全光二维量化和编码的方法、系统和电子设备技术方案

本发明专利技术实施例提供一种全光二维量化和编码的方法、系统和电子设备，方法包括：任一幅度量化模块基于获取到的对应的任一光信号，通过多个判决门限获取所述任一光信号对应的第一编码，其中，所述任一光信号通过多路阵列滤波器获取；基于所有幅度量化模块获取的所有光信号对应的第一编码，获取第二编码，完成全光二维量化和编码。本发明专利技术实施例提供的全光二维量化和编码的方法、系统和电子设备，设置通过多个判决门限获取所述任一光信号对应的第一编码，能够避免现有技术中的采用单路判决只能粗略估计中心波长所处的位置，采用多个判决门限能够避免出现误码的情况，使得最终获取的第二编码更加准确。

All-Optical Two-Dimensional Quantization and Coding Method, System and Electronic Equipment

The embodiments of the present invention provide a method, system and electronic equipment for all-optical two-dimensional quantization and coding. The method includes: any amplitude quantization module obtains the first coding corresponding to any optical signal through multiple decision thresholds based on any corresponding optical signal acquired, in which any optical signal is acquired through a channel array filter; and based on all amplitude quantization modules. The first encoding corresponding to all optical signals is obtained, and the second encoding is obtained to complete all-optical two-dimensional quantization and encoding. The method, system and electronic equipment of all-optical two-dimensional quantization and coding provided by the embodiment of the present invention can acquire the first coding corresponding to any optical signal by setting multiple decision thresholds, which can avoid that in the prior art, single-way decision can only roughly estimate the location of the central wavelength, and multiple decision thresholds can avoid the occurrence of error codes, so that the final acquisition can be achieved. The second coding is more accurate.

【技术实现步骤摘要】
全光二维量化和编码的方法、系统和电子设备
本专利技术实施例涉及模数转换领域，尤其涉及一种全光二维量化和编码的方法、系统和电子设备。
技术介绍
自然存在的信号皆为模拟信号，模数转换的目的在于将自然信号转换为可供通用计算平台识别的数字信号。全光模数转换替代电模数转换的目的在于克服电子瓶颈带来的工作频率极限问题。高频模拟信号的测量分析和高速超宽带通信设备对模数转换其间的需求已经超过GS/s(GigaSamplePer-second)量级而且仍然与日俱增。仍然采用旧式的电模数转换器已经很难再克服物理极限来获得更高的性能。反之，采用全光模数转换就可以达到指标并可以满足超过100GS/s的需求，为未来高性能信号处理其间提供保障。现存的一维全光模数转换方案以量化方案分大致包括三类：幅度量化，相位量化及频率(波长)量化。典型的幅度量化方案是泰勒全光模数转换方案，其利用马赫-曾德电光调制器实现周期倍增型的调制曲线进行量化。相位量化包括两类，一类是空间光干涉移相量化，另一类是偏振光干涉移相量化。这两类都是以光场干涉效应为基础的量化方案，前者调制光场相位，而后者调制偏振相位。频率量化则包括切割超连续谱和孤子自频移两种方案，二者都依赖于光学非线性效应，前者利用超连续谱展宽而后者利用孤子自频移效应。利用孤子自频移实现全光量化及编码的优势在于孤子的传输频移过程可以通过多种手段获得有效控制，从而获得更高的输入功率灵敏度和更高的频谱利用率，进而进一步提高量化比特率。相对于其他几种实现全光量化及编码的方案，利用孤子自频移实现全光量化及编码具有很高的理论极限，并且可以用于实现二维全光量化的方案。基于孤子自频移效应实现全光模数转换的原理为：光采样脉冲输入高非线性介质(光纤或平面波导)。在高非线性介质传输过程中，由于非线性效应将发生孤子自频移，即输出光脉冲的波长向长波长移动，并且波长移动量与输入脉冲光强成正比关系。然后通过1xN路密集波分复用器进行滤波，该器件不同的输出端口对应不同的波长，根据光脉冲从哪一个端口输出可以判断孤子频移距离，再根据孤子频移距离与输入脉冲强度间的对应关系，可以判断原采样信号强度所处的区间，由此实现对于采样信号的量化分级。经过判决(光判决或电判决)及编码(格雷码或自然码)完成全光模数转换。目前的孤子自频移方案是采用单一阈值的判决方法从各路输出中判断出功率最高的一路，该路的滤波波长即为孤子中心波长。由于孤子中心波长与输入信号的光强具有线性关系，对孤子中心波长的量化分级即是对输入光强信号的量化分级。由于各路信号经过判决后仅有一路结果为1其余各路都应该为0，所以按照表1所示的3bit编码表可以完成格雷码编码。其中an代表第n个端口判决为“1”的情况，b1是第1、2、5、6路的或运算，b2是2、3、4、5路的或运算，b3是4、5、6、7路的或运算。表13bit编码表a1a2a3a4a5a6a7b11100110b20111100b30001111由于一般孤子自频移效应产生的脉冲光谱较宽，它可能覆盖某两个或三个相邻滤波通道，因此当系统输入功率变化时，滤波器的多个通道输出的光功率都会发生相应改变，这不利于用密集波分复用器进行滤波以及随后的判决。为了提高量化性能，需要使孤子频域宽度尽量与滤波带宽相近。据报道目前通过光谱压缩可以使孤子自频移输出光孤子频域宽度降低至4nm，而常用的密集波分复用设备滤波带宽为0.8nm，不能与之相匹配，因此，需要提出更加有效的量化和判决方法。滤波带宽是指阵列波导光栅每个信道透过函数的3dB带宽，对应一个量化级的频移距离。孤子频域宽度指光孤子光谱3dB带宽，孤子时域宽度是指光孤子时域脉冲信号的脉冲宽度。现有的利用孤子自频移实现全光量化及编码的问题是：光孤子中心波长在滤波通道间隔之间移动时，每路滤波输出都是连续变化的光强信号。采用单路判决只能粗略估计光孤子中心波长所处的位置。孤子中心频率处于极端位置时存在不可避免的误码。孤子频谱宽度远大于滤波带宽时，孤子频谱曲线的不规则性会影响各路滤波通道的输出结果，干扰系统对中心频率位置的判断。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术实施例提供一种全光二维量化和编码的方法、系统和电子设备。第一方面，本专利技术实施例提供一种全光二维量化和编码的方法，包括：任一幅度量化模块基于获取到的对应的任一光信号，通过多个判决门限获取所述任一光信号对应的第一编码，其中，所述任一光信号通过多路阵列滤波器获取；基于所有幅度量化模块获取的所有光信号对应的第一编码，获取第二编码，完成全光二维量化和编码。第二方面，本专利技术实施例提供一种全光二维量化和编码的系统，包括：判决单元，用于使得任一幅度量化模块基于获取到的对应的任一光信号，通过多个判决门限获取所述任一光信号对应的第一编码，其中，所述任一光信号通过多路阵列滤波器获取；编码单元，用于基于所有幅度量化模块获取的所有光信号对应的第一编码，获取第二编码，完成全光二维量化和编码。第三方面，本专利技术实施例提供一种电子设备，包括：至少一个处理器；以及与所述处理器通信连接的至少一个存储器，其中：所述存储器存储有可被所述处理器执行的程序指令，所述处理器调用所述程序指令能够执行如第一方面提供的方法。第四方面，本专利技术实施例提供一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令使所述计算机执行如第一方面提供的方法。本专利技术实施例提供的全光二维量化和编码的方法、系统和电子设备，设置通过多个判决门限获取所述任一光信号对应的第一编码，能够避免现有技术中的采用单路判决只能粗略估计中心波长所处的位置，采用多个判决门限能够避免出现误码的情况，使得最终获取的第二编码更加准确。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术全光二维量化和编码的方法实施例的流程图；图2为本专利技术实施例中的获取三个判决门限的平面直角坐标系示意图；图3为本专利技术实施例中的全光二维量化和编码系统的结构示意图；图4为本专利技术全光二维量化和编码的系统实施例的模块图；图5为本专利技术实施例中的电子设备的框架示意图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。图1为本专利技术全光二维量化和编码的方法实施例的流程图，如图1所示，包括：S101、任一幅度量化模块基于获取到的对应的任一光信号，通过多个判决门限获取所述任一光信号对应的第一编码，其中，所述任一光信号通过多路阵列滤波器获取；S102、基于所有幅度量化模块获取的所有光信号对应的第一编码，获取第二编码，完成全光二维量化和编码。需要说明的是，本专利技术实施例提供的全光二维量化和编码的方法是基于全光模数转换的应用，全光模数转换不同于电域的模数转换，其是利用本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种全光二维量化和编码的方法，其特征在于，包括：任一幅度量化模块基于获取到的对应的任一光信号，通过多个判决门限获取所述任一光信号对应的第一编码，其中，所述任一光信号通过多路阵列滤波器获取；基于所有幅度量化模块获取的所有光信号对应的第一编码，获取第二编码，完成全光二维量化和编码。

【技术特征摘要】
1.一种全光二维量化和编码的方法，其特征在于，包括：任一幅度量化模块基于获取到的对应的任一光信号，通过多个判决门限获取所述任一光信号对应的第一编码，其中，所述任一光信号通过多路阵列滤波器获取；基于所有幅度量化模块获取的所有光信号对应的第一编码，获取第二编码，完成全光二维量化和编码。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述任一幅度量化模块基于获取到的对应的任一光信号，通过多个判决门限获取所述任一光信号对应的第一编码，具体包括：任一幅度量化模块基于获取到的对应的任一光信号，通过三个判决门限划分的四个信号强度空间，获取所述任一光信号的信号强度落入的信号强度空间对应的第一编码。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述三个判决门限通过下述步骤获取：以光孤子中心波长为横坐标，以幅度量化模块获取到的对应的光信号的信号强度为纵坐标，建立平面直角坐标系；根据来自多路阵列滤波器中任意三个相邻通道的三个光信号，在所述平面直角坐标系中获取所述三个光信号对应的三段曲线，所述三段曲线为第一曲线、第二曲线和第三曲线；获取第一曲线和第二曲线的第一交点，以及第二曲线和第三曲线的第二交点，判断所述第一交点的纵坐标数值和所述第二交点的纵坐标数值是否相同，若所述第一交点的纵坐标数值和所述第二交点的纵坐标数值相同，则将所述第一交点的纵坐标数值或者所述第二交点的纵坐标数值作为第一判决门限，若所述第一交点的纵坐标数值和所述第二交点的纵坐标数值不相同，则将所述第一交点的纵坐标数值和所述第二交点的纵坐标数值的平均值作为第一判决门限；获取所述第一交点和所述第二交点的连线组成的线段的两个三等分点，分别根据每一三等分点作所述横坐标的垂线，获取第一垂线和第二垂线，获取所述第一垂线和所述第二曲线的第三交点以及所述第二垂线和所述第二曲线的第四交点，判断所述第三交点的纵坐标数值和所述第四交点的纵坐标数值是否相同，若所述第三交点的纵坐标数值和所述第四交点的纵坐标数值相同，则将所述第三交点的纵坐标数值或者所述第四交点的纵坐标数值作为第二判决门限，若所述第三交点的纵坐标数值和所述第四交点的纵坐标数值不相同，则将所述第三交点的纵坐标数值和所述第四交点的纵坐标数值的平均值作为第二判决门限；获取所述第一垂线和所述第一曲线的第五交点以及所述第二垂线和所述第三曲线的第六交点，判断所述第五交点的纵坐标数值和所述第六交点的纵坐标数值是否相同，若所述第五交点的纵坐标数值和所述第六交点的纵坐标数值相同，则根据所述第五交点或所述第六交点作所述纵坐标的垂线，获取第三垂线，获取所述第三垂线与所述第二曲线的第七交点和第八交点，将所述第七交点的纵坐标数值或者所述第八交点的纵坐标数值作为第三判决门限，若所述第五交点的纵坐标数值和所述第六交点的纵...

【专利技术属性】
技术研发人员：王葵如，杨秋临，颜玢玢，苑金辉，桑新柱，余重秀，
申请(专利权)人：北京邮电大学，
类型：发明
国别省市：北京,11