СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ОБРАБОТКИ СИГНАЛОВ И КОГЕРЕНТНЫЙ ПРИЕМНИК

1. Способ обработки сигнала, причем способ содержит этапы, на которых:
получают P вещественнозначных сигналов;
выполняют по меньшей мере обработку теоретико-числового преобразования (NTT) для P вещественнозначных сигналов для получения P первых вещественнозначных сигналов в области преобразования;
выполняют по меньшей мере восстановление тактовой частоты для P первых вещественнозначных сигналов в области преобразования для получения P вторых вещественнозначных сигналов в области преобразования;
выполняют по меньшей мере компенсацию поляризации и обработку обратного теоретико-числового преобразования (INTT) для P вторых вещественнозначных сигналов в области преобразования для получения m комплекснозначных сигналов X во временной области и m комплекснозначных сигналов Y во временной области; и
выполняют восстановление фазы и декодирование m комплекснозначных сигналов X во временной области и m комплекснозначных сигналов Y во временной области для получения битовых сигналов, при этом
m и P - натуральные числа.
2. Способ по п.1, в котором P вещественнозначных сигналов содержат 4×m вещественнозначных сигналов в m режимах передачи, и когда m равно 1, это указывает на одномодовую передачу, или когда m больше 1, это указывает на многомодовую передачу.
3. Способ по п. 1 или 2, в котором выполнение по меньшей мере восстановления тактовой частоты для P первых вещественнозначных сигналов в области преобразования для получения P вторых вещественнозначных сигналов в области преобразования содержит этапы, на которых:
выполняют компенсацию хроматической дисперсии для P первых вещественнозначных сигналов в области преобразования для получения P третьих вещественнозначных сигналов в области преобразования; и
выполняют восстановление тактовой частоты для P третьих вещественнозначных сигналов в области преобразования для получения P вторых вещественнозначных сигналов в области преобразования.
m
m
m
m
x
x
y
y
4. Способ по п. 3, в котором P вещественнозначных сигналов содержат синфазный вещественнозначный сигнал I и квадратурный вещественнозначный сигнал Q в первом направлении поляризации, и синфазный вещественнозначный сигнал I и квадратурный вещественнозначный сигнал Q во втором направлении поляризации; и
выполнение компенсации хроматической дисперсии для P первых вещественнозначных сигналов в области преобразования для получения P третьих вещественнозначных сигналов в области преобразования содержит этапы, на которых:
h
h
h
h
выполняют обработку NTT для импульсной характеристики I(t) хроматической дисперсии, соответствующей синфазному вещественнозначному сигналу, и для импульсной характеристики Q(t) хроматической дисперсии, соответствующей квадратурному вещественнозначному сигналу, для получения функции I(w) выравнивания хроматической дисперсии в области преобразования, соответствующей синфазному вещественнозначному сигналу, и функции Q(w) выравнивания хроматической дисперсии в области преобразования, соответствующей квадратурному вещественнозначному сигналу;
h
h
x
x
определяют 2×m третьих вещественнозначных сигналов в области преобразования, которые находятся в P третьих вещественнозначных сигналах в области преобразования и которые находятся в первом направлении поляризации, на основе I(w), Q(w) и синфазного вещественнозначного сигнала I(w) и квадратурного вещественнозначного сигнала Q(w), которые находятся в P первых вещественнозначных сигналах в области преобразования и которые находятся в первом направлении поляризации; и
h
h
y
y
определяют 2×m третьих вещественнозначных сигналов в области преобразования, которые находятся в P третьих вещественнозначных сигналах в области преобразования и которые находятся во втором направлении поляризации, на основе I(w), Q(w) и синфазного вещественнозначного сигнала I(w) и квадратурного вещественнозначного сигнала Q(w), которые находятся в P первых вещественнозначных сигналах в области преобразования и которые находятся во втором направлении поляризации.
5. Способ по п. 4, в котором третьи вещественнозначные сигналы в области преобразования, полученные посредством компенсации хроматической дисперсии, и первые вещественнозначные сигналы в области преобразования удовлетворяют следующим требованиям:
’
x
x
h
x
h
I(w)=I(w)⋅I(w)-Q(w)⋅Q(w);
’
x
x
h
x
h
Q(w)=Q(w)⋅I(w)+I(w)⋅Q(w);
’
y
y
h
y
h
I(w)=I(w)⋅I(w)-Q(w)⋅Q(w); и
’
y
y
h
y
h
Q(w)=Q(w)⋅I(w)+I(w)⋅Q(w), при этом
x
x
y
y
x
x
y
y
’
’
’
’
I(w) представляет синфазный вещественнозначный сигнал, который находится в первых вещественнозначных сигналах в области преобразования и который находится в первом направлении поляризации, Q(w) представляет квадратурный вещественнозначный сигнал, который находится в первых вещественнозначных сигналах в области преобразования и который находится в первом направлении поляризации, I(w) представляет синфазный вещественнозначный сигнал, который находится в первых вещественнозначных сигналах в области преобразования и который находится во втором направлении поляризации, Q(w) представляет квадратурный вещественнозначный сигнал, который находится в первых вещественнозначных сигналах в области преобразования и который находится во втором направлении поляризации, I(w) представляет синфазный вещественнозначный сигнал, который находится в третьих вещественнозначных сигналах в области преобразования и который находится в первом направлении поляризации, Q(w) представляет квадратурный вещественнозначный сигнал, который находится в третьих вещественнозначных сигналах в области преобразования и который находится в первом направлении поляризации, I(w) представляет синфазный вещественнозначный сигнал, который находится в третьих вещественнозначных сигналах в области преобразования и который находится во втором направлении поляризации, а Q(w) представляет квадратурный вещественнозначный сигнал, который находится в третьих вещественнозначных сигналах в области преобразования и который находится во втором направлении поляризации.
6. Способ по п. 1, в котором выполнение по меньшей мере обработки теоретико-числового преобразования (NTT) для P вещественнозначных сигналов для получения P первых вещественнозначных сигналов в области преобразования содержит этапы, на которых:
выполняют обработку цифрового расчета обратного распространения (DBP) для P вещественнозначных сигналов для получения P десятых вещественнозначных сигналов во временной области; и
отдельно выполняют обработку NTT для P десятых вещественнозначных сигналов во временной области для получения P первых вещественнозначных сигналов в области преобразования.
7. Способ по п. 6, в котором выполнение обработки DBP для P вещественнозначных сигналов для получения P десятых вещественнозначных сигналов во временной области содержит этапы, на которых:
выполняют обработку NTT для P вещественнозначных сигналов для получения P четвертых вещественнозначных сигналов в области преобразования;
выполняют в области преобразования компенсацию хроматической дисперсии для P четвертых вещественнозначных сигналов в области преобразования для получения P пятых вещественнозначных сигналов в области преобразования;
выполняют обработку INTT для P пятых вещественнозначных сигналов в области преобразования для получения P девятых вещественнозначных сигналов во временной области; и
выполняют нелинейную компенсацию для P девятых вещественнозначных сигналов во временной области для получения P десятых вещественнозначных сигналов во временной области.
8. Способ по любому из пп. 1-7, в котором выполнение по меньшей мере компенсации поляризации и обработки обратного теоретико-числового преобразования (INTT) для P вторых вещественнозначных сигналов в области преобразования для получения m комплекснозначных сигналов X во временной области и m комплекснозначных сигналов Y во временной области содержит этапы, на которых:
выполняют компенсацию поляризации для P вторых вещественнозначных сигналов в области преобразования для получения P шестых вещественнозначных сигналов в области преобразования;
выполняют обработку INTT для P шестых вещественнозначных сигналов в области преобразования для получения P седьмых вещественнозначных сигналов во временной области; и
объединяют каждые два из 2×m седьмых вещественнозначных сигналов во временной области, которые находятся в P седьмых вещественнозначных сигналах во временной области и которые находятся в первом направлении поляризации, чтобы получить m комплекснозначных сигналов X во временной области в первом направлении поляризации, и объединяют каждые два из 2×m седьмых вещественнозначных сигналов во временной области, которые находятся в P седьмых вещественнозначных сигналах во временной области и которые находятся во втором направлении поляризации, чтобы получить m комплекснозначных сигналов Y во временной области во втором направлении поляризации.
9. Способ по п. 8, в котором выполнение компенсации поляризации для P вторых вещественнозначных сигналов в области преобразования для получения P шестых вещественнозначных сигналов в области преобразования содержит этапы, на которых:
выполняют выравнивание и деполяризацию для 2×m вторых вещественнозначных сигналов в области преобразования, которые находятся в P вторых вещественнозначных сигналах в области преобразования и которые находятся в первом направлении поляризации, чтобы получить 2×m шестых вещественнозначных сигналов в области преобразования, которые находятся в P шестых вещественнозначных сигналах в области преобразования и которые находятся в первом направлении поляризации; и
выполняют выравнивание и деполяризацию для 2×m вторых вещественнозначных сигналов в области преобразования, которые находятся в P вторых вещественнозначных сигналах в области преобразования и которые находятся во втором направлении поляризации, чтобы получить 2×m шестых вещественнозначных сигналов в области преобразования, которые находятся в P шестых вещественнозначных сигналах в области преобразования и которые находятся во втором направлении поляризации.
10. Способ по любому из пп. 1-7, в котором выполнение по меньшей мере компенсации поляризации и обработки обратного теоретико-числового преобразования (INTT) для P вторых вещественнозначных сигналов в области преобразования для получения m комплекснозначных сигналов X во временной области и m комплекснозначных сигналов Y во временной области содержит этапы, на которых:
выполняют обработку INTT для P вторых вещественнозначных сигналов в области преобразования для получения P восьмых вещественнозначных сигналов во временной области;
объединяют каждые два из 2×m восьмых вещественнозначных сигналов во временной области, которые находятся в P восьмых вещественнозначных сигналах во временной области и которые находятся в первом направлении поляризации, чтобы получить m комплекснозначных сигналов X во временной области в первом направлении поляризации, и объединяют каждые два из 2×m восьмых вещественнозначных сигналов во временной области, которые находятся в P восьмых вещественнозначных сигналах во временной области и которые находятся во втором направлении поляризации, чтобы получить m комплекснозначных сигналов Y во временной области во втором направлении поляризации; и
выполняют компенсацию поляризации во временной области для m комплекснозначных сигналов X во временной области в первом направлении поляризации и m комплекснозначных сигналов Y во временной области во втором направлении поляризации для получения m комплекснозначных сигналов X во временной области и m комплекснозначных сигналов Y во временной области, которые подверглись компенсации поляризации.
11. Устройство обработки сигналов, содержащее:
первый модуль теоретико-числового преобразования (NTT), сконфигурированный для выполнения обработки NTT для P входных сигналов для получения P первых вещественнозначных сигналов в области преобразования;
модуль восстановления тактовой частоты, сконфигурированный для выполнения восстановления тактовой частоты для P первых вещественнозначных сигналов в области преобразования или P первых вещественнозначных сигналов в области преобразования, полученных посредством компенсации хроматической дисперсии, для получения P вторых вещественнозначных сигналов в области преобразования;
модуль компенсации поляризации и первый модуль обратного теоретико-числового преобразования (INTT), сконфигурированные для обработки P вторых вещественнозначных сигналов в области преобразования для получения m комплекснозначных сигналов X во временной области и m комплекснозначных сигналов Y во временной области; и
модуль восстановления фазы и модуль декодирования, сконфигурированные для обработки m комплекснозначных сигналов X во временной области и m комплекснозначных сигналов Y во временной области для получения битовых сигналов, при этом
m и P - натуральные числа.
12. Устройство по п. 11, в котором P входных сигналов содержат 4×m вещественнозначных сигналов в m режимах передачи, и когда m равно 1, это указывает на одномодовую передачу, или когда m больше 1, это указывает на многомодовую передачу.
13. Устройство по п. 11 или 12, причем устройство дополнительно содержит:
первый модуль компенсации хроматической дисперсии, сконфигурированный для выполнения компенсации хроматической дисперсии для P первых вещественнозначных сигналов в области преобразования для получения P третьих вещественнозначных сигналов в области преобразования, при этом
модуль восстановления тактовой частоты сконфигурирован для выполнения восстановления тактовой частоты для третьего вещественнозначного сигнала для получения P вторых вещественнозначных сигналов в области преобразования.
m
m
m
m
x
x
y
y
14. Устройство по п. 13, в котором P входных сигналов содержат синфазный вещественнозначный сигнал I и квадратурный вещественнозначный сигнал Q в первом направлении поляризации, и синфазный вещественнозначный сигнал I и квадратурный вещественнозначный сигнал Q во втором направлении поляризации; и то, что первый модуль компенсации хроматической дисперсии сконфигурирован для выполнения компенсации хроматической дисперсии для P первых вещественнозначных сигналов в области преобразования для получения P третьих вещественнозначных сигналов в области преобразования, содержит следующее:
h
h
первый модуль компенсации хроматической дисперсии сконфигурирован для определения 2×m третьих вещественнозначных сигналов в области преобразования, которые находятся в P третьих вещественнозначных сигналах в области преобразования и которые находятся в первом направлении поляризации, на основе функции I(w) выравнивания хроматической дисперсии в области преобразования, соответствующей синфазному вещественнозначному сигналу, функции Q(w) выравнивания хроматической дисперсии в области преобразования, соответствующей квадратурному вещественнозначному сигналу, и синфазного вещественнозначного сигнала и квадратурного вещественнозначного сигнала, которые находятся в P первых вещественнозначных сигналах в области преобразования и которые находятся в первом направлении поляризации; и
h
h
первый модуль компенсации хроматической дисперсии сконфигурирован для определения 2×m третьих вещественнозначных сигналов в области преобразования, которые находятся в P третьих вещественнозначных сигналах в области преобразования и которые находятся во втором направлении поляризации, на основе I(w), Q(w) и синфазного вещественнозначного сигнала и квадратурного вещественнозначного сигнала, которые находятся в P первых вещественнозначных сигналах в области преобразования и которые находятся во втором направлении поляризации, при этом
h
h
h
h
I(w) и Q(w) получаются путем выполнения обработки NTT для импульсной характеристики I(t) хроматической дисперсии, соответствующей синфазному вещественнозначному сигналу, и для импульсной характеристики Q(t) хроматической дисперсии, соответствующей квадратурному вещественнозначному сигналу, соответственно.
15. Устройство по п. 14, в котором третьи вещественнозначные сигналы в области преобразования, полученные посредством компенсации хроматической дисперсии, и первые вещественнозначные сигналы в области преобразования удовлетворяют следующим требованиям:
’
x
x
h
x
h
I(w)=I(w)⋅I(w)-Q(w)⋅Q(w);
’
x
x
h
x
h
Q(w)=Q(w)⋅I(w)+I(w)⋅Q(w);
’
y
y
h
y
h
I(w)=I(w)⋅I(w)-Q(w)⋅Q(w); и
’
y
y
h
y
h
Q(w)=Q(w)⋅I(w)+I(w)⋅Q(w), при этом
x
x
y
y
x
x
y
y
’
’
’
’
I(w) представляет синфазный вещественнозначный сигнал, который находится в первых вещественнозначных сигналах в области преобразования и который находится в первом направлении поляризации, Q(w) представляет квадратурный вещественнозначный сигнал, который находится в первых вещественнозначных сигналах в области преобразования и который находится в первом направлении поляризации, I(w) представляет синфазный вещественнозначный сигнал, который находится в первых вещественнозначных сигналах в области преобразования и который находится во втором направлении поляризации, Q(w) представляет квадратурный вещественнозначный сигнал, который находится в первых вещественнозначных сигналах в области преобразования и который находится во втором направлении поляризации, I(w) представляет синфазный вещественнозначный сигнал, который находится в третьих вещественнозначных сигналах в области преобразования и который находится в первом направлении поляризации, Q(w) представляет квадратурный вещественнозначный сигнал, который находится в третьих вещественнозначных сигналах в области преобразования и который находится в первом направлении поляризации, I(w) представляет синфазный вещественнозначный сигнал, который находится в третьих вещественнозначных сигналах в области преобразования и который находится во втором направлении поляризации, а Q(w) представляет квадратурный вещественнозначный сигнал, который находится в третьих вещественнозначных сигналах в области преобразования и который находится во втором направлении поляризации.
16. Устройство по любому из пп. 13-15, в котором первый модуль компенсации хроматической дисперсии содержит третий модуль NTT, модуль объединения и модуль умножения; причем третий модуль NTT сконфигурирован для выполнения обработки NTT для импульсной характеристики хроматической дисперсии во временной области для получения функции выравнивания хроматической дисперсии и выполнения обработки NTT для P первых вещественнозначных сигналов в области преобразования; причем модуль умножения сконфигурирован для умножения функции выравнивания хроматической дисперсии на P первых вещественнозначных сигналов в области преобразования, полученных посредством обработки NTT; и модуль объединения сконфигурирован для объединения сигналов, полученных посредством обработки модулем умножения.
17. Устройство по п.16, в котором P входных сигналов содержат P десятых вещественнозначных сигналов во временной области; и
устройство дополнительно содержит:
модуль цифрового расчета обратного распространения (DBP), сконфигурированный для выполнения обработки DBP для P цифровых сигналов для получения P десятых вещественнозначных сигналов во временной области.
18. Устройство по п. 17, в котором модуль DBP последовательно содержит:
второй модуль NTT, второй модуль компенсации хроматической дисперсии, второй модуль INTT и модуль нелинейной компенсации, причем
то, что модуль DBP сконфигурирован для выполнения обработки DBP для P цифровых сигналов для получения P десятых вещественнозначных сигналов во временной области, содержит следующее:
второй модуль NTT сконфигурирован для выполнения обработки NTT для P цифровых сигналов для получения P четвертых вещественнозначных сигналов в области преобразования;
второй модуль компенсации хроматической дисперсии сконфигурирован для выполнения в области преобразования компенсации хроматической дисперсии для P четвертых вещественнозначных сигналов в области преобразования для получения P пятых вещественнозначных сигналов в области преобразования;
второй модуль INTT сконфигурирован для выполнения обработки INTT для P пятых вещественнозначных сигналов в области преобразования для получения P девятых вещественнозначных сигналов во временной области; и
модуль нелинейной компенсации сконфигурирован для выполнения нелинейной компенсации для P девятых вещественнозначных сигналов во временной области для получения P десятых вещественнозначных сигналов во временной области.
19. Устройство по любому из пп. 14-18, при этом устройство дополнительно содержит:
модуль объединения, при этом
модуль компенсации поляризации сконфигурирован для выполнения компенсации поляризации для P вторых вещественнозначных сигналов в области преобразования для получения P шестых вещественнозначных сигналов в области преобразования;
первый модуль INTT сконфигурирован для выполнения обработки INTT для P шестых вещественнозначных сигналов в области преобразования для получения P седьмых вещественнозначных сигналов во временной области; и
модуль объединения сконфигурирован для объединения каждых двух из 2×m седьмых вещественнозначных сигналов во временной области, которые находятся в P седьмых вещественнозначных сигналах во временной области и которые находятся в первом направлении поляризации, чтобы получить m комплекснозначных сигналов X во временной области в первом направлении поляризации; и
объединения каждых двух из 2×m седьмых вещественнозначных сигналов во временной области, которые находятся в P седьмых вещественнозначных сигналах во временной области и которые находятся во втором направлении поляризации, чтобы получить m комплекснозначных сигналов Y во временной области во втором направлении поляризации.
20. Устройство по п.19, в котором модуль компенсации поляризации содержит первый фильтр типа бабочка и второй фильтр типа бабочка;
первый фильтр типа бабочка сконфигурирован для выполнения выравнивания и деполяризации для 2×m вторых вещественнозначных сигналов в области преобразования, которые находятся в P вторых вещественнозначных сигналах в области преобразования и которые находятся в первом направлении поляризации, чтобы получить 2×m шестых вещественнозначных сигналов в области преобразования, которые находятся в P шестых вещественнозначных сигналах в области преобразования и которые находятся в первом направлении поляризации; и
второй фильтр типа бабочка сконфигурирован для выполнения выравнивания и деполяризации для 2×m вторых вещественнозначных сигналов в области преобразования, которые находятся в P вторых вещественнозначных сигналах в области преобразования и которые находятся во втором направлении поляризации, чтобы получить 2×m шестых вещественнозначных сигналов в области преобразования, которые находятся в P шестых вещественнозначных сигналах в области преобразования и которые находятся во втором направлении поляризации.
21. Устройство по любому из пп. 14-18, при этом устройство дополнительно содержит:
модуль объединения, при этом
первый модуль обратного теоретико-числового преобразования (INTT) сконфигурирован для выполнения обработки INTT для P вторых вещественнозначных сигналов в области преобразования для получения P восьмых вещественнозначных сигналов во временной области;
модуль объединения сконфигурирован для объединения каждых двух из 2×m восьмых вещественнозначных сигналов во временной области, которые находятся в P восьмых вещественнозначных сигналах во временной области и которые находятся в первом направлении поляризации, чтобы получить m комплекснозначных сигналов X во временной области в первом направлении поляризации; и
объединения каждых двух из 2×m восьмых вещественнозначных сигналов во временной области, которые находятся в P восьмых вещественнозначных сигналах во временной области и которые находятся во втором направлении поляризации, чтобы получить m комплекснозначных сигналов Y во временной области во втором направлении поляризации; и
модуль компенсации поляризации сконфигурирован для выполнения компенсации поляризации во временной области для m комплекснозначных сигналов X и m комплекснозначных сигналов Y.
22. Устройство по п. 21, в котором модуль компенсации поляризации содержит третий фильтр типа бабочка; и третий фильтр типа бабочка сконфигурирован для выполнения компенсации поляризации во временной области для m комплекснозначных сигналов X во временной области в первом направлении поляризации и m комплекснозначных сигналов Y во временной области во втором направлении поляризации, чтобы получить m комплекснозначных сигналов X во временной области и m комплекснозначных сигналов Y во временной области, которые подверглись компенсации поляризации.
23. Когерентный приемник, содержащий: устройство по любому из пп. 11-22, поляризационный светоделитель, смеситель частот, фотоэлектрический детектор и аналого-цифровой преобразователь, причем поляризационный светоделитель сконфигурирован для получения сигналов в двух направлениях поляризации, смеситель частот сконфигурирован для выполнения обработки смешения частот для сигналов с одинаковым направлением поляризации среди сигналов в двух направлениях поляризации, которые выводятся поляризационным светоделителем, фотоэлектрический детектор сконфигурирован для преобразования силы оптического сигнала, выводимого смесителем частот, в силу электрического сигнала, и аналого-цифровой преобразователь сконфигурирован для выполнения аналого-цифрового преобразования для сигнала, выводимого фотоэлектрическим детектором.
24. Микросхема, содержащая интерфейс связи, память и процессор, при этом память сконфигурирована для хранения компьютерной программы, а процессор сконфигурирован для чтения и исполнения компьютерной программы, хранящейся в памяти, так что микросхема реализует способ по любому из пп. 1-10.
25. Устройство обработки сигналов, содержащее: процессор и интерфейс связи, при этом процессор соединен с памятью с помощью интерфейса связи, и процессор сконфигурирован для исполнения программного кода в памяти, чтобы реализовывать способ по любому из пп. 1-10.
26. Компьютерно-читаемый запоминающий носитель, содержащий: компьютерно-читаемый запоминающий носитель хранит компьютерную программу; и когда компьютерная программа выполняется на компьютере, компьютер выполнен с возможностью выполнять способ по любому из пп. 1-10.