CN102215189B - 滤波器、相干接收机装置和相干接收方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及滤波器、相干接收机装置和相干接收方法。该滤波器用于将部分响应信号转换为全响应信号，其中，针对传递函数为H_PR(z)＝A(1+z^-1)^m(1-z^-1)ⁿ的部分响应信号，所述滤波器采用以下的传递函数H_Pre-Filter(z)：为其它项，m、n为大于等于0但不同时为0的整数，0＜α＜1。

Description

滤波器、相干接收机装置和相干接收方法

技术领域

本发明涉及一种滤波器、相干接收机装置和方法，尤其涉及部分响应正交幅度调制(Partial Response Quadrature Amplitude Modulation，PR-QAM)***的预滤波器、相干接收机装置和相干接收方法。

背景技术

低成本、大容量光纤传输***是未来光通信的发展方向。为了进一步降低单个传送比特成本和增加单根光纤容量，采用频谱更加紧凑的先进调制码型是一个很好的解决方法。部分响应正交幅度调制(PartialResponse Quadrature Amplitude Modulation，PR-QAM)也被称作正交部分响应(Quadrature Partial Response，QPR)***，由于其频谱效率高，已经在光通信领域开始了研究。PR-QAM是一种结合部分响应和正交幅度调制特点的调制格式。部分响应***由于引入了受控码间干扰(Inter-Symbol Interference，ISI)，因而得到高的频谱效率。在部分响应***中，第一类部分响应信号也被称为双二进制(Duobinary)信号，其具有平滑的频谱，可以用物理可实现的滤波器产生，从而被广泛研究和应用。

目前，针对PR-QAM光通信***提出的相干接收机装置中并没有采用自适应均衡技术。为了发挥数字信号处理(DSP)技术的功能和性能上的优势，希望在PR-QAM***的相干光接收机中广泛采用自适应均衡技术来克服链路带来的线性损伤。但是，目前在光相干接收机中常用的CMA(恒模算法)及其改进均衡算法并不能直接用于PR-QAM***。这是因为CMA及其改进算法的一个重要前提是待处理的信号必须满足独立同分布的统计特性要求，但PR-QAM***中由于引入了受控ISI而违背了这一要求，这就需要重新设计接收机装置。在基于CMA的自适应均衡模块之前和之后分别***一个数字预滤波器和后滤波器的方法可以有效地解决这一个难题。但是，常规技术假设了***不存在典型光相干通信***中的载波相位恢复问题，或者已经利用接收机前端的锁相环技术消除了相位不匹配的问题。但是，由于锁相环环路时延带来的缺陷，一般光通信***中更希望先进行均衡处理，然后在数字域进行相位恢复。此外，常规技术中提出的预滤波器装置相对比较复杂，增加了硬件的复杂度。

下面列出了对于理解本发明和常规技术有益的文献，通过引用将它们并入本文中，如同在本文中完全阐明了一样。

1、″Partial response，quadrature amplitude modulation system″Tadayoshi Katoh，US Patent 4,055,727，October 25，1977.

2、″Method and apparatus for partial response demodulation″，LeoMontreuil，US Patent 5,214,390，May 25，1993.

3、Kazuro KIKUCHI，Yuta ISHIKAWA，and Kazuhiro KATOH，“Coherent Demodulation of Optical Quadrature Duobinary Signal withSpectral Efficiency of 4bit/s/Hz per Polarization，”ECOC 07，Sep.16-20，2007 Berlin，Germany。

4、Ilya Lyubomirsky，″Quadrature Duobinary for High-SpectralEfficiency 100G Transmission，″Journal of Lightwave Technology，to bepublished(www.ee.ucr.edu/～ilyubomi/JLT-11759-2009-Final.pdf)

5、I.Lyubomirsky，“Quadrature duobinary modulaion for 100Gtransmission beyond the Nyquist limit，”to be presented in Optical FiberCommunication Conference(OFC)，paper OThM4，San Diego，USA，Mar.2010.

6、Peter Kabal and Subbarayan Pasupathy，″Partial-response signaling，″IEEE Transactions on Communications，Vol.23，No.9，pp.921-934，Sep.1975

7、Jitendra K.Tugnait and Uma Gummadavelli，″Blind Equalization andChannel Estimation with Partial Response Input Signals，″IEEE Transactionson Communications，vol.45，no.9，pp.1025-1031，sep.1997

8、Ezra Ip and Joseph M.Kahn，″Feed forward Carrier Recovery forCoherent Optical Communications，″Journal of Lightware Technology，vol.25，no.9，pp.2675-2692，sep.2007

9、Andreas Leven，Noriaki Kaneda，Ut-VaKoc，and Young-Kai Chen，“Frequency Estimation in Intradyne Reception，”IEEE Photonic TechnologyLetters，vol.19，no.6，pp.366-368，Mar.2007.

发明内容

本发明针对因常规技术的局限所存在的一个或更多个问题，至少提供一种有益的选择。

根据本发明的一个方面，提供了一种滤波器，用于将部分响应信号转换为全响应信号，其中，针对传递函数为H_PR(z)＝A(1+z^-1)^m(1-z^-1)ⁿ的部分响应信号，所述滤波器采用以下的传递函数H_Pre-Filter(z)：

$H_{\mathrm{Pre}-\mathrm{Filter}}\left(z\right)=\frac{1}{A{(1+\mathrm{\α}{z}^{-1})}^m{(1-\mathrm{\α}{z}^{-1})}^n}$

A为其它项，m、n为大于等于0但不同时为0的整数，0＜α＜1。

在一种实施方式中，所述A取值1。

在一种实施方式中，所述m取值1，所述n取值0。

在一种实施方式中，α在0.75到0.85之间。

根据本发明的预滤波器的使用可以使得可以在光相干接收机装置中采用CMA(恒模算法)及其改进均衡算法，从而使光相干接收机能够容易并可靠地处理链路带来的线性损伤。另外，本发明实施方式的预滤波器的滤波函数非常简单，因而本发明实施方式的预滤波器结构简单、阶数低，从而其成本也低。

根据本发明的另一个方面，提供了一种相干接收机装置，其包括接收机前端，用于将接收的部分响应信号变为部分响应数字信号；根据前述方面的预滤波器，用于将所述部分响应数字信号转换为全响应数字信号；均衡装置，用于对所述全响应数字信号进行均衡；相位恢复装置，用于对经所述均衡装置均衡的信号进行相位恢复；以及后滤波器，用于对经相位恢复装置相位恢复后的信号进行后滤波，所述后滤波器的传递函数与所述部分响应数字信号的传递函数相同。

在一种实施方式中，所述均衡装置采用基于CMA的算法或基于CMA的改进算法进行自适应均衡。

根据本发明的另一方面，提供了一种相干接收方法，所述相干接收方法包括：前端处理步骤，将接收的部分响应信号变为部分响应数字信号；预滤波步骤，使用前述方面的预滤波器将所述部分响应数字信号转换为全响应数字信号；均衡步骤，对所述全响应数字信号进行均衡；相位恢复步骤，用于对经所述均衡步骤均衡的信号进行相位恢复；以及后滤波步骤，用于对经相位恢复步骤相位恢复后的信号进行后滤波，在所述后滤波步骤中使用的传递函数与所述部分响应数字信号的传递函数相同。

根据本发明的实施方式的相干接收机装置和相干接收方法接收，因为其采用了根据本发明实施方式的预滤波器，因而其能够采用CMA(常数模算法)及其改进均衡算法，从而能够容易并可靠地处理链路带来的线性损伤，此外，其结构也非常简单、成本低。

根据本发明实施方式的相干接收机将相位恢复模块放置在预滤波器和后滤波器之间，从而考虑了相位恢复功能，并使得不再需要为进行相位恢复而提供反馈***(例如模拟域中采用的锁相环)，并且相位恢复装置的复杂性可以保持得较低。

另外，本发明的方法和装置(滤波器和相干接收机)适用于任何采用PR-QAM调制合适的***，包括各种部分响应类型，以及各种进制QAM，具有很好的通用性。

参照后文的说明和附图，本发明的这些和进一步的方面、实施方式和特征将变得更加清楚。在所述的说明和附图中，详细公开了本发明的特定实施方式，指明了本发明的原理可以被采用的方式。应该理解，本发明的实施方式在范围上并不因而受到限制。在所附权利要求的精神和条款的范围内，本发明的实施方式包括许多改变、修改和等同。

针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。

应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤或组件的存在或附加。

附图说明

图1示出了本发明的一种实施方式的相干光接收机装置的示意图。

图2示出了依据本发明的一种实施方式的接收机前端的结构示意图。

图3示意性示出了依据本发明一种实施方式的针对双二进制信号的预滤波器的结构框图。

图4示出了依据本发明的一种实施方式的相干接收机的DSP部分。

图5示出了图4所示的相干接收机可以使用的接收机前端的示例。

图6示出了依据本发明实施方式的相干接收方法的示意性流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的各种实施方式进行说明。这些实施方式只是示例性的，不是对本发明的限制。为了使本领域的技术人员能够容易地理解本发明的原理和实施方式，本发明的实施方式以光通信***为例进行说明。但应该注意的是，本发明的实施方式适用于所有采用PR-QAM调制格式的通信***，而不局限于光通信***。

图1示出了本发明的一种实施方式的相干光接收机装置的示意图。应该注意的是，图中省略了接收机为完成其功能所需的、但对于说明和理解本发明帮助不大的其它部件。这些被省略的部件可以采用本领域技术人员现在所熟知的或将来知道的各种设备和方法实现，可以采用商业购买的器件或专门制作的部件来实现。这些被省略的部件或DSP模块例如包括但不限于电源、接收机前端不平衡补偿模块、大尺度色散补偿模块、非线性补偿模块等等。

如图1所示，依据本发明一种实施方式的相干光接收机装置10包括接收机前端11、预滤波器12、均衡器13、相位恢复装置14、后滤波器15以及数据恢复装置16。

接收机前端11用于对接收的信号(在本实施方式中为模拟PR-QAM光信号)进行前端处理。经前端处理后，模拟态的PR-QAM信号成为了数字PR-QAM信号。该信号经过预滤波器12进行预滤波。均衡器13

(优选地，自适应均衡器)对经预滤波的信号进行均衡(自适应均衡)，相位恢复装置14对经自适应均衡的信号进行相位恢复，后滤波器15对相位恢复后的信号进行后滤波。经后滤波的信号被送入数据恢复装置16进行数据恢复，并进入后面的数据处理过程。

图2示出了依据本发明的一种实施方式的接收机前端11的结构示意图。

如图2所示，光混频器112、本振激光器113、光电检测器114，115以及模数转换器(ADC)116，117构成了接收机前端11。接收机前端11将光信号111变成基带数字电信号I+jQ，其中I是同相分量，Q是正交分量。在本文中，基带数字电信号I+jQ是数字域的PR-QAM信号。

图2只是实现接收机前端11的一种示例，本领域的技术人员可以采用其它构造来实现接收机前端11。光混频器112、本振激光器113、光电检测器114，115以及模数转换器(ADC)116，117的构成和使用对于本领域的技术人员来说是清楚的，因而在本文中，不予赘述。

预滤波器12的目的将部分响应信号变为全响应信号，也就是去掉部分响应***引入的人为受控部分ISI。直观的解决方案是将预滤波器的传递函数设计为部分响应传递函数的逆(inversion)。但是本申请的发明人发现，根据数字信号处理理论，常用的部分响应传递函数在复平面单位圆上有零点，因此此传递函数不存在严格的逆。这就需要将预滤波器传递函数设计为部分响应传递函数的近似逆(或者称为准逆(quasi-inversion))。

常见的部分响应信号的z变换(z域传递函数)一般具有以下通用形式：

H_PR(z)＝A(1+z^-1)^m(1-z^-1)ⁿ，其中m，n≥0   (1)

实际中，m，n一般是比较小的整数，根据不同的部分响应类型，m，n，有不同的取值，但不同时为0。A为其它项，其取值和表达依据部分响应类型的不同而有所变化。例如对于非常常用的部分响应类型，A一般取为1。当然对于相对复杂的部分响应类型，A的取值和表达可能会比较复杂，但A的取值和表达形式对本发明的实施方式没有本质的影响。例如，针对常用的第一类部分响应信号(也称为双二进制(duobinary)信号)的传递函数为

H_Duobinary(z)＝1+z^-1，其中m＝1，n＝0，    (2)

基于发明人经过对部分响应的冲击响应序列的z变换(z域传递函数)进行的研究，本发明通过增加一个系数α来获得部分响应传递函数的近似逆。

根据本发明的一种实施方式，预滤波器12的传递函数(z域传递函数)H_Pre-Filter(z)确定为

$H_{\mathrm{Pre}-\mathrm{Filter}}\left(z\right)=\frac{1}{A{(1+\mathrm{\α}{z}^{-1})}^m{(1-\mathrm{\α}{z}^{-1})}^n},$ 其中m，n≥0，0＜α＜1    (3)

特别地，对于双二进制信号的预滤波器z域传递函数为

$H_{\mathrm{Pre}-\mathrm{Filter}\_\mathrm{Duobinary}}\left(z\right)=\frac{1}{1+{\mathrm{\αz}}^{-1}},$ 0＜α＜1                 (4)

由(1)-(4)式可以看出，通过引入参数α，将部分响应传递函数的零点移动到z平面上单位圆内，得到部分响应传递函数的近似逆，最终有效避免了部分响应不存在严格逆的情况。在选取α时，需要根据实际***进行优化，但遵守以下原则：

1)α要接近于1，由(3)式表征的预滤波器传递函数相对于部分响应的逆近似度更高，这样预滤波器才能有效地消除符号间相关性，以满足CMA及其改进算法的前提要求；

2)但同时，α不能无限接近于1，因为在这种情况下，预滤波器会无限放大一部分原有噪声，可能会使得CMA不收敛或者性能不理想。

本发明的发明人对上述系数的选取进行了仿真。仿真环境设定为当前主流的112Gbit/s光纤通信***，其中，调制码型采用duobinary-QPSK，即部分响应类型选取第一类，QAM选取QPSK；激光器线宽和频差为当前技术的典型值；光纤链路设定为弱非线性传输链路，即主要是线性损伤；线性均衡算法为典型的CMA；相位恢复算法为最常用的四次方算法。经过大量仿真，最优α的典型值一般在0.75～0.85之间。

图3示意性示出了依据本发明一种实施方式的针对双二进制信号的预滤波器12的结构框图。

如图3所示，根据本发明的一种实施方式，预滤波器12包括：加法器121、延时器122和乘法器123。加法器121将输入信号x(n)与乘法器123的输出相加，得到输出信号y(n)。延时器将加法器121的输出y(n)延时一个采样时间得到y(n-1)，乘法器123将延时器122的输出与预先确定的系数值α相乘，所得的乘积输入到加法器121。

应该注意到，图3中示意示出的预滤波器12的结构只是示意性的，不是对本发明的限制。本领域的技术人员可以根据公式(4)构建出各种预滤波器。另外，根据以上的公式(3)和n、m的取值，本领域的技术人员完全可以实现(取得或制作)合适的预滤波器。

由于经过了预滤波器后，PR-QAM信号已经变为传统的QAM信号，因而可以经由用于传统QAM信号的均衡器(例如采用基于CMA算法的自适应均衡器或基于CMA改进算法的自适应均衡器)和相位恢复装置进行均衡(优选地，自适应均衡)和相位恢复。相位恢复装置例如包括频差估计模块、相位估计模块和相位恢复模块。可以采用本领域技术人员所知的任何自适应滤波器13和相位恢复装置14。在一种实施方式中，例如自适应均衡装置可以采用刘玲等所作出的公开号为CN101599929A的中国专利申请”自适应均衡装置和方法”中所公开的自适应均衡装置，自适应均衡装置和相位恢复装置例如还可以采用刘玲等所作的公开号为CN101552640的中国专利申请”滤波器系数变更装置和方法”中的记述。通过引用，将这些文件并入本文中，如同在本文中进行了详细描述一样。载波相位恢复适用于相干光通信中常用的频差估计和载波相位估计算法，例如前面的文献8和9中所描述的算法。

后滤波器15用于将全响应信号变回部分响应信号。其与预滤波器12相对应。例如在预滤波器12采用公式(3)所述的传递函数时，其采用公式(1)的传递函数；特别地，在预滤波器12采用公式(4)所述的传递函数时，其采用公式(2)的传递函数。

数据恢复装置16等可以采用本领域记述人员所知的用于PR-QAM的各种数据恢复装置，比如逐符号直接检测装置或最大似然序列检测装置(可参见J.G.Proakis著，数字通信(第四版)，张力军等译，北京：电子工业出版社，2006，第407页到410页)。

根据本发明的实施方式，经过光接收前端接收到并模数变化之后的PR-QAM信号首先经过本发明实施方式的预滤波器，之后可以由根据需求采用特定的CMA(CMA(constant modulus algorithm)算法)或其改进算法的线性均衡器进行线性均衡，并由相位恢复装置进行载波相位恢复，之后经过后滤波器，最终得到线性均衡和相位恢复后的PR-QAM信号。在本发明的实施方式中，载波相位恢复模块放置在预滤波器和后滤波器之间，这样做会带来很多好处。如果将载波相位恢复模块放在预滤波器之前，由于信号还没有经过均衡，故需要一个反馈***(例如在模拟域采用锁相环)来进行相位恢复；而如果将载波相位恢复模块放在预滤波器之后，则载波相位恢复就要根据PR-QAM信号星座特点作相应修改，复杂度将提高。

适用于传统QAM信号的CMA及其改进算法需要待均衡的信号满足独立同分布的统计特性。由于在PR-QAM***中，对原始QAM信号引入了受控ISI，导致相邻符号之间产生一定的相关性，从而不能直接将CMA及其改进算法应用于PR-QAM***中。在本发明的实施方式中，采用预滤波器暂时将部分响应信号变为全响应信号，也就是将PR-QAM暂时变为传统的QAM信号。这样，可以不做任何修改直接应用针对传统QAM信号的相干接收机DSP算法，例如CMA及其改进算法，频差估计算法，载波相位估计算法等等，这些算法对于相关领域技术人员为熟知技术。在完成均衡和相位恢复之后，通过一个对称的后滤波器恢复出PR-QAM信号，以供后续数据判决检测。因而本发明的实施方式通过采用结构简单的预滤波器和以上的布置，使得可以降低相干接收机的成本、提高相干接收机的性能。

此外，尽管在上面的描述中，预滤波器、自适应均衡器、相位恢复装置、后滤波器等都是针对一路信号进行描述的，但本发明的实施方式也适用于偏振复用相干光通信***。在偏振复用相干光通信***中，发射端在两个正交的偏振态上都传送信息，在接收端使用偏振分集的相干光接收机。在采用偏振分集的数字相干光接收机中同样可以采用依据本发明实施方式的预滤波器等。

图4示出了依据本发明的一种实施方式的相干接收机的DSP部分。如图4所示，依据本发明的这种实施方式的相干接收机包括两条支路，这两条支路分别针对H偏振方向信号和V偏振方向信号。各支路分别包括一个预滤波器12、一个相位恢复装置14和一个后滤波器15以及未示出的数据恢复装置。依据本发明的这种实施方式的相干接收机的均衡装置采用蝶示均衡器13′(例如基于CMA的蝶式结构的四个FIR滤波器)。图中的W_hh，W_vh，W_hv和W_vv表示布局成碟式结构的四个FIR滤波器的等效传递函数。

在图4所示的示例中，相位恢复装置14被示出为包括频差估计模块、相位估计模块和相位恢复模块。

此外，尽管在图4所示的图中，相位恢复装置预均衡器装置是分开示出的，相位恢复装置14没有针对均衡装置13的反馈，但这不是限制性的，相位恢复装置完全可以提供针对均衡装置13的自适应的反馈信号、控制信号、系数调节信号等。反馈信号的种类和多少也不是对本发明实施方式的限制。

图5示出了图4所示的相干接收机可以使用的接收机前端的示例。如图5所示，该接收机前端的输入光信号通过偏振分束器211分离为H偏振方向和V偏振方向两个分量，分别连接到光90度混频器212的第一个输入端口和第二个输入端口。同时，接收机本振激光器(本地激光器)213的输出被输入到偏振分束器214，同样分成H偏振方向和V偏振方向两个分量，并输入光90度混频器212。光90度混频器212对所输入的四路信号进行混频。混频后的信号分别输出到两对平衡光电检测器(PD)215、216，并进而分别输出到两对模数转换器(ADC)217和218，从而获得H偏振方向信号和V偏振方向信号。

图6示出了依据本发明实施方式的相干接收方法的示意性流程图。如图6所示，依据本发明的一种实施方式的相干接收方法，首先在步骤S601，进行前端处理，将输入的光信号转变成数字电信号。应该注意的是，对于本发明的实施方式，此时的电信号为PR-QAM电信号。

然后在步骤S602，对经前端处理所获得的数字电信号进行预滤波，从而将部分响应信号变为全响应电信号。在该步骤中，例如使用公式(3)的传递函数。另外，在一种实施方式中，在针对双二进制信号的情况下，采用公式(4)的传递函数。

在步骤S603，对经预滤波获得的全响应信号进行均衡和相位恢复。在优选的实施方式中，进行自适应均衡。该自适应均衡可以采用基于CMA算法的均衡或基于CMA改进算法的均衡。

在步骤S604，对经相位恢复的信号进行后滤波，将全响应信号转变回部分响应信号。例如，在预滤波步骤采用公式(3)的传递函数情况下，步骤S604，采用公式(1)的传递函数。在预滤波步骤采用公式(4)的传递函数情况下，步骤S604，采用公式(2)的传递函数。

最后，在步骤S605，对经后滤波获得的部分响应信号进行后续数据恢复等处理。可以采用本领域技术人员所知的各种方法进行这种数据恢复。

在该相干接收方法用于偏振复用相干光通信***的情况下，所述前端处理步骤S601将接收的部分响应信号变为H偏振方向部分响应数字信号和V偏振方向部分响应数字信号；所述预滤波步骤S602包括H路预滤波步骤和V路预滤波步骤，所述H路预滤波步骤对所述H偏振方向部分响应数字信号进行预滤波，产生H偏振方向全响应数字信号；所述V路预滤波步骤对所述V偏振方向部分响应数字信号进行预滤波，产生V偏振方向全响应数字信号。在所述均衡和相位恢复步骤S603中，均衡步骤采用蝶式均衡器(例如蝶式结构布局的四个FIR滤波器)对经滤波的H偏振方向全响应数字信号和V偏振方向全响应数字信号进行蝶式均衡，从而产生H偏振方向全响应数字均衡信号和V偏振方向全响应数字均衡信号；相位恢复步骤包括H路相位恢复步骤和V路相位恢复步骤，所述H路相位恢复步骤对所述H偏振方向全响应数字均衡信号进行相位恢复，所述V路相位恢复步骤对所述V偏振方向全响应数字均衡信号进行相位恢复。

所述后滤波步骤S604包括H路后滤波步骤和V路后滤波步骤，所述H路后滤波步骤对相位恢复后的所述H偏振方向全响应数字均衡信号进行后滤波；以及所述V路后滤波步骤对相位恢复后的所述V偏振方向全响应数字均衡信号进行后滤波。

S605中的数据恢复及其它处理可以采用本领域所知的任何方法，对本发明的实施方式没有实质性影响，因而此处未予详述。

本发明以上的装置和方法可以由硬件实现，也可以由硬件结合软件实现。本发明涉及这样的计算机可读程序，当该程序被逻辑部件所执行时，能够使该逻辑部件实现上文所述的装置或构成部件，或使该逻辑部件实现上文所述的各种方法或步骤。本发明还涉及用于存储以上程序的存储介质，如硬盘、磁盘、光盘、DVD、flash存储器等。

以上结合具体的实施方式对本发明进行了描述，但本领域技术人员应该清楚，这些描述都是示例性的，并不是对本发明保护范围的限制。本领域技术人员可以根据本发明的精神和原理对本发明做出各种变型和修改，这些变型和修改也在本发明的范围内。

Claims (12)

1.一种相干接收机，所述相干接收机包括：

接收机前端，将接收到的部分响应光信号转变为部分响应数字信号；

预滤波器，用于将所述部分响应数字信号转换为全响应数字信号，其中，针对传递函数为H_PR(z)＝A(1+z^-1)^m(1-z^-1)ⁿ的部分响应信号，所述预滤波器采用以下的传递函数H_Pre-Filter(z)：

$H_{\mathrm{Pre}-\mathrm{Filter}}\left(z\right)=\frac{1}{A{(1+\mathrm{\α}{z}^{-1})}^m{(1-\mathrm{\α}{z}^{-1})}^n}$

A为其它项，m、n为大于等于0但不同时为0的整数，0<α<1，z表示z域信号；

均衡装置，用于对所述全响应数字信号进行均衡；

相位恢复装置，用于对经所述均衡装置均衡后的信号进行相位恢复；以及

后滤波器，用于对经相位恢复装置相位恢复后的信号进行后滤波，将全响应数字信号恢复成部分响应数字信号，所述后滤波器的传递函数与所述部分响应数字信号的传递函数相同，

数据恢复装置，用于对经后滤波的信号进行数据恢复。

2.根据权利要求1所述的相干接收机，其中，所述A取值1。

3.根据权利要求1所述的相干接收机，其中所述m取值1，所述n取值0。

4.根据权利要求1所述的相干接收机，其中，α在0.75到0.85之间。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的相干接收机，其特征在于，所述均衡装置采用基于恒模算法或基于恒模算法的改进算法进行自适应均衡。

6.根据权利要求1-4中任一项所述的相干接收机，其特征在于，

所述相干接收机用于偏振复用相干光通信***；

所述接收机前端用于将接收的光信号变为H偏振方向部分响应数字信号和V偏振方向部分响应数字信号；

所述相干接收机还包括与所述预滤波器相同配置的另一预滤波器、与所述相位恢复装置相同配置的另一相位恢复装置和与所述后滤波器相同配置的另一后滤波器，

所述预滤波器用于对所述H偏振方向部分响应数字信号进行预滤波，产生H偏振方向全响应数字信号；

所述另一预滤波器用于对所述V偏振方向部分响应数字信号进行预滤波，产生V偏振方向全响应数字信号；

所述均衡装置为蝶式均衡器，对经滤波的H偏振方向全响应数字信号和V偏振方向全响应数字信号进行蝶式均衡和偏振解复用，从而得到解复用后的H偏振方向全响应数字均衡信号和V偏振方向全响应数字均衡信号；

所述相位恢复装置对所述H偏振方向全响应数字均衡信号进行相位恢复，

所述另一相位恢复装置对所述V偏振方向全响应数字均衡信号进行相位恢复，

所述后滤波器对相位恢复后的所述H偏振方向全响应数字均衡信号进行后滤波；以及

所述另一后滤波器对相位恢复后的所述V偏振方向全响应数字均衡信号进行后滤波。

7.一种相干接收方法，所述相干接收方法包括：

前端处理步骤，将接收的部分响应光信号变为部分响应数字信号；

预滤波步骤，根据所述部分响应数字信号的部分响应类型的不同，使用预滤波器将所述部分响应数字信号转换为全响应数字信号，其中，针对传递函数为H_PR(z)＝A(1+z^-1)^m(1-z^-1)ⁿ的部分响应信号，所述预滤波器采用以下的传递函数H_Pre-Filter(z)：

$H_{\mathrm{Pre}-\mathrm{Filter}}\left(z\right)=\frac{1}{A{(1+\mathrm{\&alpha;}{z}^{-1})}^m{(1-\mathrm{\&alpha;}{z}^{-1})}^n}$

A为其它项，m、n为大于等于0但不同时为0的整数，0<α<1，z表示z域信号；

均衡步骤，对所述全响应数字信号进行均衡；

相位恢复步骤，用于对经所述均衡步骤均衡的信号进行相位恢复；以及

后滤波步骤，用于对经相位恢复步骤相位恢复后的信号进行后滤波，在所述后滤波步骤中使用的传递函数与所述部分响应数字信号的传递函数相同

数据恢复步骤，对经后滤波的信号进行数据恢复。

8.根据权利要求7所述的相干接收方法，其中，所述A取值1。

9.根据权利要求7所述的相干接收方法，其中所述m取值1，所述n取值0。

10.根据权利要求7所述的相干接收方法，其中，α在0.75到0.85之间。

11.根据权利要求7-10中任一项所述的相干接收方法，其特征在于，所述均衡步骤采用基于恒模算法或基于恒模算法的改进算法进行自适应均衡。

12.根据权利要求7-10中任一项所述的相干接收方法，其特征在于，

所述相干接收方法用于偏振复用相干光通信***；

所述前端处理步骤将接收的部分响应信号变为H偏振方向部分响应数字信号和V偏振方向部分响应数字信号；

所述预滤波步骤包括H路预滤波步骤和V路预滤波步骤，所述H路预滤波步骤对所述H偏振方向部分响应数字信号进行预滤波，产生H偏振方向全响应数字信号；所述V路预滤波步骤对所述V偏振方向部分响应数字信号进行预滤波，产生V偏振方向全响应数字信号；

所述均衡步骤采用蝶式均衡器对经滤波的H偏振方向全响应数字信号和V偏振方向全响应数字信号进行蝶式均衡和偏振解复用，从而产生偏振解复用后的H偏振方向全响应数字均衡信号和V偏振方向全响应数字均衡信号；

所述相位恢复步骤包括H路相位恢复步骤和V路相位恢复步骤，所述H路相位恢复步骤对所述H偏振方向全响应数字均衡信号进行相位恢复，所述V路相位恢复步骤对所述V偏振方向全响应数字均衡信号进行相位恢复，

所述后滤波步骤包括H路后滤波步骤和V路后滤波步骤，所述H路后滤波步骤对相位恢复后的所述H偏振方向全响应数字均衡信号进行后滤波；以及所述V路后滤波步骤对相位恢复后的所述V偏振方向全响应数字均衡信号进行后滤波。