專利名稱：光接收裝置和數(shù)字接收電路的制作方法
光接收裝置和數(shù)字接收電路技術(shù)領(lǐng)域本文所討論的實(shí)施方式涉及接收信號光的光接收裝置和數(shù)字接收電路。
背景技術(shù)：
在常規(guī)的光通信中通常使用直接檢波方案，所述直接檢波方案利用 光強(qiáng)度的開/關(guān)來進(jìn)行通信。然而，隨著近年來因特網(wǎng)的普及，尤其在骨 干光通信系統(tǒng)中需要傳輸容量更大的通信方案，并且已經(jīng)開始關(guān)注將具 有比直接檢波方案更高的接收靈敏性的光相干接收方案與數(shù)字信號處理技術(shù)組合起來的數(shù)字相干接收方案(例如，參見Liu， Xiang， "DSP-Enhanced Differential Direct-Detection for DQPSK and m-ary DPSK"， European Conference on Optical Communication (ECOC) 2007， 7.2.1; and Ly-Gagnon， Dany-Sebastien; Tsukamoto， Satoshi; Katoh， Kazuhiro; andKikuchi， Kazuro， Member, IEEE， Member, OSA， "Coherent Detection of Optical Quadrature Phase-Shift Keying Signals With Carrier Phase Estimation", JOURNAL OF LIGHTWAVE TECHNOLOGY, Vol. 24， No.l， January 2006， pp. 12-21)。數(shù)字相干接收方案為如下這樣一種方案將接收到的光信號和參考 光相組合以將接收到的光信號的強(qiáng)度和相位信息轉(zhuǎn)換為可提取的信號，通過模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC)將該信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，從轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號中提取光信號的強(qiáng)度和相位信息，并對提取出的信號進(jìn)行數(shù)字信 號處理，由此來對接收信號進(jìn)行解調(diào)。作為參考光，可以使用延遲了一 個(gè)碼元時(shí)間的接收信號，或者可以使用從設(shè)置在接收側(cè)的另一激光器輸 出的光(本地光)。數(shù)字相干接收的特征在于由于使用數(shù)字信號處理技術(shù)來補(bǔ)償接收6信號與參考光之間的相位差，而無需進(jìn)行接收光信號與參考光的光相位 同步，因此，與常規(guī)的相干接收方案相比，不需要對參考光進(jìn)行高精度 的相位控制。此外，由于能夠獲取表示接收光信號的光電場的振幅和相 位這二者的信息作為電信號，因此可以通過電均衡濾波器來進(jìn)行高精度 的波形失真補(bǔ)償。作為使用數(shù)字相干光接收時(shí)的調(diào)制方案，通過相同的接收機(jī)結(jié)構(gòu)， 不僅可以實(shí)現(xiàn)以強(qiáng)度調(diào)制為代表的二進(jìn)制調(diào)制方案，而且可以實(shí)現(xiàn)多進(jìn)制相移鍵控(MPSK)，例如差分四相相移鍵控(DQPSK)或正交幅度調(diào) 制(QAM)。作為數(shù)字信號處理電路中恢復(fù)時(shí)鐘的一般方法，可以考慮兩種方法。 當(dāng)將時(shí)鐘恢復(fù)單元設(shè)置在數(shù)字信號處理電路中的波形失真補(bǔ)償器的上游 側(cè)時(shí)，因?yàn)樵诓ㄐ问д嫜a(bǔ)償器的上游側(cè)的信號具有失真波形，所以在失 真比較嚴(yán)重時(shí)，有時(shí)無法恢復(fù)采樣時(shí)鐘信號。因此，ADC就不能進(jìn)行數(shù) 字轉(zhuǎn)換。即使可以恢復(fù)時(shí)鐘信號，但由于所恢復(fù)的時(shí)鐘信號的質(zhì)量較差，因 此ADC中的數(shù)字轉(zhuǎn)換的精度下降。相反，可以考慮將時(shí)鐘恢復(fù)單元設(shè)置 在數(shù)字信號處理電路的波形失真補(bǔ)償器的下游側(cè)；然而，恢復(fù)的時(shí)鐘信 號到達(dá)ADC的環(huán)路延遲增大。因此，存在時(shí)鐘信號質(zhì)量較差并且數(shù)字轉(zhuǎn) 換精度降低的問題。發(fā)明內(nèi)容實(shí)施方式的一個(gè)方面的目的在于至少解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述問題。 根據(jù)實(shí)施方式的一個(gè)方面，光接收裝置包括組合單元，其組合信 號光和參考光；光電轉(zhuǎn)換單元，其將能夠重構(gòu)由所述組合單元獲得的信 號光的復(fù)數(shù)電場信號的兩個(gè)或更多個(gè)光信號轉(zhuǎn)換為電信號；以及采樣時(shí) 鐘產(chǎn)生單元，其產(chǎn)生采樣時(shí)鐘，所述采樣時(shí)鐘具有基于所述信號光的碼 率(symbolic rate)而預(yù)設(shè)的頻率并且與所述信號光異步。所述光接收裝 置還包括數(shù)字轉(zhuǎn)換單元，其按照所述采樣時(shí)鐘信號的頻率對由所述光 電轉(zhuǎn)換單元獲得的電信號進(jìn)行采樣，并將所述電信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號；以及數(shù)字信號處理單元，其基于從由所述數(shù)字轉(zhuǎn)換單元獲得的數(shù)字信號 而獲得的復(fù)數(shù)數(shù)字信號，對接收的信號進(jìn)行解調(diào)。本發(fā)明的目的和優(yōu)點(diǎn)可以通過在權(quán)利要求中具體指出的要素及組合 來實(shí)現(xiàn)并獲得。應(yīng)當(dāng)明白，以上一般性描述和以下詳細(xì)描述都只是示例性和說明性 的，不是對如權(quán)利要求所述的本發(fā)明的限制。


圖1是根據(jù)第一實(shí)施方式的光接收裝置的框圖； 圖2是圖1所示的90。相位混合電路的概念圖； 圖3是圖1所示的采樣單元的示例的框圖； 圖4是由采樣單元進(jìn)行的采樣的曲線圖； 圖5是圖3所示的抽取/內(nèi)插單元的第一示例的框圖； 圖6是圖3所示的2x(N/4):l下采樣單元的第一示例的框圖； 圖7是由圖5所示的觸發(fā)器(FF)電路進(jìn)行的重定時(shí)的曲線圖； 圖8是來自數(shù)字信號處理電路中的各單元的輸出的圖； 圖9是圖3所示的抽取/內(nèi)插單元的第二示例的框圖； 圖10是圖9所示的抽取/內(nèi)插單元的變型例的框圖； 圖11是圖3所示的2x(N/4):l下采樣單元312的第二示例的框圖； 圖12是由圖11所示的2x(N/4):l下采樣單元進(jìn)行的下釆樣的曲線圖； 圖13是圖3所示的抽取/內(nèi)插單元的第三示例的框圖； 圖14是圖3所示的數(shù)字信號處理電路的變型例的框圖； 圖15是由采樣單元進(jìn)行的采樣的另一曲線圖； 圖16是來自數(shù)字信號處理電路中的各單元的輸出的另一圖； 圖17是根據(jù)第二實(shí)施方式的光接收裝置的框圖； 圖18是圖17所示的光接收裝置的變型例的框圖； 圖19是根據(jù)第三實(shí)施方式的光接收裝置的框圖； 圖20是圖19所示的偏振分集混合電路(polarization diversity hybrid circuit)的概念圖；圖21是根據(jù)第四實(shí)施方式的光接收裝置的框圖；以及圖22是圖21所示的光接收裝置的變型例的框圖。
具體實(shí)施方式
下面將參照附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行說明。圖1是根據(jù)第一實(shí)施方式的光接收裝置的框圖。如圖1所示，根據(jù) 第一實(shí)施方式的光接收裝置100包括本地振蕩器110、 90。相位混合電路 120、光電(O/E)轉(zhuǎn)換器131、 0/E轉(zhuǎn)換器132、自運(yùn)行采樣觸發(fā)源140、 ADC 151、 ADC 152以及數(shù)字信號處理電路160。光接收裝置100采用使用90。相位混合電路120的相干方案。本地振 蕩器110、卯。相位混合電路120、 O/E轉(zhuǎn)換器131以及0/E轉(zhuǎn)換器132 形成0/E轉(zhuǎn)換單元，該0/E轉(zhuǎn)換單元將接收的信號光與參考光混合，并 對能夠重構(gòu)通過將接收光信號與參考光混合而獲得的信號光的復(fù)數(shù)電場 信號的兩個(gè)或更多個(gè)光信號進(jìn)行轉(zhuǎn)換。具體而言，本地振蕩器110、 90。相位混合電路120、 0/E轉(zhuǎn)換器131 以及O/E轉(zhuǎn)換器132將如下的信號轉(zhuǎn)換成電信號接收信號光中的具有 與本地振蕩器輸出光的相位相同的分量的光信號、和使用從本地振蕩器 輸出光的相位相移了90。的光作為基準(zhǔn)的光信號，即，表示接收信號的復(fù) 數(shù)電場的信號。從本地振蕩器110輸出的本地光輸入到90。相位混合電路 120。90。相位混合電路120接收該接收信號光和從本地振蕩器110輸出的 本地光(參考光)。90。相位混合電路120使用所輸入的本地光來提取所 輸入的信號光的復(fù)數(shù)電場。90°相位混合電路120將具有與提取出的復(fù)數(shù)電場的實(shí)部對應(yīng)的強(qiáng)度 的光(I分量)輸出到0/E轉(zhuǎn)換器131。卯°相位混合電路120將具有與提 取出的復(fù)數(shù)電場的虛部對應(yīng)的強(qiáng)度的光(Q分量)輸出到O/E轉(zhuǎn)換器132。0/E轉(zhuǎn)換器131接收從90。相位混合電路120輸出的光，并將與接收 光的強(qiáng)度對應(yīng)的電信號輸出到ADC 151 。 0/E轉(zhuǎn)換器132接收從90°相位 混合電路120輸出的光，并將與接收光的強(qiáng)度對應(yīng)的電信號輸出到ADC152。 0/E轉(zhuǎn)換器131和0/E轉(zhuǎn)換器132例如是光電二極管(PD)。自運(yùn)行采樣觸發(fā)源140是自運(yùn)行采樣時(shí)鐘產(chǎn)生單元，其振蕩出確定 采樣定時(shí)的時(shí)鐘信號。自運(yùn)行采樣觸發(fā)源140將振蕩出的時(shí)鐘信號分別 向ADC151和ADC152輸出。該時(shí)鐘信號為與信號光異步的信號。將光 接收裝置100所接收的信號光的碼率確定為Fc。將自運(yùn)行采樣觸發(fā)源140 所振蕩出的時(shí)鐘信號的頻率確定為采樣頻率Fs。采樣頻率Fs是基于信號碼率Fc而預(yù)先設(shè)定的。具體而言，將采樣 頻率Fs設(shè)定為與信號碼率Fc的二分之一的整數(shù)倍Fc/2xN(N二1、2、3...) 接近的值。不過，由于自運(yùn)行采樣觸發(fā)源140的時(shí)鐘信號為自運(yùn)行方式， 因此采樣頻率Fs為信號碼率Fc的二分之一的整數(shù)倍Fc/2xN+a (a邦，a 的絕對值小于Fc/2xN)。ADC 151是按照從自運(yùn)行采樣觸發(fā)源140輸出的時(shí)鐘信號的定時(shí)對 從0/E轉(zhuǎn)換器131輸出的電信號進(jìn)行包括釆樣的數(shù)字轉(zhuǎn)換的數(shù)字轉(zhuǎn)換單 元。ADC 152是按照從自運(yùn)行采樣觸發(fā)源140輸出的時(shí)鐘信號的定時(shí)對 從O/E轉(zhuǎn)換器132輸出的電信號進(jìn)行包括采樣的數(shù)字轉(zhuǎn)換的數(shù)字轉(zhuǎn)換單 元。具體而言，ADC 151和ADC 152分別按照來自自運(yùn)行采樣觸發(fā)源140 的時(shí)鐘信號的定時(shí)來對電信號進(jìn)行采樣，并對各個(gè)采樣到的信號進(jìn)行量 化，由此來執(zhí)行數(shù)字轉(zhuǎn)換。ADC151和ADC152分別向數(shù)字信號處理電 路160輸出經(jīng)過數(shù)字轉(zhuǎn)換的數(shù)字信號。在以下說明中，將通過數(shù)字信號 或通過重構(gòu)數(shù)字信號而獲得的接收信號的電場信息稱為復(fù)數(shù)數(shù)字信號。數(shù)字信號處理電路160對從ADC 151和ADC 152輸出的各數(shù)字信號 進(jìn)行數(shù)字處理。數(shù)字信號處理電路160包括波形失真補(bǔ)償器161、相位差 檢測器162、采樣單元163和解調(diào)器164。數(shù)字信號處理電路160是數(shù)字 電路，例如中央處理單元(CPU)。在數(shù)字信號處理電路160中，分別處理分別從ADC 151和ADC 152 作為信號I或信號Q而輸入的各數(shù)字信號，不過，將信號I和信號Q作 為一個(gè)復(fù)數(shù)數(shù)字信號來處理。波形失真補(bǔ)償器161使用從ADC 151和ADC 152輸出的復(fù)數(shù)數(shù)字信號，基于數(shù)字信號處理對接收光信號進(jìn)行波形失真補(bǔ)償。波形失真補(bǔ)償器161例如執(zhí)行波長色散補(bǔ)償或偏振模色散(PMD)補(bǔ)償。波形失真補(bǔ) 償器161分別向相位差檢測器162和采樣單元163輸出波長經(jīng)過了失真 補(bǔ)償?shù)膹?fù)數(shù)數(shù)字信號。相位差檢測器162根據(jù)從波形失真補(bǔ)償器161輸出的復(fù)數(shù)數(shù)字信號 來檢測接收的信號光與從自運(yùn)行采樣觸發(fā)源140輸出的時(shí)鐘信號之間的 相位差。例如，相位差檢測器162可以通過監(jiān)視從波形失真補(bǔ)償器161 輸出的復(fù)數(shù)數(shù)字信號的強(qiáng)度變化，來檢測接收的信號光與來自自運(yùn)行采 樣觸發(fā)源140的時(shí)鐘信號之間的相位差。具體而言，當(dāng)復(fù)數(shù)數(shù)字信號的強(qiáng)度為常數(shù)時(shí)，相位差檢測器162確 定在信號光與時(shí)鐘信號之間不存在相位差。當(dāng)復(fù)數(shù)數(shù)字信號的強(qiáng)度變化 劇烈時(shí)，相位差檢測器162確定信號光與時(shí)鐘信號之間的相位差很大。 相位差檢測器162將表示所檢測到的相位差的信號輸出給采樣單元163。關(guān)于由相位差檢測器162進(jìn)行的相位比較的詳細(xì)情況，例如可以參 考"Modified Gardner Detector"， 正EE TRANSACTIONS ON COMMUNICATIONS, Vol.52， No.10, October 2004， A Modified Gardner Detector for Symbol Timing Recovery of M陽PSK Signals 。采樣單元163按照頻率Fc/2xN (信號碼率Fc的二分之一的整數(shù)倍) 對從波形失真補(bǔ)償器161輸出的復(fù)數(shù)數(shù)字信號進(jìn)行采樣。具體而言，采 樣單元163根據(jù)從相位差檢測器162輸出的信號所表示的相位差和預(yù)設(shè) 的采樣頻率Fs，來計(jì)算頻率Fc/2xN。采樣單元163利用計(jì)算出的頻率Fc/2xN來采樣復(fù)數(shù)數(shù)字信號。采樣 單元163按所采樣的復(fù)數(shù)數(shù)字信號的頻率為Fc (采樣率)的方式來進(jìn)行 下采樣，并將結(jié)果信號輸出給解調(diào)器164。解調(diào)器164根據(jù)從采樣單元 163輸出的復(fù)數(shù)數(shù)字信號對接收信號進(jìn)行解調(diào)。解調(diào)器164例如補(bǔ)償信號 光與本地光之間的相位滯后或頻率偏移，從而對接收信號進(jìn)行解調(diào)并向 外部目的地輸出通過解調(diào)而獲得的數(shù)據(jù)。盡管這里說明了光接收裝置100包括本地振蕩器110的結(jié)構(gòu)，不過 也可以采用光接收裝置100自身不包括本地振蕩器110的結(jié)構(gòu)。例如，ii光接收裝置100可以與外部的本地振蕩器連接，并且90。相位混合電路 120可以使用來自外部的本地振蕩器的本地光來提取信號光中的復(fù)數(shù)電場。圖2是圖1所示的90。相位混合電路的概念圖。如圖2所示，90°相 位混合電路120包括分支單元211、分支單元212、 90°相移單元220、干 涉單元231以及干涉單元232。分支單元211接收來自外部源的信號光。 分支單元211對所接收到的信號光進(jìn)行分支并將其分別輸出到干涉單元 231和干涉單元232。分支單元212接收來自本地振蕩器110的本地光。分支單元212對 所接收到的本地光進(jìn)行分支并將其分別輸出到干涉單元231和90。相移單 元220。90。相移單元220使從分支單元212輸出的本地光的相位偏移90°， 并將相移后的本地光輸出到干涉單元232。干涉單元231使從分支單元211輸出的信號光與從分支單元212輸 出的本地光彼此干涉。干涉單元231向O/E轉(zhuǎn)換器131輸出由干涉得到 的光，作為信號I。干涉單元232使從分支單元211輸出的信號光與從90° 相移單元220輸出的本地光彼此干涉。干涉單元232向O/E轉(zhuǎn)換器132 輸出由干涉得到的光，作為信號Q。圖3是圖1所示的采樣單元的示例的框圖。在圖3中，對與圖1所 示的部件相同的部件賦予相同的標(biāo)號，并省略對其的描述。如圖3所示， 采樣單元163包括抽取/內(nèi)插單元311和2x(N/4):l下采樣單元312。抽取 /內(nèi)插單元311從由波形失真補(bǔ)償器161輸出的復(fù)數(shù)數(shù)字信號中間除信號， 或?qū)⑿盘柌迦氲綇?fù)數(shù)數(shù)字信號中，以將復(fù)數(shù)數(shù)字信號的頻率設(shè)定為接收 信號的碼率Fc的二分之一的整數(shù)倍Fc/2xN。這里，N等于4。在這種情況下，將由自運(yùn)行采樣觸發(fā)源140振蕩出 的時(shí)鐘信號設(shè)定為Fc/2xN+a=Fcx2+a。抽取/內(nèi)插單元311將從波形失 真補(bǔ)償器161輸出的具有頻率Fc/2xN+a二Fcx2+a的復(fù)數(shù)數(shù)字信號設(shè)定 為具有頻率Fcx2=Fcx2。抽取/內(nèi)插單元311向2x(N/4):l下采樣單元312輸出被設(shè)定為具有頻 率Fcx2的復(fù)數(shù)數(shù)字信號。2x(N/4):l下采樣單元312對從抽取/內(nèi)插單元311輸出的復(fù)數(shù)數(shù)字信號進(jìn)行下采樣，以將復(fù)數(shù)數(shù)字信號的頻率設(shè)定為接 收信號的碼率Fc。 2x(N/4):l下采樣單元312將經(jīng)過下采樣的復(fù)數(shù)數(shù)字信 號輸出到解調(diào)器164。通常，2x(N/4):l下采樣單元312對從抽取/內(nèi)插單元311輸出的復(fù)數(shù) 數(shù)字信號的頻率進(jìn)行下采樣，以使其具有信號碼率。2x(N/4):l下采樣單 元312是進(jìn)行下采樣來提供信號碼率的電路。不過，當(dāng)解調(diào)器具有進(jìn)行 下采樣來提供碼率的功能時(shí)，2x(N/4):l下采樣單元312可以是進(jìn)行下采 樣來提供碼率Fc/2xM (M為整數(shù))的電路。圖4是由采樣單元進(jìn)行的采樣的曲線圖。在圖4中，橫軸表示時(shí)間。 為了便于說明，縱軸表示所要接收的信號光的光強(qiáng)度?？梢詮膹?fù)數(shù)數(shù)字 信號基于信號12+信號()2來計(jì)算光強(qiáng)度。波形411表示在由ADC進(jìn)行量 化之前的接收信號光的強(qiáng)度波形。如波形411所示，在本示例中，所要 接收的信號光是歸零(RZ)脈沖信號光。為了便于說明而提供RZ脈沖， 也可以使用非歸零(NRZ)信號。波形411上的黑色和白色方塊表示由ADC 151或ADC 152采樣的量 化數(shù)據(jù)。黑色方塊表示偶數(shù)位的量化數(shù)據(jù)，白色方塊表示奇數(shù)位的量化 數(shù)據(jù)。波形412表示從ADC151或ADC152輸出的復(fù)數(shù)數(shù)字信號。波形 412是矩形波，其中，由黑色或白色方塊表示的量化數(shù)據(jù)標(biāo)記各個(gè)上升部 分/下降部分。假設(shè)采樣頻率Fs為信號碼率Fc的兩倍，即Fs=Fcx2+a (N=4， a =0)，對波形411的每個(gè)碼元采樣兩個(gè)量化數(shù)據(jù)項(xiàng)(由黑色和白色方塊 表示)。這里，描述這樣一個(gè)示例采樣頻率Fs略微高于信號頻率Fc的兩 倍，即Fs二Fcx2+a (N=4， a>0)的示例。在該示例中，由于波形412 的頻率Fs比波形411的頻率的兩倍Fcx2略高出a,因此量化數(shù)據(jù)(由黑 色和白色方塊表示)的相位相對于波形411逐漸偏移。因此，在波形411的一個(gè)碼元內(nèi)釆樣各量化數(shù)據(jù)中的量化數(shù)據(jù)項(xiàng)421 至423。在波形411的一個(gè)碼元內(nèi)同樣采樣量化數(shù)據(jù)項(xiàng)431至433以及量 化數(shù)據(jù)項(xiàng)441至443 (未示出量化數(shù)據(jù)項(xiàng)443)。通過這種方式，按照與頻率Fc/2xN和采樣頻率Fs之間的差a對應(yīng)的頻率，出現(xiàn)在波形411的 一個(gè)碼元內(nèi)采樣三個(gè)量化數(shù)據(jù)項(xiàng)的狀態(tài)。抽取/內(nèi)插單元311以頻率a從量化數(shù)據(jù)中間除量化數(shù)據(jù)項(xiàng)。由抽取/ 內(nèi)插單元311抽取了量化數(shù)據(jù)項(xiàng)的復(fù)數(shù)數(shù)字信號(波形412)的頻率為 Fcx2。 2x(N/4):l下采樣單元312在由抽取/內(nèi)插單元311抽取了量化數(shù)據(jù) 項(xiàng)的復(fù)數(shù)數(shù)字信號(波形412)中取出偶數(shù)位和奇數(shù)位，由此進(jìn)行下采樣。這里，如波形412中的黑色和白色方塊所示，其中，偶數(shù)位的量化 數(shù)據(jù)(黑色方塊)低于奇數(shù)位的量化數(shù)據(jù)(白色方塊)的時(shí)段T1、T3、... 和其中偶數(shù)位的量化數(shù)據(jù)(黑色方塊)高于奇數(shù)位的量化數(shù)據(jù)(白色方 塊)的時(shí)段T2、 T4、…相互交替。2x(N/4):l下采樣單元312在時(shí)段T1、 T3、...中采樣奇數(shù)位的量化數(shù)據(jù)。2x(N/4):l下采樣單元312在時(shí)段T2、 T4、...中采樣偶數(shù)位的量化數(shù) 據(jù)。結(jié)果，由2x(N/4):l下釆樣單元312下采樣得到的復(fù)數(shù)數(shù)字信號的頻 率為Fc，這是由抽取/內(nèi)插單元311抽取了量化數(shù)據(jù)項(xiàng)的復(fù)數(shù)數(shù)字信號的 頻率的二分之一。圖5是圖3所示的抽取/內(nèi)插單元的第一示例的框圖。如圖5所示， 抽取/內(nèi)插單元311包括頻率計(jì)算器510、數(shù)字控制振蕩器(DCO) 520 以及FF電路530。頻率計(jì)算器510例如利用式1，根據(jù)從相位差檢測器162輸出的信號 所表示的相位差的變化(微分)、A相位差[md]以及采樣頻率Fs，來計(jì)算 作為信號頻率Fc的二分之一的整數(shù)倍的頻率Fc/2xN。Fc/2xN=Fsx(l-A相位差/2兀) (1)頻率計(jì)算器510向DCO 520輸出表示計(jì)算出的頻率Fc/2xN的信號。 DCO 520振蕩出頻率為由從頻率計(jì)算器510輸出的信號表示的頻率 Fc/2xN的時(shí)鐘信號，并將該時(shí)鐘信號輸出到FF電路530。FF電路530以頻率Fc/2xN對從波形失真補(bǔ)償器161輸出的復(fù)數(shù)數(shù) 字信號進(jìn)行重定時(shí)。具體而言，F(xiàn)F電路530鎖存從波形失真補(bǔ)償器161 輸出的復(fù)數(shù)數(shù)字信號，并按照從DCO 520輸出的時(shí)鐘信號的定時(shí)向 2x(N/4):l下采樣單元312輸出所鎖存的復(fù)數(shù)數(shù)字信號。14由于ct>0,因此在從波形失真補(bǔ)償器161向FF電路530輸入的頻率 為Fc/2xN+a的復(fù)數(shù)數(shù)字信號中，按頻率a產(chǎn)生被覆寫而未從FF電路 530輸出的數(shù)據(jù)。因此，按頻率a抽取數(shù)據(jù)。當(dāng)aO時(shí)，按頻率a產(chǎn)生 在被FF電路530鎖存期間輸出兩次的數(shù)據(jù)。因此按頻率a插入數(shù)據(jù)。圖6是圖3所示的2x(N/4):l下采樣單元的第一示例的框圖。將說明 執(zhí)行N二4、即執(zhí)行2:1下采樣的示例。如圖6所示，2x(N/4):l下釆樣單 元312包括1:2分離器(1:2DEMUX)610、強(qiáng)度計(jì)算器(Abs(I+jQ)2) 621、 強(qiáng)度計(jì)算器622、平均單元631、平均單元632以及選擇器640。 1:2分離 器610對從抽取/內(nèi)插單元311輸出的復(fù)數(shù)數(shù)字信號進(jìn)行時(shí)間分離，以獲 得具有信號碼率Fc的復(fù)數(shù)數(shù)字信號。具體而言，1:2分離器610向選擇器640和強(qiáng)度計(jì)算器621輸出從抽 取/內(nèi)插單元311輸出的復(fù)數(shù)數(shù)字信號中的奇數(shù)位的量化數(shù)據(jù)A。 1:2分離 器610還向選擇器640和強(qiáng)度計(jì)算器622輸出從抽取/內(nèi)插單元311輸出 的復(fù)數(shù)數(shù)字信號中的偶數(shù)位的量化數(shù)據(jù)B。強(qiáng)度計(jì)算器621計(jì)算從1:2分離器610輸出的奇數(shù)位的量化數(shù)據(jù) (I.jQ)的絕對值的平方，作為強(qiáng)度。強(qiáng)度計(jì)算器621將計(jì)算出的值輸出 到平均單元631。強(qiáng)度計(jì)算器622計(jì)算從1:2分離器610輸出的偶數(shù)位的 量化數(shù)據(jù)(I.jQ)的絕對值的平方，作為強(qiáng)度。強(qiáng)度計(jì)算器622將計(jì)算出 的值輸出到平均單元632。平均單元631將從強(qiáng)度計(jì)算器621輸出的值的平均值a (時(shí)間平均) 輸出到選擇器640。平均單元632將從強(qiáng)度計(jì)算器622輸出的值的平均值 b (時(shí)間平均)輸出到選擇器640。選擇器640選擇從1:2分離器610輸 出的奇數(shù)位的量化數(shù)據(jù)A或者偶數(shù)位的量化數(shù)據(jù)B，并將所選擇的數(shù)據(jù) 輸出到解調(diào)器164。具體而言，當(dāng)來自平均單元631的平均值a大于來自平均單元632 的平均值b時(shí)，選擇器640選擇并輸出奇數(shù)位的量化數(shù)據(jù)A。當(dāng)來自平 均單元631的平均值a小于或等于來自平均單元632的平均值b時(shí)，選 擇器640選擇并輸出偶數(shù)位的量化數(shù)據(jù)B。結(jié)果，如圖4所示，2x(N/4):l下采樣單元312能夠在時(shí)段T1、 T3...內(nèi)釆樣作為由白色方塊表示的數(shù)據(jù)的量化數(shù)據(jù)，并在時(shí)段T2、 T4…內(nèi)采 樣作為由黑色方塊表示的數(shù)據(jù)的量化數(shù)據(jù)。由此，總是能夠從奇數(shù)位的 量化數(shù)據(jù)和偶數(shù)位的量化數(shù)據(jù)中選擇并采樣具有較高強(qiáng)度的量化數(shù)據(jù)。 因此，能夠提高輸出到解調(diào)器164的復(fù)數(shù)數(shù)字信號的信噪(SN)比。圖7是由圖5所示的FF電路進(jìn)行的重定時(shí)的曲線圖。在圖7中，對 與圖4所示的部分相同的部分賦予相同的標(biāo)號，并省略對其的描述。波 形412上的三角表示由FF電路530進(jìn)行了重定時(shí)并從FF電路530輸出 的數(shù)據(jù)。由三角表示的數(shù)據(jù)對應(yīng)于由黑色和白色方塊表示的各個(gè)量化數(shù) 據(jù)項(xiàng)中的除了量化數(shù)據(jù)項(xiàng)422、 432和442之外的各量化數(shù)據(jù)項(xiàng)。相反，從FF電路530不輸出與量化數(shù)據(jù)項(xiàng)422、 432和442對應(yīng)的 數(shù)據(jù)。即，可以理解從按照波形411的每個(gè)碼元而采樣的三個(gè)量化數(shù) 據(jù)項(xiàng)(即量化數(shù)據(jù)項(xiàng)421至423、量化數(shù)據(jù)項(xiàng)431至433、量化數(shù)據(jù)項(xiàng)441 至443 (未示出量化數(shù)據(jù)項(xiàng)443))中，分別抽取出量化數(shù)據(jù)項(xiàng)421、 431 和441。圖8是來自數(shù)字信號處理電路中的各單元的輸出的圖。在圖8中， 對與圖4所示的部分相同的部分賦予相同的標(biāo)號，并省略對其的描述。 數(shù)字信號811表示從波形失真補(bǔ)償器161輸出的復(fù)數(shù)數(shù)字信號。數(shù)字信 號811中的標(biāo)號1至12表示的數(shù)據(jù)項(xiàng)是各個(gè)量化數(shù)據(jù)項(xiàng)。例如，由標(biāo)號 10至12所表示的各量化數(shù)據(jù)項(xiàng)對應(yīng)于圖4所示的量化數(shù)據(jù)項(xiàng)421至423。 數(shù)字信號811的頻率為2xFc+a (a>0)。數(shù)字信號812表示從抽取/內(nèi)插單元311輸出的復(fù)數(shù)數(shù)字信號。由于 抽取/內(nèi)插單元311以頻率a從數(shù)字信號811中間除數(shù)據(jù)，因此數(shù)字信號 812的頻率為2xFc。在本示例中，在數(shù)字信號811中抽取出標(biāo)號11表示 的數(shù)據(jù)(圖4中的量化數(shù)據(jù)項(xiàng)422)。數(shù)字信號813表示從2x(N/4): 1下采樣單元312輸出的復(fù)數(shù)數(shù)字信號。 2x(N/4):l下采樣單元312將數(shù)字信號812的頻率設(shè)定為碼率Fc。數(shù)字信 號813是通過在時(shí)段T1內(nèi)采樣奇數(shù)位的數(shù)據(jù)(標(biāo)號l、 3、或5)、并且 在時(shí)段T2內(nèi)采樣偶數(shù)位的數(shù)據(jù)(標(biāo)號8、 10、或12)而獲得的信號。圖9是圖3所示的抽取/內(nèi)插單元的第二示例的框圖。如圖9所示，16抽取/內(nèi)插單元311可以包括閾值判斷單元910、頻率計(jì)算器920、DCO 930 以及緩沖器940。閾值判斷單元910對由從相位差檢測器162輸出的信號 表示的相位差進(jìn)行積分。當(dāng)積分值超過預(yù)定閾值時(shí)，閾值判斷單元910向頻率計(jì)算器920和 緩沖器940輸出表示這一情況的信號。當(dāng)閾值判斷單元910輸出表示積 分值超過預(yù)定閾值的信號時(shí)，閾值判斷單元910將積分值復(fù)位。從閾值判斷單元910輸出的信號的頻率為信號頻率Fc的二分之一的 整數(shù)倍的頻率Fc/2xN與采樣頻率Fs之間的差a。頻率計(jì)算器920根據(jù)從 閾值判斷單元910輸出的信號的頻率a和采樣頻率Fs，來計(jì)算作為信號 頻率Fc的二分之一的整數(shù)倍的頻率Fc/2xN。具體而言，頻率計(jì)算器920 計(jì)算Fs-a來獲得Fc/2xN。頻率計(jì)算器920將表示所獲得的頻率Fc/2xN的信號輸出到DCO 930。 DCO 930振蕩出頻率為由從頻率計(jì)算器920輸出的信號表示的頻率 Fc/2xN的時(shí)鐘信號，并將該時(shí)鐘信號輸出到緩沖器940。緩沖器940存 儲從波形失真補(bǔ)償器161輸出的復(fù)數(shù)數(shù)字信號。緩沖器940按照從DCO 930輸出的時(shí)鐘信號的定時(shí)，向2x(N/4):l 下采樣單元312逐項(xiàng)地輸出所存儲的數(shù)據(jù)。緩沖器940是按照存儲數(shù)據(jù) 的順序來輸出數(shù)據(jù)的先進(jìn)先出(FIFO)型緩沖器。當(dāng)從閾值判斷單元910輸出了表示積分值超過預(yù)定閾值的信號時(shí)， 緩沖器940清除一個(gè)所存儲的數(shù)據(jù)項(xiàng)。結(jié)果，能夠從頻率為Fc/2xN+a的 復(fù)數(shù)數(shù)字信號中以頻率a抽取出數(shù)據(jù)。例如，緩沖器940按照存儲數(shù)據(jù) 的順序來清除數(shù)據(jù)。圖10是圖9所示的抽取/內(nèi)插單元的變型例的框圖。在圖10中，對 與圖9所示的部件相同的部件賦予相同的標(biāo)號，并省略對其的描述。在 本例中將說明如下結(jié)構(gòu)在抽取/內(nèi)插單元311的上游側(cè)并行排列有M個(gè) (M=2、 3、 4...)復(fù)數(shù)數(shù)字信號，抽取/內(nèi)插單元311在對這M個(gè)復(fù)數(shù) 數(shù)字信號進(jìn)行并行處理時(shí)抽取或插入數(shù)據(jù)。在本例中，如圖IO所示，抽取/內(nèi)插單元311包括閾值判斷單元910、 頻率計(jì)算器920、 DC0 930、 1/M分頻器1010、 MxM個(gè)緩沖器弁ll、 #12、…、#1M、 #21、 #22、…、#2M、…、#M1、 #M2、…、# MM，以及M個(gè)選擇器井1至弁M。在圖10中，用虛線箭頭表示來自閾 值判斷單元910、頻率計(jì)算器920、 DCO930、 1/M分頻器1010的各個(gè)輸 出。假設(shè)輸入到抽取/內(nèi)插單元311的M個(gè)復(fù)數(shù)數(shù)字信號是數(shù)據(jù)項(xiàng)1、 2、 ...、 M。數(shù)據(jù)項(xiàng)1、 2、 ...、 M的頻率是作為信號頻率Fc的1/M的Fc/M。數(shù)據(jù)項(xiàng)1分別存儲在緩沖器#11、 #21.....弁M1中。數(shù)據(jù)項(xiàng)2分別存儲在緩沖器弁12、 #22.....弁M2中?？傊瑪?shù)據(jù)項(xiàng)M分別存儲在緩沖器弁1M、弁2M、…、弁MM中。閩值判斷部910向頻率計(jì)算器920、緩沖器弁ll、 #21、…和弁M1 以及選擇器弁1、弁2、 ...#M中的每一個(gè)輸出表示積分值超過預(yù)定閾值 的信號。DCO 930振蕩出頻率為由從頻率計(jì)算器920輸出的信號表示的 頻率Fc/2xN的時(shí)鐘信號，并將該時(shí)鐘信號輸出到1/M分頻器1010。1/M分頻器1010將從DCO 930輸出的時(shí)鐘信號的頻率分頻為1/M， 并將得到的頻率分別輸出到緩沖器#11、 #12、...、 #1M、 #21、弁22、...、 弁2M、...、井M1、弁M2、...、弁MM。本例同樣可以使用如下結(jié)構(gòu) 頻率計(jì)算器920計(jì)算頻率Fc/2xN/M; DCO振蕩器振蕩出頻率為Fc/2xN/M 的時(shí)鐘信號；而不設(shè)置1/M分頻器1010。緩沖器#11、 #12.....弁1M按照來自1/M分頻器1010的時(shí)鐘信號的定時(shí)，分別向選擇器弁l逐項(xiàng)地輸出所存儲的數(shù)據(jù)。緩沖器#21、 #22.....弁2M按照來自1/M分頻器1010的時(shí)鐘信號的定時(shí)，分別向選擇器#2逐項(xiàng)地輸出所存儲的數(shù)據(jù)?？傊彌_器弁M1、弁M2、…、弁MM按照來自1/M分頻器1010 的時(shí)鐘信號的定時(shí)，分別向選擇器井M逐項(xiàng)地輸出所存儲的數(shù)據(jù)。當(dāng)從 閾值判斷單元910輸出了表示積分值超過預(yù)定閾值的信號時(shí)，緩沖器# 11、 #21.....井M1分別清除一個(gè)所存儲的數(shù)據(jù)項(xiàng)。選擇器#1至弁M在初始狀態(tài)下分別輸出數(shù)據(jù)項(xiàng)1至M。 gp，選擇 器#1向2x(N/4):l下采樣單元312輸出從緩沖器弁ll輸出的數(shù)據(jù)。選擇 器#2向2x(N/4):l下采樣單元312輸出從緩沖器#22輸出的數(shù)據(jù)?？傊x擇器弁M向2x(N/4):l下采樣單元312輸出從緩沖器弁MM輸出的數(shù) 據(jù)。當(dāng)從閾值判斷單元910輸出了表示積分值超過預(yù)定閾值的信號時(shí)， 選擇器弁1至弁M逐項(xiàng)地對要輸出數(shù)據(jù)的通道(lane)進(jìn)行移位。即，選 擇器#1輸出從緩沖器弁12輸出的數(shù)據(jù)，選擇器#2輸出從緩沖器#23 輸出的數(shù)據(jù)?？傊?，選擇器弁M向2x(N/4):l下采樣單元312輸出從緩沖 器M1輸出的數(shù)據(jù)。結(jié)果，抽取出數(shù)據(jù)項(xiàng)l，從而對輸出通道進(jìn)行移位，分別從選擇器弁 1至弁M-1輸出數(shù)據(jù)項(xiàng)2至M。選擇器1輸出存儲在緩沖器# 11中的下 一個(gè)數(shù)據(jù)1。盡管這里說明了抽取數(shù)據(jù)項(xiàng)1的結(jié)構(gòu)，不過要抽取的數(shù)據(jù)不 限于數(shù)據(jù)項(xiàng)1。例如，當(dāng)抽取出數(shù)據(jù)項(xiàng)M時(shí)，閾值判斷單元910向緩沖器W1M、 # 2M、...、弁MM中的每一個(gè)輸出表示積分值超過預(yù)定閾值的信號。當(dāng)從 閾值判斷單元910輸出了表示積分值超過預(yù)定閾值的信號時(shí)，緩沖器# 1M、 #2M.....弁MM分別清除一個(gè)所存儲的數(shù)據(jù)項(xiàng)。圖11是圖3所示的2x(N/4):l下采樣單元312的第二示例的框圖。 將說明N=4、即執(zhí)行2:1下采樣的示例。如圖11所示，2x(N/4):l下釆 樣單元312可以包括1:2分離器1110和加法器1120。 1:2分離器1110對 從抽取/內(nèi)插單元311輸出的復(fù)數(shù)數(shù)字信號進(jìn)行時(shí)間分離。具體而言，1:2分離器1110向加法器1120輸出從抽取/內(nèi)插單元311 輸出的復(fù)數(shù)數(shù)字信號中的奇數(shù)位的量化數(shù)據(jù)A。 1:2分離器1110還向加 法器1120輸出從抽取/內(nèi)插單元311輸出的復(fù)數(shù)數(shù)字信號中的偶數(shù)位的量 化數(shù)據(jù)B。加法器1120將從1:2分離器1110輸出的復(fù)數(shù)數(shù)字信號A (奇數(shù)位的 量化數(shù)據(jù))與從1:2分離器1110輸出的復(fù)數(shù)數(shù)字信號B (偶數(shù)位的量化 數(shù)據(jù))相加。加法器1120將表示相加結(jié)果的復(fù)數(shù)數(shù)字信號輸出到解調(diào)器 164。圖12是由圖ll所示的2x(N/4):l下采樣單元進(jìn)行的下采樣的曲線圖。 在圖12中，對與圖4所示的部分相同的部分賦予相同的標(biāo)號，并省略對19其的描述。圖11所示的2x(N/4):l下采樣單元312例如向解調(diào)器164輸 出表示圖12中的虛線1210包圍的量化數(shù)據(jù)1221與量化數(shù)據(jù)1222的相 加結(jié)果的復(fù)數(shù)數(shù)字信號。
如上所述，在2x(N/4):l下釆樣單元312中，在下釆樣后獲得的數(shù)字 信號為將連續(xù)的奇數(shù)位量化數(shù)據(jù)與偶數(shù)位量化數(shù)據(jù)相加的結(jié)果。因此， 在進(jìn)行下采樣時(shí)，能夠提高在對光強(qiáng)度較低的量化數(shù)據(jù)進(jìn)行釆樣時(shí)的復(fù) 數(shù)數(shù)字信號的SN比。
圖13是圖3所示的抽取/內(nèi)插單元的第三示例的框圖。這里將說明抽 取/內(nèi)插單元311的第三示例和針對該第三示例的相位差檢測器162。相 位差檢測器162包括1:2分離器1310、絕對值計(jì)算單元1321、絕對值計(jì) 算單元1322、 一位延遲電路1331、 一位延遲電路1332、減法電路1341 以及減法電路1342。
1:2分離器(1:2 DEMUX) 1310對從波形失真補(bǔ)償器161輸出的復(fù) 數(shù)數(shù)字信號進(jìn)行時(shí)間分離，以獲得具有信號頻率Fc的復(fù)數(shù)數(shù)字信號。具 體而言，1:2分離1310向絕對值單元1321輸出從波形失真補(bǔ)償器161輸 出的復(fù)數(shù)數(shù)字信號中的奇數(shù)位的量化數(shù)據(jù)A。
此外，1:2分離器1310向絕對值單元1322輸出從波形失真補(bǔ)償器161 輸出的復(fù)數(shù)數(shù)字信號中的偶數(shù)位的量化數(shù)據(jù)B。絕對值計(jì)算單元1321、 絕對值計(jì)算單元1322、 一位延遲電路1331、一位延遲電路1332、減法電 路1341以及減法電路1342形成微分計(jì)算單元，該微分計(jì)算單元計(jì)算由 1:2分離器1310進(jìn)行了時(shí)間分離的復(fù)數(shù)數(shù)字信號的微分。
絕對值計(jì)算(ABS)單元1321計(jì)算包括從1:2分離器1310輸出的復(fù) 數(shù)數(shù)字信號的信號I和信號Q的復(fù)數(shù)信號的絕對值，并將表示所計(jì)算出 的絕對值的信號分別輸出到一位延遲電路1331和減法電路1341。絕對值 計(jì)算單元1322計(jì)算包括從1:2分離器1310輸出的復(fù)數(shù)數(shù)字信號的信號I 和信號Q的復(fù)數(shù)信號的絕對值，并將表示所計(jì)算出的絕對值的信號分別 輸出到一位延遲電路1332和減法電路1342。
一位延遲電路(Z") 1331將從絕對值計(jì)算單元1321輸出的信號延 遲一位，并將延遲后的信號輸出到減法電路1341。 一位延遲電路1332將從絕對值計(jì)算單元1322輸出的信號延遲一位，并將延遲后的信號輸出到 減法電路1342。
減法電路1341對從絕對值計(jì)算單元1321輸出的信號和從一位延遲 電路1331輸出的信號進(jìn)行相減。減法電路1341將表示相減結(jié)果的信號 輸出到抽取/內(nèi)插單元311。減法電路1342對從絕對值計(jì)算單元1322輸 出的信號和從一位延遲電路1332輸出的信號進(jìn)行相減。減法電路1342 將表示相減結(jié)果的信號輸出到抽取/內(nèi)插單元311。
從減法電路1341輸出的信號表示復(fù)數(shù)數(shù)字信號中的奇數(shù)位的微分。 復(fù)數(shù)數(shù)字信號中的奇數(shù)位的微分相當(dāng)于采樣時(shí)鐘與復(fù)數(shù)數(shù)字信號中的奇 數(shù)位之間的相位差。從減法電路1342輸出的信號表示復(fù)數(shù)數(shù)字信號中的 偶數(shù)位的微分。復(fù)數(shù)數(shù)字信號中的偶數(shù)位的微分相當(dāng)于采樣時(shí)鐘與復(fù)數(shù) 數(shù)字信號中的偶數(shù)位之間的相位差。
抽取/內(nèi)插單元311包括符號反轉(zhuǎn)判斷單元1350、頻率計(jì)算器920、 DCO 930和緩沖器940。當(dāng)來自減法電路1341的微分或來自減法電路 1342的微分中的任意一個(gè)的符號從負(fù)號變?yōu)檎枙r(shí)，符號反轉(zhuǎn)判斷單元 1350將表示該變化的信號輸出到頻率計(jì)算器920和緩沖器940。
從符號反轉(zhuǎn)判斷單元1350輸出的信號的頻率對應(yīng)于作為信號頻率Fc 的整數(shù)倍的頻率FcxN與采樣頻率Fs之間的差。頻率計(jì)算器920根據(jù)從 符號反轉(zhuǎn)判斷單元1350輸出的信號和采樣時(shí)鐘的頻率來計(jì)算作為信號頻 率Fc的整數(shù)倍的頻率FcxN。
當(dāng)從符號反轉(zhuǎn)判斷單元1350輸出了表示微分從負(fù)值變?yōu)檎档男盘?時(shí)，緩沖器940清除存儲在緩沖器940中的一個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)。可以按頻率a 從頻率為Fc/2xN+a的復(fù)數(shù)數(shù)字信號中抽取數(shù)據(jù)。例如，如圖4中的黑 色和白色方塊所示，各個(gè)量化數(shù)據(jù)項(xiàng)中的微分(相對于前一量化數(shù)據(jù)的 變化)從負(fù)值變?yōu)檎档牧炕瘮?shù)據(jù)是光強(qiáng)度較低的量化數(shù)據(jù)。
因此，每當(dāng)從符號反轉(zhuǎn)判斷單元1350輸出表示微分從負(fù)值變?yōu)檎?的信號而緩沖器940清除存儲在其中的數(shù)據(jù)時(shí)，可以抽取出各個(gè)量化數(shù) 據(jù)中的光強(qiáng)度較低的量化數(shù)據(jù)。因此，能夠提高輸出到解調(diào)器164的復(fù) 數(shù)數(shù)字信號的SN比。
21圖14是圖3所示的數(shù)字信號處理電路的變型例的框圖。在圖14中， 對與圖3所示的部件相同的部件賦予相同的標(biāo)號，并省略對其的描述。 如圖14所示，除了圖3所示的部件之外，數(shù)字信號處理電路160還可以 包括參數(shù)確定單元1410。采樣單元163向解調(diào)器164和參數(shù)確定單元1410 輸出所采樣的復(fù)數(shù)數(shù)字信號。
參數(shù)確定單元1410根據(jù)從采樣單元163輸出的復(fù)數(shù)數(shù)字信號來確定 波形失真補(bǔ)償器161所使用的補(bǔ)償參數(shù)。例如，當(dāng)在波形失真補(bǔ)償器161 進(jìn)行用于色散補(bǔ)償?shù)挠邢廾}沖響應(yīng)(FIR)濾波時(shí)，參數(shù)確定單元1410 確定用于FIR濾波的抽頭(tap)系數(shù)，作為補(bǔ)償參數(shù)。
例如，可以使用恒模算法(CMA)來確定抽頭系數(shù)。參數(shù)確定單元 1410將所確定的補(bǔ)償參數(shù)輸出到波形失真補(bǔ)償器161。波形失真補(bǔ)償器 161使用從參數(shù)確定單元1410輸出的補(bǔ)償參數(shù)來進(jìn)行波形失真補(bǔ)償。結(jié) 果，能夠在波形失真補(bǔ)償器161精確進(jìn)行波形失真補(bǔ)償。
圖15是由采樣單元進(jìn)行的采樣的另一曲線圖。在圖15中，對與圖4 所示的部分相同的部分賦予相同的標(biāo)號，并省略對其的描述。盡管上面 說明了aX)的示例，不過圖15示出了aO(即，從自運(yùn)行采樣觸發(fā)源140 輸出的采樣時(shí)鐘的頻率小于信號頻率Fc的二分之一的整數(shù)倍)的示例。
當(dāng)a>0時(shí)，按頻率a出現(xiàn)只允許采樣一個(gè)量化數(shù)據(jù)項(xiàng)的碼元。在該 情況下，抽取/內(nèi)插單元311以頻率a向數(shù)字信號811插入數(shù)據(jù)。例如， 抽取/內(nèi)插單元311在波形411中由標(biāo)號1511、 1512、 1513以及1514表 示的位置插入數(shù)據(jù)。結(jié)果，數(shù)字信號812的頻率變?yōu)镕c/2xN。所要插入 的數(shù)據(jù)可以是0或1，或者可以是前一位的副本。
圖16是來自數(shù)字信號處理電路中的各單元的輸出的另一圖。在圖16 中，對與圖8所示的部分相同的部分賦予相同的標(biāo)號，并省略對其的描 述。數(shù)字信號811的頻率為Fc/2xN+a (a<0)。由于抽取/內(nèi)插單元311以 頻率a對數(shù)字信號811插入數(shù)據(jù)，因此數(shù)字信號812的頻率變?yōu)镕c/2xN， 即信號頻率的二分之一的整數(shù)倍。
在本例中，在數(shù)字信號812中，在由標(biāo)號1表示的數(shù)據(jù)與由標(biāo)號2 表示的數(shù)據(jù)之間插入由標(biāo)號1表示的數(shù)據(jù)的副本1611。副本1611是在圖15中的標(biāo)號1511表示的位置處插入的數(shù)據(jù)。緊接著由標(biāo)號10表示的數(shù) 據(jù)之后插入由標(biāo)號IO表示的數(shù)據(jù)的副本1612。副本1612是在圖15中的 標(biāo)號1512表示的位置處插入的數(shù)據(jù)。
當(dāng)作為信號頻率的二分之一的整數(shù)倍的Fc/2xN與采樣頻率Fs之差a 遠(yuǎn)小于信號頻率Fc時(shí)，a對波形失真補(bǔ)償器161中的波形失真補(bǔ)償?shù)挠?響很大，并且波形失真補(bǔ)償?shù)慕Y(jié)果不會(huì)收斂于理想值。因此，希望采樣 頻率Fs低于信號頻率的二分之一的整數(shù)倍Fc/2xN。即，希望cx〉0。
當(dāng)信號光的頻率(波特率)為10千兆赫時(shí)，設(shè)定(x-近似10兆赫(波 特率的1/1000)可以防止波形失真補(bǔ)償器161的誤操作。設(shè)定a-100兆 赫(波特率的1/100)或更高能夠加快在波形失真補(bǔ)償器161收斂于理想 值。
如上所述，根據(jù)第一實(shí)施方式的光接收裝置100，使用自運(yùn)行時(shí)鐘信 號使得能夠與信號光的波形失真狀態(tài)無關(guān)地進(jìn)行穩(wěn)定的數(shù)字轉(zhuǎn)換。當(dāng)以 信號頻率Fc的整數(shù)倍的頻率再次對數(shù)字轉(zhuǎn)換后的復(fù)數(shù)數(shù)字信號進(jìn)行采樣 時(shí)，即使在信號碼率Fc與采樣頻率Fs之間存在差a，也能夠?qū)⒂糜诮庹{(diào) 的復(fù)數(shù)數(shù)字信號的頻率設(shè)定為信號碼率Fc。
通過針對經(jīng)過了波形失真補(bǔ)償?shù)膹?fù)數(shù)數(shù)字信號計(jì)算信號頻率Fc，即 使信號光的波形發(fā)生失真，也能夠?qū)崿F(xiàn)高精度的信號碼率Fc。由于使用 自運(yùn)行時(shí)鐘信號，因此不必使來自ADC 151和152下游側(cè)的恢復(fù)時(shí)鐘形 成環(huán)，從而防止了ADC151和152中的采樣延遲。
這樣，能夠減少解調(diào)中的誤差，并且能夠提高接收特性。由于使用 自運(yùn)行時(shí)鐘，因此執(zhí)行數(shù)字轉(zhuǎn)換的ADC 151和152以及數(shù)字信號處理電 路160可以具有彼此獨(dú)立的結(jié)構(gòu)。因此，能夠?qū)崿F(xiàn)ADC151和152以及 數(shù)字信號處理電路160的設(shè)計(jì)和性能保證，從而提高了接收特性并降低 了成本。
由于ADC 151和152以及數(shù)字信號處理電路160具有獨(dú)立的結(jié)構(gòu)， 因此僅僅使得能夠改變由自運(yùn)行采樣觸發(fā)源140振蕩出的時(shí)鐘信號的頻 率，就可以應(yīng)對信號光的多種速率。可以有利于對數(shù)字信號處理電路160 追加功能或者替換ADC 151和152，因此可擴(kuò)展性提高。由于在數(shù)字信號處理電路160中無需進(jìn)行復(fù)雜的運(yùn)算(例如SINC內(nèi) 插)即可提高接收特性，因此能夠減小電路規(guī)模，并能夠精確地接收具 有光比特率的信號光。
圖17是根據(jù)第二實(shí)施方式的光接收裝置的框圖。在圖17中，對與 圖1所示的部件相同的部件賦予相同的標(biāo)號，并省略對其的描述。如圖 17所示，根據(jù)第二實(shí)施方式的光接收裝置100中的數(shù)字信號處理電路160 除了圖1所示的部件之外，還包括數(shù)字電路的LPF 1510。
波形失真補(bǔ)償器161向LFP 1510輸出波形經(jīng)過了失真補(bǔ)償?shù)膹?fù)數(shù)數(shù) 字信號。低通濾波器(LPF) 1510僅允許從波形失真補(bǔ)償器161輸出的 復(fù)數(shù)數(shù)字信號中的低頻分量通過。通過了 LPF 1510的復(fù)數(shù)數(shù)字信號分別 輸出到相位差檢測器162和采樣單元163。
當(dāng)復(fù)數(shù)數(shù)字信號通過LPF 1510時(shí)，可以提高當(dāng)由ADC 151和ADC 152以從碼元中心有所偏移的相位來對數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣時(shí)的復(fù)數(shù)數(shù)字信號 的SN比。
圖18是圖17所示的光接收裝置的變型例的框圖。在圖18中，對與 圖17所示的部件相同的部件賦予相同的標(biāo)號，并省略對其的描述。如圖 18所示，光接收裝置100可以包括模擬電路的LPF 1811和LPF 1812來 代替圖17所示的LPF1510。
O/E轉(zhuǎn)換器131向LPF 1811輸出與接收光的強(qiáng)度對應(yīng)的電信號。0/E 轉(zhuǎn)換器132向LPF 1812輸出與接收光的強(qiáng)度對應(yīng)的電信號。LPF 1811僅 允許從0/E轉(zhuǎn)換器131輸出的復(fù)數(shù)數(shù)字信號中的低頻分量通過，并將該 分量輸出到ADC 151。 LPF 1812僅允許從0/E轉(zhuǎn)換器132輸出的復(fù)數(shù)數(shù) 字信號中的低頻分量通過，并將該分量輸出到ADC152。
當(dāng)電信號通過位于ADC 151和ADC 152上游側(cè)的LPF 1811和LPF 1812時(shí)，可以提高當(dāng)由ADC 151和ADC 152以從碼元中心有所偏移的 相位來進(jìn)行采樣時(shí)的數(shù)字信號的SN比。
如上所述，根據(jù)第二實(shí)施方式的光接收裝置100，能夠?qū)崿F(xiàn)根據(jù)第一 實(shí)施方式的光接收裝置100的效果，并且LFP 1510或者LPF 1811和1812 能夠提高當(dāng)在ADC 151和ADC 152中以從碼元中心有所偏移的相位來進(jìn)行采樣時(shí)的數(shù)字信號的SN比。
圖19是根據(jù)第三實(shí)施方式的光接收裝置的框圖。在圖19中，對與 圖1所示的部件相同的部件賦予相同的標(biāo)號，并省略對其的描述。如圖 19所示，根據(jù)第三實(shí)施方式的光接收裝置100包括本地振蕩器110、偏 振分集混合電路1910、 0/E轉(zhuǎn)換器1921至1924、自運(yùn)行采樣觸發(fā)源140、 ADC 1931至1934以及數(shù)字信號處理電路160。
本地振蕩器110向偏振分集混合電路1910輸出本地光。偏振分集混 合電路1910接收所輸入的信號光和從本地振蕩器IIO輸出的本地光。偏 振分集混合電路1910使用所輸入的本地光，將作為與輸入信號光正交的 偏振波分量的第一偏振波分量和第二偏振波分量相組合，并提取與各偏 振波分量對應(yīng)的接收光信號復(fù)數(shù)電場信息。
偏振分集混合電路1910向O/E轉(zhuǎn)換器1921輸出具有與信號光中的 第一偏振波分量的復(fù)數(shù)電場的實(shí)部對應(yīng)的強(qiáng)度的光(信號1)。偏振分集 混合電路1910向O/E轉(zhuǎn)換器1922輸出具有與信號光中的第一偏振波分 量的復(fù)數(shù)電場的虛部對應(yīng)的強(qiáng)度的光(信號Q)。
偏振分集混合電路1910向O/E轉(zhuǎn)換器1923輸出具有與信號光中的 第二偏振波分量的復(fù)數(shù)電場的實(shí)部對應(yīng)的強(qiáng)度的光(信號1)。偏振分集 混合電路1910向O/E轉(zhuǎn)換器1924輸出具有與信號光中的第二偏振波分 量的復(fù)數(shù)電場的虛部對應(yīng)的強(qiáng)度的光(信號Q)。
O/E轉(zhuǎn)換器1921至1924分別接收從偏振分集混合電路1910輸出的 光，并向ADC 1931至1934輸出與接收光的強(qiáng)度對應(yīng)的電信號。自運(yùn)行 采樣觸發(fā)源140將振蕩出的時(shí)鐘信號分別輸出到ADC 1931至1934。
ADC 1931至1934按照從自運(yùn)行采樣觸發(fā)源140輸出的時(shí)鐘信號的 定時(shí)，分別對分別從O/E轉(zhuǎn)換器1921至1924輸出的電信號進(jìn)行采樣， 并對各采樣信號進(jìn)行量化，由此進(jìn)行數(shù)字轉(zhuǎn)換。ADC 1931至1934分別 向數(shù)字信號處理電路160輸出經(jīng)數(shù)字轉(zhuǎn)換的復(fù)數(shù)數(shù)字信號。
數(shù)字信號處理電路160中的波形失真補(bǔ)償器161分別補(bǔ)償從ADC 1931至1934輸出的復(fù)數(shù)數(shù)字信號的波形的失真。當(dāng)光接收裝置100接收 到的信號光是進(jìn)行了偏振復(fù)用的信號時(shí)，波形失真補(bǔ)償器161進(jìn)行偏振
25分離，然后對經(jīng)偏振分離的復(fù)數(shù)數(shù)字信號進(jìn)行并行處理以進(jìn)行解調(diào)。
圖20是圖19所示的偏振分集混合電路的概念圖。如圖20所示，偏 振分集混合電路1910包括偏振分束器(PBS) 2011、 PBS2012、分支單 元2021至2024、90。相移單元2031、90。相移單元2032以及干涉單元2041 至2044。
從外部源向PBS 2011輸入信號光。PBS 2011將輸入的信號光分成第 一偏振波分量和第二偏振波分量。PBS2011向分支單元2021輸出第一偏 振波分量，并向分支單元2023輸出第二偏振波分量。從本地振蕩器IIO 向PBS 2012輸入信號光。PBS 2012將所輸入的本地光分成第一偏振波分 量和第二偏振波分量。PBS2012向分支單元2022輸出第一偏振波分量， 并向分支單元2024輸出第二偏振波分量。
分支單元2021對從PBS 2011輸出的信號光的第一偏振波分量進(jìn)行 分支，并將其輸出給干涉單元2041和干涉單元2042。分支單元2022對 從PBS2012輸出的信號光的第一偏振波分量進(jìn)行分支，并將其輸出給干 涉單元2041和90。相移單元2031 。
分支單元2023對從PBS 2011輸出的信號光的第二偏振波分量進(jìn)行 分支，并將其輸出給干涉單元2043和干涉單元2044。分支單元2024對 從PBS 2012輸出的信號光的第二偏振波分量進(jìn)行分支，并將其輸出給干 涉單元2043和90。相移單元2032。
90。相移單元2031將從分支單元2022輸出的本地光相移90°，并向 干涉單元2042輸出相移后的本地光。90。相移單元2032將從分支單元 2024輸出的本地光相移90°，并向干涉單元2044輸出相移后的本地光。
干涉單元2041使從分支單元2021輸出的信號光與從分支單元2022 輸出的本地光彼此干涉，并向0/E轉(zhuǎn)換器1921輸出干涉得到的光，作為 信號光中的第一偏振波分量的信號I。干涉單元2042使從分支單元2021 輸出的信號光與從90。相移單元2031輸出的本地光彼此干涉，并向0/E 轉(zhuǎn)換器1922輸出干涉得到的光，作為信號光中的第一偏振波分量的信號Q。
干涉單元2043使從分支單元2023輸出的信號光與從分支單元2024輸出的本地光彼此干涉，并向O/E轉(zhuǎn)換器1923輸出干涉得到的光，作為 信號光中的第二偏振波分量的信號I。干涉單元2044使從分支單元2023 輸出的信號光與從90。相移單元2032輸出的本地光彼此干涉，并向O/E 轉(zhuǎn)換器1924輸出干涉得到的光，作為信號光中的第二偏振波分量的信號Q。
如上所述，根據(jù)第三實(shí)施方式的光接收裝置100,光接收裝置100釆 用了使用偏振分集混合電路1910的相干方案，與根據(jù)第一實(shí)施方式的光 接收裝置100 —樣，能夠通過使用自運(yùn)行時(shí)鐘信號來實(shí)現(xiàn)高精度的數(shù)字 轉(zhuǎn)換。這樣，能夠減少解調(diào)中的誤差，并且能夠提高接收特性。
圖21是根據(jù)第四實(shí)施方式的光接收裝置的框圖。在圖21中，對與 圖1所示的部件相同的部件賦予相同的標(biāo)號，并省略對其的描述。如圖 21所示，根據(jù)第四實(shí)施方式的光接收裝置100包括延遲干涉儀2110、 O/E 轉(zhuǎn)換器2121至2123、自運(yùn)行采樣觸發(fā)源140、 ADC 2131至2133、以及 數(shù)字信號處理電路160。
將接收的信號光輸入到延遲干涉儀2110。延遲干涉儀2110是通過組 合相位差為90。的兩個(gè)延遲干涉儀而獲得的延遲干涉儀。延遲干涉儀2110
輸出使得能夠重構(gòu)輸入信號光中的分量I和分量Q的信號。延遲干涉儀 2110向0/E轉(zhuǎn)換器2121輸出基于一碼時(shí)前的信號光相位的信號光分量。 延遲干涉儀2110向O/E轉(zhuǎn)換器2122輸出基于從一碼時(shí)前的信號光相位 偏移了 90。的相位的信號光分量。
O/E轉(zhuǎn)換器2121接收從延遲干涉儀2110輸出的光，并向ADC 2131 輸出與接收光的強(qiáng)度對應(yīng)的電信號。O/E轉(zhuǎn)換器2122接收從延遲干涉儀 2110輸出的光，并向ADC2132輸出與接收光的強(qiáng)度對應(yīng)的電信號。O/E 轉(zhuǎn)換器2123接收所接收的信號光，并向ADC 2133輸出與接收光的強(qiáng)度 對應(yīng)的電信號。
自運(yùn)行采樣觸發(fā)源140分別向ADC 2131至2133輸出振蕩時(shí)鐘信號。 ADC 2131至2133按照來自自運(yùn)行采樣觸發(fā)源140的時(shí)鐘信號的定時(shí)， 分別對從O/E轉(zhuǎn)換器2121至2123輸出的電信號進(jìn)行采樣，并對各采樣 信號進(jìn)行量化，由此實(shí)現(xiàn)數(shù)字轉(zhuǎn)換。O/E轉(zhuǎn)換器2121至2123分別向數(shù)字信號處理電路160輸出經(jīng)數(shù)字轉(zhuǎn)換的復(fù)數(shù)數(shù)字信號。
數(shù)字信號處理電路160除了圖1所示的部件外，還包括電場重構(gòu)單 元2140。電場重構(gòu)單元2140對從ADC 2131和ADC 2132輸出的復(fù)數(shù)數(shù) 字信號進(jìn)行電場重構(gòu)。具體而言，電場重構(gòu)單元2140將從ADC 2131和 ADC 2132輸出的復(fù)數(shù)數(shù)字信號除以從ADC 2133輸出的復(fù)數(shù)數(shù)字信號， 以重構(gòu)與電場相關(guān)的復(fù)數(shù)電場信息。電場重構(gòu)單元2140將由電場重構(gòu)得 到的復(fù)數(shù)數(shù)字信號輸出到波形失真補(bǔ)償器161。
圖22是圖21所示的光接收裝置的變型例的框圖。在圖22中，對與 圖21所示的部件相同的部件賦予相同的標(biāo)號，并省略對其的描述。光接 收裝置100可以包括PBS 2210、延遲干涉儀2221、延遲干涉儀2222、 O/E轉(zhuǎn)換器2231至2236、自運(yùn)行采樣觸發(fā)源140、 ADC 2241至2246、 以及數(shù)字信號處理電路160。
接收的信號光輸入到PBS 2210。 PBS 2210將輸入的信號光分成彼此 正交的兩個(gè)偏振波分量。PBS 2210向延遲干涉儀2221和O/E轉(zhuǎn)換器2233 輸出第一偏振波分量。PBS 2210向延遲干涉儀2222和O/E轉(zhuǎn)換器2236 輸出第二偏振波分量。
延遲干涉儀2221、 O/E轉(zhuǎn)換器2231至2233和ADC 2241至2243的 結(jié)構(gòu)與圖21所示的延遲干涉儀2110、 O/E轉(zhuǎn)換器2121至2123和ADC 2131至2133相同。延遲干涉儀2221 、O/E轉(zhuǎn)換器2231至2233和ADC 2241 至2243向數(shù)字信號處理電路160輸出一復(fù)數(shù)數(shù)字信號，該復(fù)數(shù)數(shù)字信號 表示的信號使得能夠重構(gòu)與具有從PBS 2210輸出的第一偏振波分量的信 號光相關(guān)的復(fù)數(shù)電場信息。
延遲干涉儀2222、 O/E轉(zhuǎn)換器2234至2236和ADC 2244至2246的 結(jié)構(gòu)與圖21所示的延遲干涉儀2110、 O/E轉(zhuǎn)換器2121至2123和ADC 2131至2133相同。延遲干涉儀2222、0/E轉(zhuǎn)換器2234至2236和ADC 2244 至2246向數(shù)字信號處理電路160輸出一復(fù)數(shù)數(shù)字信號，該復(fù)數(shù)數(shù)字信號 表示的信號使得能夠重構(gòu)與具有從PBS 2210輸出的第二偏振波分量的信 號光相關(guān)的復(fù)數(shù)電場信息。
自運(yùn)行采樣觸發(fā)源140向ADC 2241至2246輸出振蕩時(shí)鐘信號。數(shù)字信號處理電路160中的電場重構(gòu)單元2140對從ADC 2241和ADC 2242 中的每一個(gè)輸出的復(fù)數(shù)數(shù)字信號以及從ADC 2244和ADC 2245中的每一 個(gè)輸出的復(fù)數(shù)數(shù)字信號進(jìn)行電場重構(gòu)。
具體而言，電場重構(gòu)單元2140通過將從ADC 2241和ADC 2242中 的每一個(gè)輸出的復(fù)數(shù)數(shù)字信號除以從ADC 2243輸出的復(fù)數(shù)數(shù)字信號，來 重構(gòu)電場。電場重構(gòu)單元2140通過將從ADC 2244和ADC 2245中的每 一個(gè)輸出的復(fù)數(shù)數(shù)字信號除以從ADC 2246輸出的數(shù)字信號，來重構(gòu)電 場。
如上所述，根據(jù)第四實(shí)施方式的光接收裝置100，光接收裝置100采 用使用了延遲干涉儀2110或者延遲干涉儀2221和2222的自相干方案， 與根據(jù)第一實(shí)施方式的光接收裝置100 —樣，能夠通過使用自運(yùn)行時(shí)鐘 信號來實(shí)現(xiàn)高精度的數(shù)字轉(zhuǎn)換。這樣，能夠減少解調(diào)中的誤差，并且能 夠提高接收特性。
如上所述，根據(jù)上述實(shí)施方式，能夠提高數(shù)字相干接收器的性能。 盡管在各個(gè)上述實(shí)施方式中說明了其中光接收裝置100接收的信號光是 RZ-脈沖信號光的示例，不過該光接收裝置100同樣也可以用于并非RZ 脈沖的信號光。
此處描述的所有示例和條件語言旨在用于教導(dǎo)目的，以幫助讀者理 解發(fā)明人貢獻(xiàn)的本發(fā)明和概念以促進(jìn)技術(shù)的發(fā)展，應(yīng)理解為不限于這些 具體描述的示例和條件，說明書中的這些示例的組織也不涉及表示本發(fā) 明的優(yōu)勢和劣勢。盡管己經(jīng)詳細(xì)描述了本發(fā)明的實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)注意， 在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的條件下，可以對其進(jìn)行各種修改、替換 和變更。
29
權(quán)利要求
1、一種光接收裝置，該光接收裝置包括組合單元，其組合信號光和參考光；光電轉(zhuǎn)換單元，其將能夠重構(gòu)由所述組合單元獲得的信號光的復(fù)數(shù)電場信號的兩個(gè)或更多個(gè)光信號轉(zhuǎn)換為電信號；采樣時(shí)鐘產(chǎn)生單元，其產(chǎn)生采樣時(shí)鐘，所述采樣時(shí)鐘具有基于所述信號光的碼率而預(yù)設(shè)的頻率并且與所述信號光異步；數(shù)字轉(zhuǎn)換單元，其按照所述采樣時(shí)鐘信號的頻率對由所述光電轉(zhuǎn)換單元獲得的電信號進(jìn)行采樣，并將所述電信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號；以及數(shù)字信號處理單元，其基于從由所述數(shù)字轉(zhuǎn)換單元獲得的數(shù)字信號而獲得的復(fù)數(shù)數(shù)字信號，對接收的信號進(jìn)行解調(diào)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光接收裝置，其中， 所述數(shù)字信號處理單元包括檢測單元，其檢測所述信號光的碼率與所述采樣時(shí)鐘信號之間 的相位差，以及采樣單元，其基于由所述檢測單元檢測到的相位差，按照作為采樣率的二分之一的整數(shù)倍的頻率，對所述復(fù)數(shù)數(shù)字信號進(jìn)行采樣，并 且所述數(shù)字信號處理單元使用由所述采樣單元釆樣的復(fù)數(shù)數(shù)字信號， 來對接收的信號進(jìn)行解調(diào)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的光接收裝置，其中，所述數(shù)字信號處理單元包括補(bǔ)償單元，該補(bǔ)償單元對所述復(fù)數(shù)數(shù)字 信號進(jìn)行波形失真補(bǔ)償，所述采樣單元基于由所述補(bǔ)償單元進(jìn)行了波形失真補(bǔ)償?shù)膹?fù)數(shù)數(shù)字 信號來進(jìn)行采樣，并且，所述檢測單元基于由所述補(bǔ)償單元進(jìn)行了波形失真補(bǔ)償?shù)膹?fù)數(shù)數(shù)字 信號來檢測相位差。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的光接收裝置，其中，所述采樣單元包括抽取/內(nèi)插單元，該抽取/內(nèi)插單元從所述復(fù)數(shù)數(shù)字信號中間除信號或者向所 述該復(fù)數(shù)數(shù)字信號中插入信號，以按照作為所述信號光的頻率的二分之 一的整數(shù)倍的頻率來進(jìn)行采樣。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的光接收裝置，其中，所述采樣單元包括下 采樣單元，該下采樣單元進(jìn)行下采樣，以使得所述復(fù)數(shù)數(shù)字信號具有所 述信號光的采樣率。
6、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的光接收裝置，其中，所述抽取/內(nèi)插單元包括計(jì)算單元，其基于由所述檢測單元檢測到的相位差和所述采樣時(shí)鐘 信號的頻率來計(jì)算所述信號光的頻率，以及觸發(fā)器電路，其按照由所述計(jì)算單元計(jì)算出的頻率，對所述復(fù)數(shù)數(shù) 字信號進(jìn)行重定時(shí)。
7、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的光接收裝置，其中，所述抽取/內(nèi)插單元包括閾值判斷單元，其對由所述檢測單元檢測到的相位差進(jìn)行積分，并且每當(dāng)積分值超過預(yù)定閾值時(shí)輸出信號；計(jì)算單元，其基于由所述閾值判斷單元輸出的信號的頻率和所述采樣時(shí)鐘信號的頻率，來計(jì)算所述信號光的頻率；以及緩沖器，其存儲所述復(fù)數(shù)數(shù)字信號，按照由所述計(jì)算單元計(jì)算出的頻率輸出所存儲的數(shù)字信號，并且每當(dāng)所述閾值判斷單元輸出信號時(shí)清 除所存儲的復(fù)數(shù)數(shù)字信號，由此來間除信號。
8、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的光接收裝置，其中，所述下釆樣單元包括 分離單元，其將所述復(fù)數(shù)數(shù)字信號時(shí)間分離為兩個(gè)信號； 平均計(jì)算單元，其對由所述分離單元進(jìn)行時(shí)間分離而得到的各個(gè)信號的信號強(qiáng)度進(jìn)行平均；以及選擇器，其在由所述分離單元進(jìn)行時(shí)間分離而得到的信號中選擇并 采樣出由所述平均計(jì)算單元計(jì)算出的平均信號強(qiáng)度較大的信號。
9、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的光接收裝置，其中，所述下采樣單元包括: 分離單元，其將所述復(fù)數(shù)數(shù)字信號時(shí)間分離為兩個(gè)信號；以及加法單元，其將由所述分離單元進(jìn)行時(shí)間分離而得到的信號相加。
10、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的光接收裝置，該光接收裝置還包括 分離單元，其將所述復(fù)數(shù)數(shù)字信號時(shí)間分離為具有所述信號光的頻率的數(shù)字信號；以及微分計(jì)算單元，其計(jì)算由所述時(shí)間分離單元進(jìn)行了時(shí)間分離的復(fù)數(shù)數(shù)字信號的微分，其中，所述抽取/內(nèi)插單元包括符號反轉(zhuǎn)判斷單元，每當(dāng)由所述微分計(jì)算單元計(jì)算出的各微分中的 任一個(gè)從負(fù)值變?yōu)檎禃r(shí)，該符號反轉(zhuǎn)判斷單元輸出一信號，計(jì)算單元，其基于由所述符號反轉(zhuǎn)判斷單元輸出的信號的頻率和所述時(shí)鐘信號的頻率，來計(jì)算所述信號光的碼率，以及緩沖器，其存儲由所述數(shù)字轉(zhuǎn)換單元獲得的數(shù)字信號，按照由所述 計(jì)算單元計(jì)算出的碼率輸出所存儲的復(fù)數(shù)數(shù)字信號，并且每當(dāng)所述符號判斷單元輸出信號時(shí)清除所存儲的復(fù)數(shù)數(shù)字信號。
11、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的光接收裝置，該光接收裝置還包括 確定單元，該確定單元基于由所述采樣單元采樣的復(fù)數(shù)數(shù)字信號來確定補(bǔ)償參數(shù)，其中，所述補(bǔ)償單元使用由所述確定單元確定的補(bǔ)償參數(shù)來進(jìn)行波形失真 補(bǔ)償。
12、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光接收裝置，該光接收裝置還包括 低通濾波器，該低通濾波器讓所述復(fù)數(shù)數(shù)字信號中的低頻分量通過，其中，所述數(shù)字信號處理單元對通過所述低通濾波器的低頻分量進(jìn)行解調(diào)。
13、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光接收裝置，該光接收裝置還包括 低通濾波器，該低通濾波器讓由所述光電轉(zhuǎn)換單元轉(zhuǎn)換出的電信號中的低頻分量通過，其中，所述數(shù)字轉(zhuǎn)換單元對通過所述低通濾波器的信號進(jìn)行采樣。
14、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光接收裝置，其中，所述采樣時(shí)鐘產(chǎn)生單元振蕩出時(shí)鐘信號，該時(shí)鐘信號的頻率大于所述信號光的頻率的二分 之一的整數(shù)倍。
15、 一種數(shù)字接收電路，該數(shù)字接收電路通過使用一復(fù)數(shù)數(shù)字信號 來對接收的信號進(jìn)行解調(diào)，所述復(fù)數(shù)數(shù)字信號是通過按照與信號光的碼 率的二分之一的整數(shù)倍不同的頻率對能夠重構(gòu)所述信號光的復(fù)數(shù)電場信 號的電信號進(jìn)行采樣而獲得的，所述數(shù)字接收電路包括-采樣單元，其按照作為所述信號光的碼率的二分之一的整數(shù)倍的頻率，對從所述數(shù)字信號獲得的復(fù)數(shù)數(shù)字信號進(jìn)行采樣；以及解調(diào)單元，其通過使用由所述采樣單元采樣的復(fù)數(shù)數(shù)字信號，對接收的信號進(jìn)行解調(diào)。
全文摘要
本發(fā)明涉及光接收裝置和數(shù)字接收電路。光接收裝置包括組合單元，其組合信號光和參考光；光電轉(zhuǎn)換單元，其將能夠重構(gòu)由所述組合單元獲得的信號光的復(fù)數(shù)電場信號的兩個(gè)或更多個(gè)光信號轉(zhuǎn)換為電信號；以及采樣時(shí)鐘產(chǎn)生單元，其產(chǎn)生采樣時(shí)鐘，所述采樣時(shí)鐘具有基于所述信號光的碼率而預(yù)設(shè)的頻率并且與所述信號光異步。光接收裝置還包括數(shù)字轉(zhuǎn)換單元，其按照所述采樣時(shí)鐘信號的頻率對由所述光電轉(zhuǎn)換單元獲得的電信號進(jìn)行采樣，并將所述電信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號；以及數(shù)字信號處理單元，其基于從由所述數(shù)字轉(zhuǎn)換單元獲得的數(shù)字信號而獲得的復(fù)數(shù)數(shù)字信號，對接收的信號進(jìn)行解調(diào)。
文檔編號H04B10/148GK101610114SQ20091013748
公開日2009年12月23日 申請日期2009年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月19日
發(fā)明者中島久雄, 玲 劉, 星田剛司, 磊 李, 谷村崇仁 申請人:富士通株式會(huì)社