專利名稱：I-q調(diào)制發(fā)射機和控制i-q路間相位偏置的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光通信領(lǐng)域，特別涉及一種I-Q調(diào)制發(fā)射機和控制I-Q路間相位偏置的方法。
背景技術(shù)：
隨著Internet技術(shù)的發(fā)展以及各種語音、數(shù)據(jù)及圖像傳輸業(yè)務(wù)的蓬勃發(fā)展，光傳 輸系統(tǒng)的容量需求也在不斷增長。為了滿足光傳輸系統(tǒng)不斷增長的容量需求，近幾年來， 在光通信領(lǐng)域出現(xiàn)了許多新的調(diào)制格式，如QPSK(Quadrature Phase-Shift Keying，四相 移相鍵控)、DPSK (Differential PhaseShift Keying,差分相移鍵控)、QAM(Quadrature Amplitude Modulation，正交幅度調(diào)制)等，其中QPSK采用四進(jìn)制調(diào)制格式，具有頻譜利用 率很高、抗非線性能力強、對色散、偏振模色散的容忍度高等優(yōu)點，所以有望成為下一代光 傳輸系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)之一。參見圖1，典型的QPSK發(fā)射機包括激光器101、分路器102、I路調(diào)制器107、Q路 調(diào)制器108、相位偏置器109和合路器110，其中，激光器101發(fā)出的光信號經(jīng)分路器102后 分成I路光信號103和Q路光信號104，分別經(jīng)過I路調(diào)制器107的I路調(diào)制信號105和Q 路調(diào)制器108的Q路調(diào)制信號106調(diào)制后，經(jīng)過I路調(diào)制器107后輸出的信號為調(diào)制后的I 路光信號103’，經(jīng)過Q路調(diào)制器108后輸出的信號為調(diào)制后的Q路光信號104’，經(jīng)過相位 偏置器109后輸出的信號為偏置后的Q路光信號104”。上述調(diào)制后的I路光信號103’和 偏置后的Q路光信號104”應(yīng)該是正交的(即I-Q路間的夾角應(yīng)該為η/2)，為了保證他們 的正交，相位偏置器109的相位偏置必須為π /2，而實際中相位偏置器109的相位偏置往往 會存在相位誤差，很難達(dá)到嚴(yán)格為η/2。為了保證相位偏置為η/2，通常采用反饋控制的 方法對相位偏置器109進(jìn)行控制，參見圖1，其中相位監(jiān)控裝置112為現(xiàn)有技術(shù)提供的一種 對相位偏置器109進(jìn)行反饋控制，使相位偏置器109的相位偏置為π /2的裝置，其實現(xiàn)原 理如下假設(shè)I-Q路間的夾角為π/2+θ (Θ為相位誤差)、1路調(diào)制信號105和Q路調(diào)制信 號106分別為D1和Dq ；取樣器111提取出的信號S1 = DJjDeexp (j θ )，通過模平方器112a 對信號S1進(jìn)行平方處理得到信號S2 = DI2+DQ2-2DIDQsin θ，然后將信號S2、I路調(diào)制信號105 和Q路調(diào)制信號106通過乘法器112b進(jìn)行相乘，并通過平均器112c求統(tǒng)計平均，得到相位 誤差信號S3 = -2sin θ ^-2 θ，通過相位誤差信號S3控制相位調(diào)節(jié)器112d對相位偏置器 109進(jìn)行調(diào)制，保證相位偏置器109的相位偏置為π /2。在實現(xiàn)本發(fā)明的過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)至少存在以下問題1)通過相乘、統(tǒng)計平均的方法所得到的相位誤差信號與I-Q路信號的幅值有直接 關(guān)系，當(dāng)I-Q路信號的幅值在其變化周期內(nèi)存在一定的幅度波動時，得到的相位誤差信號 與實際的相位誤差將存在較大的誤差，無法準(zhǔn)確估計相位誤差。2)通過相乘、統(tǒng)計平均的方法消除信號S2中的隨機常數(shù)項，需要一定的存儲設(shè)備； 并且，為了確定最佳的平均長度，需要相應(yīng)的長度估計算法，從而加大了系統(tǒng)的復(fù)雜度和實現(xiàn)的難度，降低了其實用性。3)由于sine θ在θ << Irad時才成立，所以現(xiàn)有技術(shù)只適用于相位誤差較小的情況，而在實際應(yīng)用中由于器件的性能各不相同，其相位誤差也各不相同，所以現(xiàn)有技 術(shù)的實際應(yīng)用效果較差，應(yīng)用范圍較窄。

發(fā)明內(nèi)容
為了提高控制I-Q路間相位偏置的準(zhǔn)確性，本發(fā)明實施例提供了一種I-Q調(diào)制發(fā) 射機和控制I-Q路間相位偏置的方法。所述技術(shù)方案如下一方面，本發(fā)明實施例提供了一種I-Q調(diào)制發(fā)射機，包括I路調(diào)制器、Q路調(diào)制器、 相位偏置模塊、合路器、取樣器和相位監(jiān)測裝置，所述取樣器，用于從所述合路器輸出的第一信號中取樣得到第二信號，并將所述 第二信號輸出；所述相位監(jiān)測裝置包括模平方模塊，用于接收所述第二信號，并對所述第二信號進(jìn)行模平方，得到并輸出 第一模平方信號，所述第一模平方信號包括第一 I-Q路平方信號、第一 I-Q路乘積信號和第 一 I-Q路相位信號；I-Q路平方信號構(gòu)造模塊，用于接收所述I路調(diào)制器的I路調(diào)制信號和所述Q路調(diào) 制器的Q路調(diào)制信號，將所述I路調(diào)制信號和所述Q路調(diào)制信號構(gòu)造為與所述第一 I-Q路 平方信號相同的第二 I-Q路平方信號并輸出；或用于接收所述I路調(diào)制器調(diào)制后的I路光 信號和所述Q路調(diào)制器調(diào)制后的Q路光信號，將所述調(diào)制后的I路光信號和所述調(diào)制后的 Q路光信號構(gòu)造為與所述第一 I-Q路平方信號相同的第二 I-Q路平方信號并輸出；減法模塊，用于接收所述第一模平方信號、所述第二 I-Q路平方信號，并將所述第 一模平方信號減去所述第二 I-Q路平方信號，得到并輸出第二模平方信號，所述第二模平 方信號包括所述第一 I-Q路乘積信號和所述第一 I-Q路相位信號；判斷模塊，用于接收所述第二模平方信號，并判斷所述第二模平方信號是否為0， 當(dāng)判斷結(jié)果為所述第二模平方信號為0時，將為0的所述第二模平方信號輸入到所述相位 偏置模塊；所述相位偏置模塊，用于接收所述判斷模塊輸入的為0的所述第二模平方信號， 根據(jù)為O的所述第二模平方信號對所述調(diào)制后的Q路光信號進(jìn)行相位偏置，得到并輸出偏 置后的Q路光信號；合路器，用于接收所述調(diào)制后的I路光信號和所述偏置后的Q路光信號，并將所述 調(diào)制后的I路光信號和所述偏置后的Q路光信號合成一路，得到并輸出所述第一信號。一方面，本發(fā)明實施例提供了一種控制I-Q路間相位偏置的方法，所述方法包括接收第二信號，并對所述第二信號進(jìn)行模平方，得到并輸出第一模平方信號，所述 第一模平方信號包括第一 I-Q路平方信號、第一 I-Q路乘積信號和第一 I-Q路相位信號；接收I路調(diào)制信號和Q路調(diào)制信號，將所述I路調(diào)制信號和所述Q路調(diào)制信號構(gòu) 造為與所述第一 I-Q路平方信號相同的第二 I-Q路平方信號并輸出；或接收調(diào)制后的I路 光信號和調(diào)制后的Q路光信號，將所述調(diào)制后的I路光信號和所述調(diào)制后的Q路光信號構(gòu) 造為與所述第一 I-Q路平方信號相同的第二 I-Q路平方信號并輸出；
接收所述第一模平方信號、所述第二 I-Q路平方信號，并將所述第一模平方信號 減去所述第二 I-Q路平方信號，得到并輸出第二模平方信號，所述第二模平方信號包括所 述第一 I-Q路乘積信號和所述第一 I-Q路相位信號；接收所述第二模平方信號，并判斷所述第二模平方信號是否為0，當(dāng)判斷結(jié)果為所 述第二模平方信號為0時，輸出為0的所述第二模平方信號，為0的所述第二模平方信號用 于控制對所述調(diào)制后的Q路光信號進(jìn)行相位偏置。本發(fā)明實施例提供的技術(shù)方案的有益效果是通過構(gòu)造與I-Q路平方信號相同的信號，將I-Q路平方信號消除，避免了由于I-Q 路平方造成的隨機常數(shù)項的影響，使得到的相位誤差信號與I-Q路信號的幅值無關(guān)，消除 了 I-Q路信號幅值及其波動對獲取相位誤差信號的影響，可以準(zhǔn)確估計出相位誤差，提高 了控制I-Q路間相位偏置的準(zhǔn)確性；并且，不需要通過統(tǒng)計平均的方法消除信號中的隨機 常數(shù)項，避免了確定平均長度的難題和需要額外的存儲設(shè)備的問題，減小了系統(tǒng)的復(fù)雜度 和實現(xiàn)的難度，增大了其實用性。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)提供的一種I-Q調(diào)制發(fā)射機的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明實施例1提供的第一種I-Q調(diào)制發(fā)射機的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明實施例1提供的第二種I-Q調(diào)制發(fā)射機的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本發(fā)明實施例1提供的第三種I-Q調(diào)制發(fā)射機的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本發(fā)明實施例1提供的第四種I-Q調(diào)制發(fā)射機的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是本發(fā)明實施例1提供的第五種I-Q調(diào)制發(fā)射機的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7是本發(fā)明實施例2提供的另一種I-Q調(diào)制發(fā)射機的結(jié)構(gòu)示意圖；圖8是本發(fā)明實施例3提供的又一種I-Q調(diào)制發(fā)射機的結(jié)構(gòu)示意圖；圖9是本發(fā)明實施例4提供的一種控制I-Q路間相位偏置的方法流程圖。
具體實施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明實施方 式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。實施例1參見圖2，本發(fā)明實施例提供了一種I-Q調(diào)制發(fā)射機，包括激光器201、分路器202、I路調(diào)制器207、Q路調(diào)制器208、相位偏置模塊209、合路 器210、取樣器211和相位監(jiān)測裝置212。需要說明的是，激光器201、分路器202、I路調(diào)制器207、Q路調(diào)制器208、合路器 210和取樣器211、以及下面涉及到的I路光信號203、Q路光信號204、調(diào)制后的I路光信號 203’、調(diào)制后的Q路光信號204’、偏置后的Q路光信號204”、I路調(diào)制信號205和Q路調(diào)制 信號206，與激光器101、分路器102、I路調(diào)制器107、Q路調(diào)制器108、合路器110和取樣器 111、以及I路光信號103、Q路光信號104、調(diào)制后的I路光信號103’、調(diào)制后的Q路光信號 104’、偏置后的Q路光信號104”、1路調(diào)制信號105和Q路調(diào)制信號106本質(zhì)上沒有什么不 同，只是為了描述的需要，標(biāo)號不同而已；并且需要說明的是，相位偏置模塊209與相位偏置器109的作用基本相同，只是相位偏置模塊209還可能包括反函數(shù)單元209a，詳見下面的 具體描述。取樣器211，用于從合路器210輸出的第一信號中取樣得到第二信號，并將第二信 號輸出；相位監(jiān)測裝置212包括模平方模塊212a，用于接收第二信號，并對第二信號進(jìn)行模平方，得到并輸出第一 模平方信號，第一模平方信號包括第一 I-Q路平方信號、第一 I-Q路乘積信號和第一 I-Q路 相位信號；I-Q路平方信號構(gòu)造模塊212b，用于接收I路調(diào)制器207的I路調(diào)制信號205和 Q路調(diào)制器208的Q路調(diào)制信號206，將I路調(diào)制信號205和Q路調(diào)制信號206構(gòu)造為與第 一 I-Q路平方信號相同的第二 I-Q路平方信號并輸出；或用于接收I路調(diào)制器調(diào)制后的I 路光信號203’和Q路調(diào)制器調(diào)制后的Q路光信號204’，將調(diào)制后的I路光信號203’和調(diào) 制后的Q路光信號204’構(gòu)造為與第一 I-Q路平方信號相同的第二 I-Q路平方信號并輸出；減法模塊212c，用于接收第一模平方信號、第二 I-Q路平方信號，并將第一模平方 信號減去第二 I-Q路平方信號，得到并輸出第二模平方信號，第二模平方信號包括第一 I-Q 路乘積信號和第一 I-Q路相位信號；判斷模塊212d，用于接收第二模平方信號，并判斷第二模平方信號是否為0，當(dāng)判 斷結(jié)果為第二模平方信號為ο時，將為ο的第二模平方信號輸入到相位偏置模塊209 ；相位偏置模塊209，用于接收判斷模塊212d輸入的為0的第二模平方信號，根據(jù) 為0的第二模平方信號對調(diào)制后的Q路光信號進(jìn)行相位偏置，得到并輸出偏置后的Q路光 信號204”；合路器210，用于接收調(diào)制后的I路光信號203’和偏置后的Q路光信號204”，并 將調(diào)制后的I路光信號203’和偏置后的Q路光信號204”合成一路，得到并輸出第一信號。進(jìn)一步地，參見圖3，判斷模塊212d，還用于當(dāng)判斷結(jié)果為第二模平方信號不為0 時，將不為0的第二模平方信號輸入到除法模塊212e ；相應(yīng)地，相位監(jiān)測裝置212還包括I-Q路乘積信號構(gòu)造模塊212f，用于接收I路調(diào)制器207的I路調(diào)制信號205和 Q路調(diào)制器208的Q路調(diào)制信號206，將I路調(diào)制信號205和Q路調(diào)制信號206構(gòu)造為與第 一 I-Q路乘積信號相同的第二 I-Q路乘積信號并輸出；或用于接收I路調(diào)制器207調(diào)制后 的I路光信號203’和Q路調(diào)制器208調(diào)制后的Q路光信號204’，將調(diào)制后的I路光信號 203’和調(diào)制后的Q路光信號204’構(gòu)造為與第一 I-Q路乘積信號相同的第二 I-Q路乘積信 號并輸出；除法模塊212e，用于接收判斷模塊212d輸入的不為0的第二模平方信號、第二 I-Q路乘積信號，并將第二模平方信號除以第二 I-Q路乘積信號，得到并輸出第三模平方信 號，第三模平方信號包括第一 I-Q路相位信號；相位偏置模塊209，還用于接收第三模平方信號，根據(jù)第三模平方信號對調(diào)制后的 Q路光信號進(jìn)行相位偏置，得到并輸出偏置后的Q路光信號。進(jìn)一步地，參見圖4，相位偏置模塊209包括反函數(shù)單元209a，用于接收第三模平方信號，計算第三模平方信號的反函數(shù)，得到并輸出第三模平方信號對應(yīng)的相位信號；相位偏置器209b，用于接收反函數(shù)單元209a輸出的相位信號，根據(jù)相位信號對調(diào)制后的Q路光信號進(jìn)行相位偏置，得到并輸出偏置后的Q路光信號。其中，需要說明的是，反函數(shù)單元209a還可以設(shè)置在相位監(jiān)測裝置212中，即在除 法模塊212e之后設(shè)置反函數(shù)單元209a，然后將反函數(shù)單元209a輸出的相位信號輸入相位 偏置器209b。其中，參見圖5，I-Q路平方信號構(gòu)造模塊212b具體包括第一放大單元212bl，用于接收I路調(diào)制信號，并將I路調(diào)制信號放大，得到并輸出 放大后的I路調(diào)制信號；第一平方單元212b2，用于接收放大后的I路調(diào)制信號，并將放大后的I路調(diào)制信 號平方，得到并輸出第一 I路平方信號；第二放大單元212b3，用于接收Q路調(diào)制信號，并將Q路調(diào)制信號放大，得到并輸出 放大后的Q路調(diào)制信號；第二平方單元212b4，用于接收放大后的Q路調(diào)制信號，并將放大后的Q路調(diào)制信 號平方，得到并輸出第一 Q路平方信號；其中，第一 I路平方信號與第一 Q路平方信號之和與第二 I-Q路平方信號相同；相應(yīng)地，減法模塊212c，具體用于接收第一模平方信號、第一 I路平方信號和第一 Q路平方 信號，并將第一模平方信號減去第一 I路平方信號和第一Q路平方信號，得到并輸出第二模 平方信號。其中，參見圖6，I-Q路平方信號構(gòu)造模塊212b具體包括第一 I路取樣器212b5，用于接收調(diào)制后的I路光信號，從調(diào)制后的I路光信號中 取樣，得到并輸出I路取樣信號；第三平方單元212b6，用于接收I路取樣信號，并將I路取樣信號平方，得到并輸出 第二I路平方信號；第一 Q路取樣器212b7，用于接收調(diào)制后的Q路光信號，從調(diào)制后的Q路光信號中 取樣，得到并輸出Q路取樣信號；第四平方單元212b8，用于接收Q路取樣信號，并將Q路取樣信號平方，得到并輸出
第二Q路平方信號；其中，第二 I路平方信號與第二 Q路平方信號之和與第二 I-Q路平方信號相同；相應(yīng)地，減法模塊212c，具體用于接收第一模平方信號、第二 I路平方信號和第二 Q路平方 信號，并將第一模平方信號減去第二 I路平方信號和第二 Q路平方信號，得到并輸出第二模 平方信號。其中，參見圖5，上述I-Q路乘積信號構(gòu)造模塊212f具體包括第三放大單元212Π，用于接收I路調(diào)制信號，并將I路調(diào)制信號放大，得到并輸出 放大后的I路調(diào)制信號；第四放大單元212f2，用于接收Q路調(diào)制信號，并將Q路調(diào)制信號放大，得到并輸出 放大后的Q路調(diào)制信號；
第一乘法單元212f3，用于接收放大后的I路調(diào)制信號、放大后的Q路調(diào)制信號，并 將放大后的I路調(diào)制信號和放大后的Q路調(diào)制信號相乘，得到并輸出第二 I-Q路乘積信號。需要說明的是，第三放大單元212fl與第一放大單元212bl的作用相同，實際應(yīng)用 中可以只設(shè)置其中的一個，如只設(shè)置第一放大單元212bl，然后將第一放大單元212bl輸出 的放大后的I路調(diào)制信號分別輸入第一平方單元212b2和第一乘法單元212f3 ；第四放大 單元212f2與第二放大單元212b3的情況，跟第三放大單元212Π與第一放大單元212bl 的情況類似，不再贅述。其中，參見圖6，上述I-Q路乘積信號構(gòu)造模塊212f具體包括第二 I路取樣器212f4，用于接收調(diào)制后的I路光信號，從調(diào)制后的I路光信號中 取樣，得到并輸出I路取樣信號；第二 Q路取樣器212f5，用于接收調(diào)制后的Q路光信號，從調(diào)制后的Q路光信號中 取樣，得到并輸出Q路取樣信號；第二乘法單元212f6，用于接收I路取樣信號、Q路取樣信號，并將I路取樣信號與 Q路取樣信號相乘，得到并輸出第二 I-Q路乘積信號。需要說明的是，第二 I路取樣器212f4與第一 I路取樣器212b5的作用相同，實 際應(yīng)用中可以只設(shè)置其中的一個，如只設(shè)置第一 I路取樣器212b5，然后將第一 I路取樣器 212b5輸出的I路取樣信號分別輸入第三平方單元212b6和第二乘法單元212f6 ；第二 Q路 取樣器212f5與第一 Q路取樣器212b7的情況，跟第二 I路取樣器212f4與第一 I路取樣 器212b5的的情況類似，不再贅述。本實施例所述的I-Q調(diào)制發(fā)射機，通過平方相減、相除的方法，所得到的相位誤差 信號與I-Q路信號的幅值無關(guān)，消除了 I-Q路信號幅值及其波動對獲取相位誤差信號的影 響，獲取的相位誤差信號與I-Q路信號無關(guān)，從而可以更廣泛地應(yīng)用于其它調(diào)制系統(tǒng)，如幅 度、相位混合調(diào)制系統(tǒng)以及多進(jìn)制調(diào)制系統(tǒng)等；并且，通過平方相減的方法，消除了 I-Q路 信號的平方，避免了由于I-Q信號的平方造成的常數(shù)項的影響，并且不需要求統(tǒng)計平均，避 免了確定平均長度的難題和需要額外的存儲設(shè)備的問題，減小了系統(tǒng)的復(fù)雜度和實現(xiàn)的難 度，增大了其實用性；另外，通過求反函數(shù)的方法，可以得到精確的相位誤差信號，消除了對 I-Q路間相位誤差大小的限制，從而對環(huán)境的適應(yīng)性更強，使用范圍更廣(如當(dāng)I-Q路間相 位誤差大于Irad時仍然有效)。實施例2參見圖7，本發(fā)明實施提供了一種I-Q調(diào)制發(fā)射機，具體包括激光器301、分路器302、I路調(diào)制器307、Q路調(diào)制器308、相位偏置器309、合路器 310、取樣器311和相位監(jiān)測裝置312。需要說明的是，激光器301、分路器302、I路調(diào)制器307、Q路調(diào)制器308、相位偏置 器309、合路器310和取樣器311、以及下面涉及到的I路光信號303、Q路光信號304、調(diào)制 后的I路光信號303’、調(diào)制后的Q路光信號304’、偏置后的Q路光信號304”、I路調(diào)制信號 305和Q路調(diào)制信號306，與激光器101、分路器102、I路調(diào)制器107、Q路調(diào)制器108、相位 偏置器109、合路器110和取樣器111、以及I路光信號103、Q路光信號104、調(diào)制后的I路 光信號103’、調(diào)制后的Q路光信號104’、偏置后的Q路光信號104”、1路調(diào)制信號105和Q 路調(diào)制信號106本質(zhì)上沒有什么不同，只是為了描述的需要，標(biāo)號不同而已。
激光器301，用于輸出光信號。本實施中設(shè)激光器301的輸出功率為PTin，光信號的頻率為ω、初始相位為爐。分路器302，用于將激光器301發(fā)出的的光信號分成I路光信號303和Q路光信號 304。I路調(diào)制器307，用于對I路光信號303進(jìn)行調(diào)制，其輸入調(diào)制信號為I路調(diào)制信 號 305。Q路調(diào)制器308，用于對Q路光信號304進(jìn)行調(diào)制，其輸入調(diào)制信號為Q路調(diào)制信 號 306。需要說明的是，I路調(diào)制信號305和Q路調(diào)制信號306為數(shù)字信號，其值分別為1 與-1 (分別表示邏輯1與邏輯0)或-1與1 ；為了表述的方便將I路調(diào)制信號305表示為 D1, Q路調(diào)制信號306表示為Dq。相位偏置器309，用于對Q路調(diào)制器308輸出的偏置后的Q路光信號304”的相位
進(jìn)行偏置。合路器310，用于將調(diào)制后的I路光信號303’和偏置后的Q路光信號304”合成一 路輸出。根據(jù)QPSK的調(diào)制理論，當(dāng)相位偏置器309具有相位誤差θ時，即I-Q路信號之間 的夾角ST = ;r/2 + 0時，通過合路器310后輸出的信號S1(第一信號)為
S1 =K(D1+ JDq exp(./^)) exp(y^ + ]φ)(1)其中，D1和Dq分別為I路調(diào)制信號305和Q路調(diào)制信號306、尤=^^f表示
D1和Dq經(jīng)過調(diào)制器后的幅度值、Plin表示激光器301的輸出功率、ILdnsertionLoss，插入 損耗)為調(diào)制器的插入損耗、ω和識分別激光器301輸出光信號的頻率和初始相位。取樣器311，用于從合路器310輸出的信號S1中提取出信號S2 (第二信號)，并將 信號S2輸出。本實施中設(shè)取樣器311的分光百分率為α，則從合路器310輸出的信號S1中提取 到的信號S2為
S2 = κ4α (D1 + )D0 exp(y^)) exp(jat + ]φ) (2 )其中，α為取樣器311的分光百分率，式(2)中其它參數(shù)的具體含義與式(1)中 相同，此處不再贅述。相位監(jiān)測裝置312，用于監(jiān)測相位偏置器309的相位。相位監(jiān)測裝置312具體包 括模平方模塊312a、第一放大單元312b、第二放大單元312c、第一平方單元312d、第二平 方單元312e、減法模塊312f、判斷模塊312g、乘法單元312h、除法模塊312i和反函數(shù)單元 312 j。需要說明的是，模平方模塊312a、第一放大單元312b、第二放大單元312c、第一平 方單元312d、第二平方單元312e、減法模塊312f、判斷模塊312g、除法模塊312i和反函數(shù) 單元312j，與實施例1中的模平方模塊212a、第一放大單元212bl、第二放大單元212b3、第 一平方單元212b2、第二平方單元212b4、減法模塊212c、判斷模塊212d、除法模塊212e和反函數(shù)單元209a本質(zhì)上沒有什么不同，只是為了描述的需要，標(biāo)號不同而已；并且需要說 明的時，本實施例中乘法單元312h與第一乘法單元212f3的作用相同。其中，模平方模塊312a，用于接收來自取樣器311的信號S2，并對信號S2進(jìn)行模平 方運算，得到并輸出信號S3 (第一模平方信號)。信號S3具體為<formula>formula see original document page 14</formula>(3)其中，式(3)中各個參數(shù)的含義同式(1)、式(2)，此處不再贅述。需要說明的是， 式⑶中的K2a (D/+D,,2)與I-Q路信號的平方相關(guān)，可稱為第一 I-Q路平方信號；式(3)中 的K2 α DiDq與I-Q路信號的乘積相關(guān)，可稱為第一 I-Q路乘積信號；-2sin θ與相位誤差θ 相關(guān)，可稱為第一 I-Q路相位信號。并且需要說明的是，實際應(yīng)用中，模平方模塊312a可以采用光電二級管、光電檢 測器、包絡(luò)檢波器等實現(xiàn)。其中，第一放大單元312b，用于接收并對I路調(diào)制信號305 (即D1)的信號進(jìn)行放 大，得到并輸出信號S4 (放大后的I路調(diào)制信號)；第二放大單元312c，用于接收并對Q路 調(diào)制信號306 (即Dq)的信號進(jìn)行放大，得到并輸出信號S5 (放大后的Q路調(diào)制信號)。需要說明的是，進(jìn)行放大時，根據(jù)實際的情況設(shè)置相應(yīng)的放大倍數(shù)。并且，第一放 大單元312b和第二放大單元312c可以采用FPGA (FieldProgrammable Gates Array，現(xiàn)場 可編程門陣列器件)編程實現(xiàn)，或通過一些硬件電路實現(xiàn)。其中，第一平方單元312d，用于接收并對第一放大單元312b的信號S4進(jìn)行平方 運算，得到信號S6 (第一 I路平方信號)；第二平方單元312e，用于接收并對第二放大單元 312c的信號S4進(jìn)行平方運算，得到信號S7 (第一 Q路平方信號)。需要說明的是，第一平方單元312d和第二平方單元312e可以采用FPGA編程實 現(xiàn)，或通過一些硬件電路實現(xiàn)。進(jìn)一步，需要說明的是，本實施例中對D1和Dq進(jìn)行放大和平方運算，是為了消 除式(3)中的K2a (D/+Dq2)項，即消除I-Q路平方信號造成的常數(shù)項影響，所以第一放大 單元312b和第二放大單元312c的放大倍數(shù)的取值為，從而信號民=K^D丨、信號 ^5 = K^cDq，相應(yīng)地信號 S6 = K2 α D/、信號 S7 = K2 α Dq2。其中，減法模塊312f，用于接收并計算模平方模塊301a的信號S3與第一平方單 元312d的信號S6和第二平方單元312e的信號S7的差，得到并輸出信號S8 (第二模平方信 號)。信號S8具體為<formula>formula see original document page 14</formula>(4)通過式(4)可以看出，當(dāng)S8SO時，則θ = (KD1 = 0或00 = 0，當(dāng)θ =0時，則
表明無相位偏差，無需調(diào)整；當(dāng)D1 = 0或0(3 = 0時，則I路和Q路必然正交，也無需調(diào)整。需要說明的是，減法模塊312f可以通過FPGA編程實現(xiàn)，或者通過加法器實現(xiàn)。其中，判斷模塊312g，用于接收并對減法模塊312f的信號S8進(jìn)行判斷，當(dāng)判斷 信號S8為0時，則將信號S8直接輸入到相位調(diào)節(jié)器313 ；否則，將信號S8輸入到除法模塊 312io其中，除法模塊312i，用于當(dāng)判斷模塊312g的判斷結(jié)果是減法模塊312f的信號S8不為ο時，接收信號S8和乘法模塊312h的信號S9 (第二 I-Q路乘積信號)，并對信號S8和 信號S9作除，得到并輸出信號Sltl(第三模平方信號)。其中，信號S9是乘法模塊312h對其接收到的第一放大單元312b的信號S4與第二 放大單元312c的信號S5進(jìn)行相乘得到的。信號S9具體為S9 = S4^S5 = K2 α D1Dgo需要說明的是，得到信號S9是為了消去式(4)中的K2 α DiDq，從而消去I-Q路信號 乘積的影響。從而信號Sltl具體為S10 = S8/S9 = -2K2 α D1DgSin θ /K2 α D1Dg = _2sin θ(5)并且需要說明的是，判斷模塊312g可以采用FPGA編程實現(xiàn)或采用其他可編程邏 輯器件編程實現(xiàn)；除法模塊312i可以采用FPGA編程實現(xiàn)，或通過一些硬件電路實現(xiàn)，如先 將乘法模塊312h的信號S9經(jīng)過倒數(shù)器處理，然后再通過乘法器與信號S8相乘。其中，反函數(shù)單元312j，用于接收并對除法模塊312i的信號Sltl進(jìn)行求反函數(shù)運 算，得到并輸出信號S11 (相位信號)。信號S11具體為Sn =arcsin(^5',0) = -6'(6)從式(6)可以看出，相位監(jiān)測裝置312的輸出的相位誤差信號為-θ，正好與相位 誤差θ相抵消，使得當(dāng)I-Q路間存在相位誤差θ時，可以將I-Q路間的夾角調(diào)節(jié)到π/2， 從而保證了 I-Q路間的夾角為η /2，到達(dá)I-Q路間相位正交的目的。需要說明的是，反函數(shù)單元312j可以采用FPGA (Field Programmable GatesArray，現(xiàn)場可編程門陣列器件)編程實現(xiàn)或采用其他可編程邏輯器件編程實現(xiàn)。并且需要說明的是，在一些對相位誤差要求較低的系統(tǒng)中，反函數(shù)單元312j可以 省略，這時可以將Sltl =-2sin θ ^-2 θ作為相位誤差信號，對I-Q路間的夾角進(jìn)行調(diào)節(jié)。另外需要說明的是，從本發(fā)明實施例可以看出，得到的誤差信號與Dp隊無關(guān)，所 以D1和Dq不用局限于1和-1，D1和Dq可以是任意值。需要說明的是，本實施例所述的相位監(jiān)測裝置312亦可用于監(jiān)測I-Q路間其他相 位偏差狀態(tài)，例如I-Q路間需要到達(dá)的夾角為Φ，當(dāng)相位誤差為θ時，則
《=K{D, + Dq exp(州 + j6)) exp(Ja)t + jcp)
^2 = k^(D1 + Dq exp(y^ + j0)) exp(y'^ + j<p)從而有S' 3= |S' 212 = K2 α (DI2+DQ2+2DIDQcos ( Φ + θ ))S' 8 = S' 3-K2 α Dj2-K2 α Dq2 = 2Κ2 α DiDqCos ( Φ + θ )S' 10 = 2Κ2 α DiDqCos ( φ + θ ) /K2 α DiDq = 2cos ( Φ + θ )
, 1 .5"u =arccos(-5'10) = ^ + 6'至此可以獲取到I-Q路間的夾角，根據(jù)獲取的I-Q路間的夾角對I-Q路間的夾角進(jìn)行精確控制。所以本發(fā)明實施例也可以用于其它的需要精確控制兩路信號之間夾角的系統(tǒng)。綜合本發(fā)明實施例可以看出，本發(fā)明實施例所述的方法可以應(yīng)用于需要I-Q路正交信號來進(jìn)行調(diào)制的光傳輸系統(tǒng)中，如QPSK、DQPSK(DifferentialQuadrature Phase Shift Keying，差分四相相移鍵控)、QAM等；也可以應(yīng)用于一些相位、幅度混合調(diào)制系統(tǒng) 中，如MASK(M-ary Amplitude Shift Keying，M進(jìn)制幅移鍵控)+DQPSK等；還可用于其他的 需要監(jiān)測或精確控制兩路信號間夾角的系統(tǒng)中。本實施例所述的I-Q調(diào)制發(fā)射機，通過平方相減、相除的方法，所得到的相位誤差 信號與I-Q路信號的幅值無關(guān)，消除了 I-Q路信號幅值及其波動對獲取相位誤差信號的影 響，獲取的相位誤差信號與I-Q路信號無關(guān)，從而可以更廣泛地應(yīng)用于其它調(diào)制系統(tǒng)，如幅 度、相位混合調(diào)制系統(tǒng)以及多進(jìn)制調(diào)制系統(tǒng)等；并且，通過平方相減的方法，消除了 I-Q路 信號的平方，避免了由于I-Q信號的平方造成的常數(shù)項的影響，并且不需要求統(tǒng)計平均，避 免了確定平均長度的難題和需要額外的存儲設(shè)備的問題，減小了系統(tǒng)的復(fù)雜度和實現(xiàn)的難 度，增大了其實用性；另外，通過求反函數(shù)的方法，可以得到精確的相位誤差信號，消除了對 I-Q路間相位誤差大小的限制，從而對環(huán)境的適應(yīng)性更強，使用范圍更廣(如當(dāng)I-Q路間相 位誤差大于Irad時仍然有效)。實施例3參見圖8，本發(fā)明實施提供了一種I-Q調(diào)制發(fā)射機，與實施例2中的I-Q調(diào)制發(fā)射 機的區(qū)別在于，用I路取樣器312k替代實施例2中的第一放大模塊312b，用Q路取樣器 3121替代實施例2中的第二放大模塊312c，下面具體描述用I路取樣器312k和Q路取樣 器3121分別如何實現(xiàn)第一放大模塊312b和第二放大模塊312c的功能。其中，I路取樣器312k和Q路取樣器3121的分光百分率為α，即與取樣器311的 分光百分率相同，I路取樣器312k從I路調(diào)制器307輸出的的調(diào)制后的I路光信號303’ 中提取到的信號《=尤(I路取樣信號)，與實施例2中通過將輸入I路調(diào)制解調(diào)器 302的I路調(diào)制信號305(即D1)經(jīng)過第一放大模塊放大足‘倍后得到的民=火V^D/相 同；Q路取樣器3121從Q路調(diào)制器308輸出的調(diào)制后的Q路光信號304’中提取到的信號 S5=K^Dq (Q路取樣信號)與第二放大模塊312c輸出的信號民=IV^D0相同；本實施例 中的其它裝置與實施例2中的相同，此處不再贅述。需要說明的是，本實施例中的I路取樣器312k、Q路取樣器3121，與實施例1中的 第一 I路取樣器212b5、第一 Q路取樣器212b7本質(zhì)上沒有什么不同，只是為了描述的需要， 標(biāo)號不同而已；并且需要說明的是，本實施例中的第一平方單元312d、第二平方單元312e、 乘法單元312h，分別與實施例1中的第三平方單元212b6、第四平方單元212b8、第二乘法單 元212f2的作用相同。本實施例所述的I-Q調(diào)制發(fā)射機，通過平方相減、相除的方法，所得到的相位誤差 信號與I-Q路信號的幅值無關(guān)，消除了 I-Q路信號幅值及其波動對獲取相位誤差信號的影 響，獲取的相位誤差信號與I-Q路信號無關(guān)，從而可以更廣泛地應(yīng)用于其它調(diào)制系統(tǒng)，如幅 度、相位混合調(diào)制系統(tǒng)以及多進(jìn)制調(diào)制系統(tǒng)等；并且，通過平方相減的方法，消除了 I-Q路 信號的平方，避免了由于I-Q信號的平方造成的常數(shù)項的影響，并且不需要求統(tǒng)計平均，避 免了確定平均長度的難題和需要額外的存儲設(shè)備的問題，減小了系統(tǒng)的復(fù)雜度和實現(xiàn)的難度，增大了其實用性；另外，通過求反函數(shù)的方法，可以得到精確的相位誤差信號，消除了對 I-Q路間相位誤差大小的限制，從而對環(huán)境的適應(yīng)性更強，使用范圍更廣(如當(dāng)I-Q路間相 位誤差大于Irad時仍然有效)；另外，本實施例可以通過I路取樣器和Q路取樣器直接獲 得需要的信號，不需要計算放大倍數(shù)，節(jié)省了計算。實施例4參見圖9，本實施例提供了一種控制I-Q路間相位偏置的方法，該方法包括401 接收第二信號，并對第二信號進(jìn)行模平方，得到并輸出第一模平方信號，第一 模平方信號包括第一 I-Q路平方信號、第一 I-Q路乘積信號和第一 I-Q路相位信號；402 接 收I路調(diào)制信號和Q路調(diào)制信號，將I路調(diào)制信號和Q路調(diào)制信號構(gòu)造為與第一 I-Q路平 方信號相同的第二 I-Q路平方信號并輸出；或接收調(diào)制后的I路光信號和調(diào)制后的Q路光 信號，將調(diào)制后的I路光信號和調(diào)制后的Q路光信號構(gòu)造為與第一 I-Q路平方信號相同的 第二 I-Q路平方信號并輸出；403 接收第一模平方信號、第二 I-Q路平方信號，并將第一模平方信號減去第二 I-Q路平方信號，得到并輸出第二模平方信號，第二模平方信號包括第一 I-Q路乘積信號和 第一 I-Q路相位信號；404 接收第二模平方信號，并判斷第二模平方信號是否為0，當(dāng)判斷結(jié)果為第二 模平方信號為0時，輸出為0的第二模平方信號，為0的第二模平方信號用于控制對調(diào)制后 的Q路光信號進(jìn)行相位偏置。進(jìn)一步地，當(dāng)上述判斷結(jié)果為第二模平方信號不為0時，該方法還包括輸出不為0的第二模平方信號；接收I路調(diào)制信號和Q路調(diào)制信號，將I路調(diào)制信號和Q路調(diào)制信號構(gòu)造為與第
一I-Q路乘積信號相同的第二 I-Q路乘積信號；或接收調(diào)制后的I路光信號和調(diào)制后的Q 路光信號，將調(diào)制后的I路光信號和調(diào)制后的Q路光信號構(gòu)造為與第一 I-Q路乘積信號相 同的第二 I-Q路乘積信號；接收不為0的第二模平方信號、第二 I-Q路乘積信號，并將第二模平方信號除以第
二I-Q路乘積信號，得到第三模平方信號，輸出第三模平方信號，第三模平方信號包括第一 I-Q路相位信號，第三模平方信號用于控制對調(diào)制后的Q路光信號進(jìn)行相位偏置。進(jìn)一步地，得到第三模平方信號之后，該方法還包括接收第三模平方信號，計算第三模平方信號的反函數(shù)，得到第三模平方信號對應(yīng) 的相位信號；輸出相位信號，相位信號用于控制對調(diào)制后的Q路光信號進(jìn)行相位偏置。其中，上述接收I路調(diào)制信號和Q路調(diào)制信號，將I路調(diào)制信號和Q路調(diào)制信號， 構(gòu)造為與第一 I-Q路平方信號相同的第二 I-Q路平方信號并輸出，具體包括接收I路調(diào)制信號，并將I路調(diào)制信號放大，得到并輸出放大后的I路調(diào)制信號；接收放大后的I路調(diào)制信號，并將放大后的I路調(diào)制信號平方，得到并輸出第一 I 路平方信號；接收Q路調(diào)制信號，并將Q路調(diào)制信號放大，得到并輸出放大后的Q路調(diào)制信號；接收放大后的Q路調(diào)制信號，并將放大后的Q路調(diào)制信號平方，得到并輸出第一 Q 路平方信號；
其中，第一 I路平方信號與第一 Q路平方信號之和與第二 I-Q路平方信號相同；相應(yīng)地，其中上述接收第一模平方信號、第二 I-Q路平方信號，并將第一模平方信 號減去第二 I-Q路平方信號，得到并輸出第二模平方信號，具體為接收第一模平方信號、第一 I路平方信號和第一 Q路平方信號，并將第一模平方信 號減去第一 I路平方信號和第一 Q路平方信號，得到并輸出第二模平方信號。
其中，上述接收調(diào)制后的I路光信號和調(diào)制后的Q路光信號，將調(diào)制后的I路光信 號和調(diào)制后的Q路光信號構(gòu)造為與第一 I-Q路平方信號相同的第二 I-Q路平方信號并輸 出，具體包括接收調(diào)制后的I路光信號，從調(diào)制后的I路光信號中取樣，得到并輸出I路取樣信 號；接收I路取樣信號，并將I路取樣信號平方，得到并輸出第二 I路平方信號；接收調(diào)制后的Q路光信號，從調(diào)制后的Q路光信號中取樣，得到并輸出Q路取樣信 號；接收Q路取樣信號，并將Q路取樣信號平方，得到并輸出第二 Q路平方信號；其中，第二 I路平方信號與第二 Q路平方信號之和與第二 I-Q路平方信號相同；相應(yīng)地，接收第一模平方信號、第二 I-Q路平方信號，并將第一模平方信號減去第 二 I-Q路平方信號，得到并輸出第二模平方信號，具體為接收第一模平方信號、第二 I路平方信號和第二 Q路平方信號，并將第一模平方信 號減去第二 I路平方信號和第二 Q路平方信號，得到并輸出第二模平方信號。其中，上述接收I路調(diào)制信號和Q路調(diào)制信號，將I路調(diào)制信號和Q路調(diào)制信號構(gòu) 造為與第一 I-Q路乘積信號相同的第二 I-Q路乘積信號并輸出，具體包括接收I路調(diào)制信號，并將I路調(diào)制信號放大，得到并輸出放大后的I路調(diào)制信號；接收Q路調(diào)制信號，并將Q路調(diào)制信號放大，得到并輸出放大后的Q路調(diào)制信號；接收放大后的I路調(diào)制信號、放大后的Q路調(diào)制信號，并將放大后的I路調(diào)制信號 和放大后的Q路調(diào)制信號相乘，得到并輸出第二 I-Q路乘積信號。其中，上述接收調(diào)制后的I路光信號和調(diào)制后的Q路光信號，將調(diào)制后的I路光信 號和調(diào)制后的Q路光信號構(gòu)造為與第一 I-Q路乘積信號相同的第二 I-Q路乘積信號并輸 出，具體包括接收調(diào)制后的I路光信號，從調(diào)制后的I路光信號中取樣，得到并輸出I路取樣信 號；接收調(diào)制后的Q路光信號，從調(diào)制后的Q路光信號中取樣，得到并輸出Q路取樣信 號；接收I路取樣信號、Q路取樣信號，并將I路取樣信號與Q路取樣信號相乘，得到 并輸出第二 I-Q路乘積信號。本實施例所述的方法，通過平方相減、相除的方法，所得到的相位誤差信號與I-Q 路信號的幅值無關(guān)，消除了 I-Q路信號幅值及其波動對獲取相位誤差信號的影響，獲取的 相位誤差信號與I-Q路信號無關(guān)，從而可以更廣泛地應(yīng)用于其它調(diào)制系統(tǒng)，如幅度、相位混 合調(diào)制系統(tǒng)以及多進(jìn)制調(diào)制系統(tǒng)等；并且，通過平方相減的方法，消除了 I-Q路信號的平 方，避免了由于I-Q信號的平方造成的常數(shù)項的影響，并且不需要求統(tǒng)計平均，避免了確定平均長度的難題和需要額外的存儲設(shè)備的問題，減小了系統(tǒng)的復(fù)雜度和實現(xiàn)的難度，增大 了其實用性；另外，通過求反函數(shù)的方法，可以得到精確的相位誤差信號，消除了對I-Q路 間相位誤差大小的限制，從而對環(huán)境的適應(yīng)性更強，使用范圍更廣(如當(dāng)I-Q路間相位誤差 大于Irad時仍然有效)另外，本實施例可以通過I路取樣器和Q路取樣器直接獲得需要的 信號，不需要計算放大倍數(shù)，節(jié)省了計算。以上實施例提供的技術(shù)方案中的全部或部分內(nèi)容可以通過軟件編程實現(xiàn)，其軟件 程序存儲在可讀取的存儲介質(zhì)中，存儲介質(zhì)例如計算機中的硬盤、光盤或軟盤。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和 原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種I-Q調(diào)制發(fā)射機，包括I路調(diào)制器、Q路調(diào)制器、相位偏置模塊、合路器、取樣器和相位監(jiān)測裝置，其特征在于，所述取樣器，用于從所述合路器輸出的第一信號中取樣得到第二信號，并將所述第二信號輸出；所述相位監(jiān)測裝置包括模平方模塊，用于接收所述第二信號，并對所述第二信號進(jìn)行模平方，得到并輸出第一模平方信號，所述第一模平方信號包括第一I-Q路平方信號、第一I-Q路乘積信號和第一I-Q路相位信號；I-Q路平方信號構(gòu)造模塊，用于接收所述I路調(diào)制器的I路調(diào)制信號和所述Q路調(diào)制器的Q路調(diào)制信號，將所述I路調(diào)制信號和所述Q路調(diào)制信號構(gòu)造為與所述第一I-Q路平方信號相同的第二I-Q路平方信號并輸出；或用于接收所述I路調(diào)制器調(diào)制后的I路光信號和所述Q路調(diào)制器調(diào)制后的Q路光信號，將所述調(diào)制后的I路光信號和所述調(diào)制后的Q路光信號構(gòu)造為與所述第一I-Q路平方信號相同的第二I-Q路平方信號并輸出；減法模塊，用于接收所述第一模平方信號、所述第二I-Q路平方信號，并將所述第一模平方信號減去所述第二I-Q路平方信號，得到并輸出第二模平方信號，所述第二模平方信號包括所述第一I-Q路乘積信號和所述第一I-Q路相位信號；判斷模塊，用于接收所述第二模平方信號，并判斷所述第二模平方信號是否為0，當(dāng)判斷結(jié)果為所述第二模平方信號為0時，將為0的所述第二模平方信號輸入到所述相位偏置模塊；所述相位偏置模塊，用于接收所述判斷模塊輸入的為0的所述第二模平方信號，根據(jù)為0的所述第二模平方信號對所述調(diào)制后的Q路光信號進(jìn)行相位偏置，得到并輸出偏置后的Q路光信號；合路器，用于接收所述調(diào)制后的I路光信號和所述偏置后的Q路光信號，并將所述調(diào)制后的I路光信號和所述偏置后的Q路光信號合成一路，得到并輸出所述第一信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的I-Q調(diào)制發(fā)射機，其特征在于，所述判斷模塊，還用于當(dāng)判斷結(jié)果為所述第二模平方信號不為0時，將不為0的所述第 二模平方信號輸入到除法模塊；相應(yīng)地所述相位監(jiān)測裝置還包括I-Q路乘積信號構(gòu)造模塊，用于接收所述I路調(diào)制器的I路調(diào)制信號和所述Q路調(diào)制器 的Q路調(diào)制信號，將所述I路調(diào)制信號和所述Q路調(diào)制信號構(gòu)造為與所述第一 I-Q路乘積 信號相同的第二 I-Q路乘積信號并輸出；或用于接收所述I路調(diào)制器調(diào)制后的I路光信號 和所述Q路調(diào)制器調(diào)制后的Q路光信號，將所述調(diào)制后的I路光信號和所述調(diào)制后的Q路 光信號構(gòu)造為與所述第一 I-Q路乘積信號相同的第二 I-Q路乘積信號并輸出；所述除法模塊，用于接收所述判斷模塊輸入的不為0的所述第二模平方信號、所述第 二 I-Q路乘積信號，并將所述第二模平方信號除以所述第二 I-Q路乘積信號，得到并輸出第 三模平方信號，所述第三模平方信號包括所述第一 I-Q路相位信號；所述相位偏置模塊，還用于接收所述第三模平方信號，根據(jù)所述第三模平方信號對所 述調(diào)制后的Q路光信號進(jìn)行相位偏置，得到并輸出偏置后的Q路光信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的I-Q調(diào)制發(fā)射機，其特征在于，所述相位偏置模塊包括反函數(shù)單元，用于接收所述第三模平方信號，計算所述第三模平方信號的反函數(shù)，得到 并輸出所述第三模平方信號對應(yīng)的相位信號；相位偏置器，用于接收所述反函數(shù)單元輸出的所述相位信號，根據(jù)所述相位信號對所 述調(diào)制后的Q路光信號進(jìn)行相位偏置，得到并輸出偏置后的Q路光信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任意一項權(quán)利要求所述的I-Q調(diào)制發(fā)射機，其特征在于，所述I-Q 路平方信號構(gòu)造模塊具體包括第一放大單元，用于接收所述I路調(diào)制信號，并將所述I路調(diào)制信號放大，得到并輸出 放大后的I路調(diào)制信號；第一平方單元，用于接收所述放大后的I路調(diào)制信號，并將所述放大后的I路調(diào)制信號 平方，得到并輸出第一 I路平方信號；第二放大單元，用于接收所述Q路調(diào)制信號，并將所述Q路調(diào)制信號放大，得到并輸出 放大后的Q路調(diào)制信號；第二平方單元，用于接收所述放大后的Q路調(diào)制信號，并將所述放大后的Q路調(diào)制信號 平方，得到并輸出第一 Q路平方信號；其中，所述第一 I路平方信號與所述第一 Q路平方信號之和與所述第二 I-Q路平方信 號相同； 相應(yīng)地，所述減法模塊，具體用于接收所述第一模平方信號、所述第一 I路平方信號和所述第一Q路平方信號，并將所述第一模平方信號減去所述第一 I路平方信號和所述第一 Q路平 方信號，得到并輸出第二模平方信號。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-3任意一項權(quán)利要求所述的I-Q調(diào)制發(fā)射機，其特征在于，所述I-Q 路平方信號構(gòu)造模塊具體包括第一 I路取樣器，用于接收所述調(diào)制后的I路光信號，從所述調(diào)制后的I路光信號中取 樣，得到并輸出I路取樣信號；第三平方單元，用于接收所述I路取樣信號，并將所述I路取樣信號平方，得到并輸出 第二I路平方信號；第一 Q路取樣器，用于接收所述調(diào)制后的Q路光信號，從所述調(diào)制后的Q路光信號中取 樣，得到并輸出Q路取樣信號；第四平方單元，用于接收所述Q路取樣信號，并將所述Q路取樣信號平方，得到并輸出 第二Q路平方信號；其中，所述第二 I路平方信號與所述第二 Q路平方信號之和與所述第二 I-Q路平方信 號相同； 相應(yīng)地，所述減法模塊，具體用于接收所述第一模平方信號、所述第二 I路平方信號和所述第二Q路平方信號，并將所述第一模平方信號減去所述第二 I路平方信號和所述第二 Q路平 方信號，得到并輸出第二模平方信號。
6.根據(jù)權(quán)利要求2-3任意一項權(quán)利要求所述的I-Q調(diào)制發(fā)射機，其特征在于，所述I-Q 路乘積信號構(gòu)造模塊具體包括第三放大單元，用于接收所述I路調(diào)制信號，并將所述I路調(diào)制信號放大，得到并輸出放大后的I路調(diào)制信號；第四放大單元，用于接收所述Q路調(diào)制信號，并將所述Q路調(diào)制信號放大，得到并輸出 放大后的Q路調(diào)制信號；第一乘法單元，用于接收所述放大后的I路調(diào)制信號、所述放大后的Q路調(diào)制信號，并 將所述放大后的I路調(diào)制信號和所述放大后的Q路調(diào)制信號相乘，得到并輸出所述第二 I-Q 路乘積信號。
7.根據(jù)權(quán)利要求2-3任意一項權(quán)利要求所述的I-Q調(diào)制發(fā)射機，其特征在于，所述I-Q 路乘積信號構(gòu)造模塊具體包括第二 I路取樣器，用于接收所述調(diào)制后的I路光信號，從所述調(diào)制后的I路光信號中取 樣，得到并輸出I路取樣信號；第二 Q路取樣器，用于接收所述調(diào)制后的Q路光信號，從所述調(diào)制后的Q路光信號中取 樣，得到并輸出Q路取樣信號；第二乘法單元，用于接收所述I路取樣信號、所述Q路取樣信號，并將所述I路取樣信 號與所述Q路取樣信號相乘，得到并輸出所述第二 I-Q路乘積信號。
8.—種控制I-Q路間相位偏置的方法，其特征在于，所述方法包括接收第二信號，并對所述第二信號進(jìn)行模平方，得到并輸出第一模平方信號，所述第一 模平方信號包括第一 I-Q路平方信號、第一 I-Q路乘積信號和第一 I-Q路相位信號；接收I路調(diào)制信號和Q路調(diào)制信號，將所述I路調(diào)制信號和所述Q路調(diào)制信號構(gòu)造為 與所述第一 I-Q路平方信號相同的第二 I-Q路平方信號并輸出；或接收調(diào)制后的I路光信 號和調(diào)制后的Q路光信號，將所述調(diào)制后的I路光信號和所述調(diào)制后的Q路光信號構(gòu)造為 與所述第一 I-Q路平方信號相同的第二 I-Q路平方信號并輸出；接收所述第一模平方信號、所述第二 I-Q路平方信號，并將所述第一模平方信號減去 所述第二 I-Q路平方信號，得到并輸出第二模平方信號，所述第二模平方信號包括所述第 一 I-Q路乘積信號和所述第一 I-Q路相位信號；接收所述第二模平方信號，并判斷所述第二模平方信號是否為0，當(dāng)判斷結(jié)果為所述第 二模平方信號為0時，輸出為0的所述第二模平方信號，為0的所述第二模平方信號用于控 制對所述調(diào)制后的Q路光信號進(jìn)行相位偏置。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的控制I-Q路間相位偏置的方法，其特征在于，當(dāng)判斷結(jié)果為所 述第二模平方信號不為0時，所述方法還包括輸出不為0的所述第二模平方信號；接收I路調(diào)制信號和Q路調(diào)制信號，將所述I路調(diào)制信號和所述Q路調(diào)制信號構(gòu)造為 與所述第一 I-Q路乘積信號相同的第二 I-Q路乘積信號并輸出；或接收調(diào)制后的I路光信 號和調(diào)制后的Q路光信號，將所述調(diào)制后的I路光信號和所述調(diào)制后的Q路光信號構(gòu)造為 與所述第一 I-Q路乘積信號相同的第二 I-Q路乘積信號并輸出；接收不為0的所述第二模平方信號、所述第二 I-Q路乘積信號，并將所述第二模平方信 號除以所述第二 I-Q路乘積信號，得到第三模平方信號，輸出所述第三模平方信號，所述第 三模平方信號包括所述第一 I-Q路相位信號，所述第三模平方信號用于控制對所述調(diào)制后 的Q路光信號進(jìn)行相位偏置。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的控制I-Q路間相位偏置的方法，其特征在于，所述得到第三模平方信號之后還包括接收所述第三模平方信號，計算所述第三模平方信號的反函數(shù)，得到所述第三模平方 信號對應(yīng)的相位信號；輸出所述相位信號，所述相位信號用于控制對所述調(diào)制后的Q路光信號進(jìn)行相位偏置。
11.根據(jù)權(quán)利要求8-10任意一項權(quán)利要求所述的控制I-Q路間相位偏置的方法，其特 征在于，所述接收I路調(diào)制信號和Q路調(diào)制信號，將所述I路調(diào)制信號和所述Q路調(diào)制信號， 構(gòu)造為與所述第一 I-Q路平方信號相同的第二 I-Q路平方信號并輸出，具體包括接收所述I路調(diào)制信號，并將所述I路調(diào)制信號放大，得到并輸出放大后的I路調(diào)制信號；接收所述放大后的I路調(diào)制信號，并將所述放大后的I路調(diào)制信號平方，得到并輸出第 一I路平方信號；接收所述Q路調(diào)制信號，并將所述Q路調(diào)制信號放大，得到并輸出放大后的Q路調(diào)制信號；接收所述放大后的Q路調(diào)制信號，并將所述放大后的Q路調(diào)制信號平方，得到并輸出第一Q路平方信號；其中，所述第一 I路平方信號與所述第一 Q路平方信號之和與所述第二 I-Q路平方信 號相同；相應(yīng)地，所述接收所述第一模平方信號、所述第二 I-Q路平方信號，并將所述第一模平 方信號減去所述第二 I-Q路平方信號，得到并輸出第二模平方信號，具體為接收所述第一模平方信號、所述第一 I路平方信號和所述第一 Q路平方信號，并將所述 第一模平方信號減去所述第一 I路平方信號和所述第一 Q路平方信號，得到并輸出第二模 平方信號。
12.根據(jù)權(quán)利要求8-10任意一項權(quán)利要求所述的控制I-Q路間相位偏置的方法，其特 征在于，所述接收調(diào)制后的I路光信號和調(diào)制后的Q路光信號，將所述調(diào)制后的I路光信號 和所述調(diào)制后的Q路光信號構(gòu)造為與所述第一 I-Q路平方信號相同的第二 I-Q路平方信號 并輸出，具體包括接收所述調(diào)制后的I路光信號，從所述調(diào)制后的I路光信號中取樣，得到并輸出I路取 樣信號；接收所述I路取樣信號，并將所述I路取樣信號平方，得到并輸出第二 I路平方信號； 接收所述調(diào)制后的Q路光信號，從所述調(diào)制后的Q路光信號中取樣，得到并輸出Q路取 樣信號；接收所述Q路取樣信號，并將所述Q路取樣信號平方，得到并輸出第二 Q路平方信號； 其中，所述第二 I路平方信號與所述第二 Q路平方信號之和與所述第二 I-Q路平方信 號相同；相應(yīng)地，所述接收所述第一模平方信號、所述第二 I-Q路平方信號，并將所述第一模平 方信號減去所述第二 I-Q路平方信號，得到并輸出第二模平方信號，具體為接收所述第一模平方信號、所述第二 I路平方信號和所述第二 Q路平方信號，并將所述 第一模平方信號減去所述第二 I路平方信號和所述第二 Q路平方信號，得到并輸出第二模平方信號。
13.根據(jù)權(quán)利要求9-10任意一項權(quán)利要求所述的控制I-Q路間相位偏置的方法，其 特征在于，所述接收所述I路調(diào)制信號和所述Q路調(diào)制信號，將所述I路調(diào)制信號和所述Q 路調(diào)制信號構(gòu)造為與所述第一 I-Q路乘積信號相同的第二 I-Q路乘積信號并輸出，具體包 括接收所述I路調(diào)制信號，并將所述I路調(diào)制信號放大，得到并輸出放大后的I路調(diào)制信號；接收所述Q路調(diào)制信號，并將所述Q路調(diào)制信號放大，得到并輸出放大后的Q路調(diào)制信號；接收所述放大后的I路調(diào)制信號、所述放大后的Q路調(diào)制信號，并將所述放大后的I路 調(diào)制信號和所述放大后的Q路調(diào)制信號相乘，得到并輸出所述第二 I-Q路乘積信號。
14.根據(jù)權(quán)利要求9-10任意一項權(quán)利要求所述的控制I-Q路間相位偏置的方法，其特 征在于，所述接收所述調(diào)制后的I路光信號和所述調(diào)制后的Q路光信號，將所述調(diào)制后的I 路光信號和所述調(diào)制后的Q路光信號構(gòu)造為與所述第一 I-Q路乘積信號相同的第二 I-Q路 乘積信號并輸出，具體包括接收所述調(diào)制后的I路光信號，從所述調(diào)制后的I路光信號中取樣，得到并輸出I路取 樣信號；接收所述調(diào)制后的Q路光信號，從所述調(diào)制后的Q路光信號中取樣，得到并輸出Q路取樣信號；接收所述I路取樣信號、所述Q路取樣信號，并將所述I路取樣信號與所述Q路取樣信 號相乘，得到并輸出所述第二 I-Q路乘積信號。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種I-Q調(diào)制發(fā)射機和控制I-Q路間相位偏置的方法，屬于光通信領(lǐng)域領(lǐng)域。I-Q調(diào)制發(fā)射機包括I路調(diào)制器、Q路調(diào)制器、相位偏置模塊、合路器、取樣器和相位監(jiān)測裝置。方法包括接收第二信號，并對第二信號進(jìn)行模平方，得到并輸出第一模平方信號；將接收的I路調(diào)制信號和Q路調(diào)制信號，或?qū)⒔邮盏恼{(diào)制后的I路光信號和調(diào)制后的Q路光信號構(gòu)造為第二I-Q路平方信號并輸出；接收第一模平方信號、第二I-Q路平方信號，將第一模平方信號減去第二I-Q路平方信號，得到并輸出第二模平方信號；接收第二模平方信號，判斷第二模平方信號是否為0，當(dāng)?shù)诙Ｆ椒叫盘枮?時，輸出為0的第二模平方信號。
文檔編號H04B10/12GK101807955SQ20091007806
公開日2010年8月18日 申請日期2009年2月12日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月12日
發(fā)明者喬耀軍, 徐曉庚, 杜曉, 毛邦寧, 紀(jì)越峰 申請人:北京郵電大學(xué);華為技術(shù)有限公司