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专利号: 2020102283015
申请人: 南京信息工程大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-08-12
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种正交模分复用信号的接收方法,其特征在于,所述接收方法包括:对于传输过来的正交复用信号,首先对模组间的色散进行抑制并且消除不同信号之间的时延,其次,将各个正交模式的信号光进行分离,继而对分离得到的不同模式的光信号进行接收,并采用MIMO技术对接收信号进行数字信号处理;

所述正交复用信号的生成过程包括以下步骤:利用空间光调制器产生不同有效半径的模场,经过调制后将各个不同模场半径的光的模式进行光子耦合,形成多个圆环状的复用模场,各个模式的模场之间呈不互相叠加的同心圆环分布,各个模式之间具有正交性;

所述对模组间的色散进行抑制并且消除不同信号之间的时延的过程包括:探测得到信号光波波前相位信息,基于波前相位信息获取波前相位的畸变漂移结果;

接收波前探测器发送的波前相位信息,利用共轭光束重构出波前的相位信息来作为控制信号;根据波前控制器中重构出的波前相位信息,改变空间光调制器的外加电场,继而改变空间光调制器的相位特征以实现对波前的补偿。

2.根据权利要求1所述的正交模分复用信号的接收方法,其特征在于,所述将各个正交模式的信号光进行分离的过程包括:对正交模场进行调制,将正交模场分离成一个个有效半径不同的圆形模场。

3.根据权利要求1所述的正交模分复用信号的接收方法,其特征在于,所述对分离得到的不同模式的光信号进行接收的过程包括:将不同相位的模式以及X,Y两种偏振态分开接收。

4.根据权利要求1所述的正交模分复用信号的接收方法,其特征在于,所述采用MIMO技术对接收信号进行数字信号处理的过程包括:对I路和Q路进行正交化处理;

对接收端的采样时钟进行同步处理,使其和发送端的采样时钟一致;

将接收信号分成若干个小段,采用FFT将时域信号转变成频域信号,乘上频域的补偿函数,得到频域补偿后的信号,再进行IFFT变换得到时域补偿后的信号;

采用归一化LMS算法对接收信号进行MIMO均衡处理;对接收信号进行频偏估计和相位恢复处理。

5.根据权利要求4所述的正交模分复用信号的接收方法,其特征在于,所述对接收信号进行频偏估计的过程包括:

通过对相邻两个符号之间的相位差做四次方计算,取连续的多个符号的频偏值作为频偏的估计值。

6.一种正交模分复用信号的接收系统,其特征在于,所述接收系统包括依次连接的波前匹配补偿装置、正交模组匹配分离装置、相干接收装置、数字信号处理模块和空间光调制器;

所述空间光调制器用于产生不同有效半径的模场,经过调制后将各个不同模场半径的光的模式进行光子耦合,形成多个圆环状的复用模场,各个模式的模场之间呈不互相叠加的同心圆环分布,各个模式之间具有正交性;

所述波前匹配补偿装置与少模光纤连接,用于接收通过少模光纤传输过来的正交复用信号,对模组间的色散进行抑制并且消除不同信号之间的时延;

正交模组匹配分离装置用于将各个正交模式的信号光进行分离;

所述相干接收装置用于对分离得到的不同模式的光信号进行接收;

所述数字信号处理模块用于采用MIMO技术对接收信号进行数字信号处理;

所述波前匹配补偿装置包括依次连接的波前探测器、波前控制器和波前校正器;

所述波前探测器用于探测得到波前相位信息,基于波前相位信息获取波前相位的畸变漂移结果;

所述波前控制器用于接收波前探测器发送的波前相位信息,利用共轭光束重构出波前的相位信息来作为控制信号;

所述波前校正器与空间光调制器连接,用于根据波前控制器中重构出的波前相位信息,改变空间光调制器的外加电场,继而改变空间光调制器的相位特征以实现对波前的补偿。

7.根据权利要求6所述的正交模分复用信号的接收系统,其特征在于,所述相干接收装置包括信号光模式分离模块、本振光模式分离模块、双偏振IQ接收机、X态偏振分集接收机、Y态偏振分离接收机;

所述信号光模式分离模块用于对接收光信号做模式分离处理,将分离得到的IQ信号发送至双偏振IQ接收机,将X态偏振态的信号光发送至X态偏振分集接收机,将Y态偏振态的信号光发送至Y态偏振分集接收机;

所述本振光模式分离模块用于对本振光信号做模式分离处理,将分离得到的IQ信号发送至双偏振IQ接收机,将X态偏振态的信号光发送至X态偏振分集接收机,将Y态偏振态的信号光发送至Y态偏振分集接收机。