[发明专利]产生并检测光差分可变多级相移键控/脉冲振幅调制(ODVMPSK/PAM)信号的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及高速光通信的领域，更具体地涉及用于产生和检测具有 高的频谱和功率效率的振幅和差分相位编码的信号的方法和装置。

背景技术

支持具有高接收机灵敏度的高频谱效率光通信需求的光调制格式 对将来的自由空间和陆地光通信是有吸引力的。光差分多级相移键控 (ODMPSK(optical differential multi-level phase shift keying)) 是获得高频谱效率的调制格式类型。已经提出具有3比特/符号(symbol) 的光差分8阶相移键控(OD8PSK)格式(见，例如，C.Kim等人的 “Direct-detection optical differential 8-level phase-shift keying(OD8PSK)for spectrally efficient transmission”Optics Express vol.12，pp.3415-3421，2004)。也已经提出将ODMPSK和脉 冲振幅调制(PAM(phase amplitude modulation))组合使用以得到高 的频谱效率。已经展示了基于差分正交相移键控(DQPSK)和4阶脉冲振 幅调制格式(PAM)的4比特/符号(或16态)调制格式(见，例如，K.Sekine 等人的“Proposal And Demonstration Of 10-G Symbol/sec，16-ary (40Gb/s)Optical Modulation/Demodulation Scheme”，Proceeding of European Conference on Optical Communication(ECOC’04，paper We3.4.5，2004)。不幸地是，这些类型的调制格式具有几个缺点。

更具体地，这些类型的调制格式的主要缺点是由于其符号星座效率 低所导致的接收机敏感度差：一般说来，对于给定的平均信号功率，为 了具有对噪声高免疫的信号，期望使在调制格式的星座图中的符号之间 的最小距离最大化。此外，对ODMPSK和ODMPSK/PAM的检测是非常复杂 的。对于ODMPSK，需要高度稳定的光解调器。还要求每个解调器能够补 偿由于周围温度改变或者信号载波频率漂移而造成的其干涉臂 (interfering arm)之间的相对相位的变化。

发明内容

使用根据本发明的原理的方法和装置来生成多级相位和振幅调制 信号，以使对于该信号可能的多个振幅级(amplitude level)中的每 一个具有多个相位态，相位态的数目随振幅级的增加而增加，其中该多 级相位和振幅调制信号具有较高的星座，并且不遭受与已知方法相关联 的缺陷。在本发明的示例性实施例中，实现了功率-效率多级相位和振 幅调制信号，其中分配给给定的振幅级的相位态的数目与该振幅的大小 大致成比例，即，越大的振幅级被分配越多的相位态。该调制格式下文 中称为光差分可变多级相移键控/脉冲振幅调制(ODVMPSK/PAM)。

在本发明的另一方面，提供用于接收ODVMPSK/PAM信号的方案，其 是通用的并且可以以简单的方式来实现。

附图说明

图1A到1C分别是OD32PSK、ODQPSK/PAM8和40态ODVMPSK/PAM4 信号调制格式的星座图，其中信号平均功率被归一化。

图2是根据本发明的144态ODVMPSK/PAM8信号调制格式的星座图， 其中信号平均功率被归一化。

图3是根据本发明的用于调制ODVMPSK/PAM信号的调制器装置的示 例性实施例的方框图。

图4是根据本发明的用于接收ODVMPSK/PAM信号的接收机装置的示 例性实施例的方框图。

具体实施方式