[发明专利]使用频谱相关性对已调制信号的频谱形状进行无噪声测量

权利要求书

1.一种用于频谱表征沿着光通信链路传播的光信号的方法，所述光信号包括以数据携载信号带宽内的符号频率调制的数据携载信号成分以及噪声成分，所述方法包括：

测量所述数据携载信号带宽内的频谱范围上的所述光信号的光功率频谱，所测量到的光功率频谱包括与所述光信号的所述数据携载信号成分相关联的数据携载信号功率频谱成分和与所述光信号的所述噪声成分相关联的噪声功率频谱成分；

根据测量来确定对于所述光信号的一组频谱分量对的频谱相关函数，每一对中的所述频谱分量通过所述符号频率而彼此频谱分开，所述一组频谱分量对分别居中于所述频谱范围内的中心频率范围上的对应一组中心频率上，所测量到的频谱相关函数使每一对的频谱分量之间的相关强度与该对在所述中心频率范围上的中心频率相关；以及

使用处理器来基于所述光信号的所述测量到的光功率频谱来获得表示所述数据携载信号功率频谱成分的解，使得对于通过表示所述数据携载信号功率频谱成分的所述解中的所述符号频率而频谱分开的频谱分量对计算出的频谱相关函数匹配所述测量到的频谱相关函数，

其中，获得表示所述数据携载信号功率频谱成分的所述解包括：

提供将所述测量到的光功率频谱与所述测量到的频谱相关函数相关联的非线性回归模型；以及

使用所述非线性回归模型来确定表示所述数据携载信号功率频谱成分的所述解。

2. 根据权利要求1所述的方法，其中，获得表示所述数据携载信号功率频谱成分的所述解包括：

确定表示所述噪声功率频谱成分的解；以及

从表示所述噪声功率频谱成分的所述解和所述测量到的光功率频谱中推导出表示所述数据携载信号功率频谱成分的所述解。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述非线性回归模型包括一组可调整参数，所述可调整参数包括以下至少一个：

模型函数，其表示所述噪声功率频谱成分的归一化模型；

噪信比参数，其表示所述噪声功率频谱成分相对于所述数据携载信号功率频谱成分的相对振幅；以及

色散参数，其传达指示所述光信号的色散和偏振模色散中的至少之一的信息。

4.根据权利要求1所述的方法，还包括：基于所述测量到的光功率频谱和表示所述数据携载信号功率频谱成分的所述解来确定光信噪比（OSNR）。

5.根据权利要求1所述的方法，还包括：在所述光信号的多个偏振状态上对所述测量到的光功率频谱和所述测量到的频谱相关函数求平均。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，根据测量来确定所述测量到的频谱相关函数包括：测量分别与所述光信号中的通过所述符号频率而频谱分开的所述一组频谱分量对相关联的一组拍频分量对的拍音振幅函数，每一对中的拍频分量通过低于所述符号频率的拍音频率而彼此频谱分开，所述拍音振幅函数表示所述测量到的频谱相关函数。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述符号频率与所述拍音频率的比率在10³至10⁶范围内。

8.根据权利要求6所述的方法，其中，测量所述拍音振幅函数包括：

根据所述光信号生成包括第一图像信号和第二图像信号的双边带信号，所述第一图像信号和所述第二图像信号表示所述光信号的边带图像，所述第一图像信号和所述第二图像信号通过频谱移位而彼此频谱分开，所述频谱移位等于所述符号频率加上或减去所述拍音频率；

检测并频谱解析所述频谱范围内的所述双边带信号；以及

根据检测到的所述双边带信号来确定所述一组拍频分量对的所述拍音振幅函数，其中每一对中的一个拍频分量与所述第一图像信号相关联并且另一拍频分量与所述第二图像信号相关联。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，检测并频谱解析所述双边带信号还包括：

生成具有可调谐本地振荡器（LO）频率的本地振荡器（LO）信号；

将所述LO信号与所述双边带信号组合成组合信号；以及

在扫描所述频谱范围内的所述可调谐LO频率时检测所述组合信号。