一解调，产生相应的第一解调信号。所述第一解调是与在发送装置中执行的DFT扩展OFDM调制相对应的DFT扩展OFDM解调。稍后将详细描述第一解调器42。
Nr个第二解调器43分别从对应的第一解调器42接收第一解调信号，并且对其执行第二解调，从而获得Nr个第二解调信号。该第二解调与在发送装置20中执行的第一调制相对应。当在发送装置20中执行的第一调制为PSK调制或QAM调制时，在第二解调器43中执行对应的PSK解调或QAM解调。可替换地，当所述第一调制为高阶调制时，第二解调器43执行对应的高阶解调。例如，如果所述第一调制为M-PSK调制或M-QAM调制(M≥4)，则第二解调器43执行对应的M-PSK解调或M-QAM解调。可替换地，如果在发送端执行了4-PSK或8-PSK调制，则第二解调器43执行对应的4-PSK或8-PSK解调。另外，第二解调器43的输出确定在解码器44中使用的判决方案。具体地，如果第二解调器43输出二进制数据比特，则解码器44使用硬判决方案。如果输出二进制数据比特的似然性，则解码器44使用软判决方案，与硬判决方案相比，软判决方案具有进一步的改进。
随后，Nr个解码器44的每一个从相应的第二解调器43接收第二解调信号，并且对该第二解调信号执行解码，从而恢复其中携带的数据。该解码与在发送装置20处执行的编码相对应。具体地，每个解码器44使用具有与发送装置中使用的编码方案的速率和类型相同的速率和类型的解码方案来将所接收的一个第二解调信号解码。例如，如果在发送装置中使用了高级编码，则解码器44对第二解调信号执行对应的高级解码。具体地，如果在发送装置中使用LDPC编码方案，则解码器44通过使用具有相同编码率的对应的LDPC解码算法，例如对数域和积算法，来执行解码。由此，从所接收的光信号中恢复原始发送的数据。
下面，将参照图5来详细描述下变频器41。
如图5中所示，下变频器41包括分离器411、下变频单元412以及Nr个RF信号解调器413。
分离器411将经由光传输信道30接收的光信号分离为Nr个光子带信号(其每一个占据整个发送频带的一部分)，并且将Nr个光子带信号提供给下变频单元412。光子带分离器411可以使用Nr个带通滤波器来分离光信号，每一个带通滤波器选择并且输出一个光子带信号。
下变频单元412将各个光子带信号分别下变频为RF子带信号，并且将所获得的Nr个RF子带信号提供给对应的RF信号解调器413。稍后将详细描述下变频单元412。
Nr个RF信号解调器413将从下变频单元412接收的Nr个RF子带信号分别RF解调(或变换)为Nr个数据信号(电信号)，并且将所述数据信号分别提供给下游的Nr个第一解调器42。
下面，将参照图6描述下变频单元412。
如图6所示，下变频单元412包括：本地频率生成器4121、至少一组偏振分集光混频器4122和光电二极管4123。
从分离器411输出的Nr个光子带信号被分别输入到偏振分集光混频器4122，如图6所示。本地频率生成器4121生成Nr个不同频率的本地振荡信号，并且将本地振荡信号提供给相应的偏振分集光混频器4122，其中每个本地振荡信号的频率被调谐到输入相应的偏振分集光混频器4122的光子带信号的子带的中心附近。本地频率生成器4121可以以各种方式生成本地振荡信号。例如，本地频率生成器可以包含Nr个激光器，每个激光器生成一个本地振荡信号。本地频率生成器4121也可以使用与图2中描述的光调生成器相似的方式生成Nr个频率的光信号，然后利用分离器分离所述光信号来获得各个本地振荡信号。可替换地，本地频率生成器4121可以使用所述光调生成器和一个或多个激光器的组合来生成本地振荡信号。应当注意，尽管在图6中仅仅示出一个本地频率生成器生成Nr个本地振荡信号，但这只是说明性的，也可以使用一个或多个本地频率生成器来生成Nr个本地振荡信号。
每个本地振荡信号在对应的偏振分集光混频器4122中与光子带信号起拍(beat)，然后被例如四对平衡光电二极管4123以相干外差方式来检测，使得每个光子带信号被变换为RF子带信号。通过本地频率生成器、偏振分集光混频器以及光电二极管将每个光子带信号变换为RF子带信号的具体方式是本领域公知的，因此，在此为了简单起见而省略对其的详细描述。另外，除了图6所示的方式，下变频单元412还可以以本领域公知的其它方式变换光子带信号。
下面，将参照图7来描述图1所示的第一解调器42，其执行的解调是上文所述第二调制器26执行的调制的逆过程。由于图1所示的Nr个第一解调器的结构和操作基本相同，因此在下文中仅对一个第一解调器42进行描述，该描述同样适用于其它第一解调器。
如图7所示，第一解调器42包括Q点DFT单元421，频带解映射单元422，S个P点IDFT单元423-1、423-2、...、423-S，以及并行串行转换单元424，其中，Q≥S*P。
Q点DFT单元421对从下变频器41输入的数据信号之一进行DFT变换，以便将该时域的数据信号变换为频域的信号。
频带解映射单元422对经过DFT变换后的信号进行解映射。具体地，频带解映射单元422根据在发送装置中使用的映射模式确定映射了信号的频率位置，并且基于所确定的频率位置而对经过DFT变换后的信号进行该频域中的解映射。然后，频带解映射单元422将解映射后的信号分别输出到S个P点IDFT单元423-1、423-2、...、423-S。
S个P点IDFT单元423-1、423-2、...、423-S分别对输入的信号进行P点离散傅立叶逆变换，从而将时域的信号转换为频域的信号。
并行串行转换器424将从各个IDFT单元输出的(并行)信号转换为串行信号，并且将该串行信号作为第一解调信号输出到下游的第二解调器43。
在本发明的上述实施例中，通过在发送端对数据信号进行DFT扩展OFDM调制，可以降低光传输信号的PAPR，从而减轻在传输过程中由于光器件和光纤的非线性导致的信号畸变，提高接收端的信号接收质量。此外，在本发明的优选实施例中，当在发送端对数据信号进一步应用高级编码和高阶调制时，还可以提高光通信系统的灵敏度，由此实现高速长距离光传输。
在下文中，将描述根据本发明实施例的光信号的发送方法和光信号的接收方法。
图8示出了根据本发明的第一实施例的光信号的发送方法的流程图。该发送方法可以由发送装置20执行。
如图8所示，在步骤S801，分别对至少一个(为便于描述，仍然表示为Nt个)数据信号进行编码。如上文所述，这Nt个数据信号承载要发送的数据，它们可以来源于图1所示的数据源23。所执行的编码例如为FEC编码。优选地，对所述至少一个数据信号进行高级编码。例如，相比于未编码传输的BER-OSNR性能，所述高级编码可以是在BER＝10-13上具有高于5dB的净编码增益的编码，并且可以具有低编码率，例如在20％-85％之间的净编码率。所述高级编码例如可以是LDPC、Turbo编码、或者当前已知的或将来开发的其它高级编码方案。
接下来，在步骤S802，分别对在步骤S801产生的Nt个编码后的数据信号进行第一调制，产生Nt个第一调制信号。
如上文所述，所述第一调制可以是PSK调制或者QAM调制。优选地，所述第一调制为高阶调制，例如为M-PSK调制或者M-QAM调制(M≥4)、或者当前已知的或者将来开发的其它高阶调制方案。更优选地，所述第一调制为M-PSK调制，其中M为4或8。
随后，在步骤S803，分别对在步骤S802产生的Nt个第一调制信号进行第二调制，产生Nt个第二调制信号。在本实施例中，所述第二调制是DFT扩展OFDM调制。
可以利用图3所示的DFT扩展OFDM调制器来执行该第二调制。具体地，当对每个第一调制信号进行DFT扩展OFDM调制时，首先对该第一调制信号进行串行并行转换，以将其转换为S个长度为P的并行调制信号。然后，对每个并行调制信号进行P点DFT变换，从而产生P个输出信号。对S个并行调制信号进行P点DFT变换将产生S*P个输出信号。接下来，将所述S*P个输出信号映射到预定的频率位置上。可以根据预定的映射模式来进行该映射，例如，在一种映射模式中，基于每个并行调制信号产生的P个输出信号被集中地映射到连续的P个频率位置上，而基于不同的并行调制信号产生的输出信号被分散地或连续地映射到不同的频率位置上。最后，对映射后的信号进行离散傅立叶逆变换，从而将频域的信号变换为频域的信号，作为第二调制信号。
接下来，在步骤S804，将所述Nt个第二调制信号上变频为光信号，并且发送该光信号。
可以利用图4所示的上变频器27来执行该上变频步骤。具体地，如上文所述，首先，将所述Nt个第一调制信号分别RF调制为RF子带信号。然后，将每个RF子带信号调制到相应的光调(光载波)上，从而生成至少一个光子带信号。最后，将所述至少一个光子带信号组合(耦合)为光信号，并且输出该光信号。用于调制的Nt个光调可以通过使用上文描述的光调生成器基于单个光载波产生，也可以按照本领域公知的其它方式产生。
下面，将参照图9来描述根据本发明实施例的光信号的接收方法。该接收方法可以用接收装置40执行。
如图9所示，在步骤S901，将所接收的光信号下变频为至少一个(Nr个)电信号(电域的数据信号)。
可以利用图5所示的下变频器来执行该下变频步骤。具体地，首先，将所述光信号分离为Nr个光子带信号，然后，将所述Nr个光子带信号分别下变频为RF子带信号。例如，可以分别利用Nr个本地振荡信号来对所述Nr个光子带信号进行下变频。最后，将所得到的Nr个RF子带信号解调为至少一个数据信号。
接下来，在步骤S902，分别对所述Nr个电信号进行第一解调，即DFT扩展OFDM解调，产生Nr个第一解调信号。
在接收端执行的该第一解调是在发送端执行的上述第二调制的逆过程。具体地，当对每个数据信号进行DFT扩展OFDM解调时，首先，对在步骤S901产生的数据信号之一进行DFT变换，以便将该时域的数据信号变换为频域的信号。然后，对经过DFT变换后的信号进行解映射。该解映射可以根据在发送端使用的映射模式进行。例如，可以根据在发送端使用的映射模式确定映射了信号的频率位置，然后基于所确定的频率位置来对经过DFT变换后的信号进行该频域中的解映射。接下来，分别对解映射后的信号进行P点离散傅立叶逆变换，从而将时域的信号转换为频域的信号。最后，将作为逆变换的结果获得的多个并行信号转换为串行信号，并且输出该串行信号作为第一解调信号。
然后，在步骤S903，分别对所述Nr个第一解调信号进行第二解调，从而获得Nr个第二解调信号。该第二解调与在发送端执行的第一调制相对应。例如，当在发送端进行了PSK调制或者QAM调制时，在步骤S903对所述第一解调信号进行对应的PSK解调或者QAM解调。可替换地，当在发送端执行的第一调制是高阶调制时，在步骤S903执行对应的高阶解调。例如，如果在发送端执行了M-PSK调制(M为4或8)，则在步骤S903执行对应的M-PSK解调。
接下来，在步骤S904，对所获得的Nr个第二解调信号进行解码，从而恢复其中包含的数据。这里执行的解码与在发送端执行的编码相对应。即，在步骤S904中使用具有与发送端使用的编码方案的速率和类型相同的速率和类型的解码方案来将第二解调信号解码。例如，当发送端执行FEC编码或高级编码时，在步骤S904执行对应的FEC解码或高级解码。例如，当发送端使用LDPC编码方案时，则在步骤S904中通过使用具有相同编码率的对应的LDPC解码算法，诸如对数域和积算法，来执行解码。
至此，实现了光信号的接收，并且恢复了该光信号携带的数据。
在本发明的上述实施例中，通过对要发送的信号进行DFT扩展OFDM调制，可以降低所产生的光传输信号的PAPR，进而减轻由于光通信系统所使用的光器件和光纤的非线性导致的信号畸变，从而提高接收端的光信号接收质量，进而提高光通信系统的性能。而且，通过优选地在DFT扩展OFDM调制之前对信号进行高级编码和高阶调制，还可以提高光通信系统的灵敏度，由此实现高速长距离光传输。
在上文中，描述了根据本发明实施例的光通信系统、光信号的发送装置和接收装置、以及光信号的发送方法和接收方法。然而，应当注意，这只是说明性的，本领域技术人员可以对其进行各种改变，而不背离本发明的范围。
例如，在替换实施例中，为了避免编码器可能造成的错误本底(error floor)，以及消除在传输中可能出现的突发错误的影响和其它不利影响，在发送端(参见图1)，可以编码器24的上游增加外编码器和交织器，以便对要发送的数据信号执行外编码和数据交织。所述外编码可以消除可能由下游的编码器24造成的潜在的错误本底。作为示例，可以使用Reed-Solomon RS(255，239)作为该外编码方案，以便以小于～2×10-3的比特错误率(BER)校正随机分布的错误。所述交织可以避免突发错误的影响。相应地，在接收端(参见图1)，可以在解码器44的下游增加解交织器和外解码器，以便对从解码器44输出的解码信号进行解交织和外解码，其中，该解交织器按照与在交织器中采用的交织方式对应的方式对解码信号进行解交织，以便重构其中包含的数据。然后，外解码器按照与在外编码器中采用的编码方案对应的解码方式来解码重构的数据，从而恢复在发送端发送的数据。
在上文中，描述了本发明的示范性实施例。应当理解，尽管在此使用了用语“第一”、“第二”等来描述各种元素，但这些元素不应受这些用语的限制。这些用语仅仅用于将一个元素与另一个区分开。例如，第一元素可以被称为第二元素，并且类似地，第二元素可以被称为第一元素，而不脱离本发明的示范性实施例的范围。
应当理解，当一元素(element)被称作“连接到”或者“耦接到”另一元素时，其可以直接地连接或者耦接到其它元素，或者可以存在中间元素。相反，当一元素被称作“直接连接到”或者“直接耦接到”另一元素时，不存在中间元素。用来描述元素之间的关系的其它词语应以类似的方式来解释(例如，“在...之间”相对于“直接在...之间”、“相邻”相对于“直接相邻”等)。
在此使用的术语是仅仅为了描述特定实施例的目的，并且意图不是限制本发明的示范性实施例。如在此使用的，单数形式的“一”、“该”和“所述”意图也包括复数形式，除非上下文明确地做出其他表示。如在此使用的，用语“和/或”以及“至少一个”包括一个或多个列出的相关联的条目的任何以及所有组合。还将理解，当在此使用时，用语“包括”、“包含”、“含有”和/或“具有”表示存在所陈述的特征、整数、步骤、操作、元素和/或组件，但是不排除存在或附加一个或多个其它特征、整数、步骤、操作、元素、组件和/或其的组。
还应注意，在一些可替换实现方式中，所述功能/动作可以不以图中标注的顺序来进行。例如，根据涉及的功能/动作，连续示出的两个图/功能/动作实际上可以基本同时执行或者可能有时候以相反的顺序执行。
尽管已经示出和描述了本发明的示例实施例，但是本领域技术人员应当理解，在不背离权利要求及其等价物中限定的本发明的范围和精神的情况下，可以对这些示例实施例做出各种形式和细节上的变化。