專利名稱：平均長度長短檢測裝置和方法、以及光相干接收機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光通信，尤其涉及相干光通信系統(tǒng)的偏振串?dāng)_消除。
背景技術(shù)：
隨著對光通信系統(tǒng)的容量要求和靈活性要求的逐步提高，相干光通信技術(shù)變得越來越重要。在相干光通信中通常采用偏振復(fù)用的方式將傳輸?shù)男盘柾瑫r(shí)調(diào)制在光的兩個(gè)偏振態(tài)上，從而實(shí)現(xiàn)在相同的帶寬下將傳輸速率加倍的目的。在接收端，光相干接收機(jī)同時(shí)接收兩個(gè)偏振態(tài)上的信號并將其轉(zhuǎn)換為基帶數(shù)字信號，通過數(shù)字域的解復(fù)用技術(shù)將兩個(gè)偏振態(tài)上的信號分開，然后對各個(gè)偏振態(tài)上的信號分別進(jìn)行后續(xù)處理。從上述的描述可以看出， 能否將兩個(gè)偏振態(tài)上的信號很好地分開對偏振復(fù)用的光相干接收機(jī)的性能有很大的影響。在光通信系統(tǒng)中會使用均衡及偏振解復(fù)用器。這種均衡及偏振解復(fù)用器通常由自適應(yīng)濾波器實(shí)現(xiàn)，而自適應(yīng)濾波器的系數(shù)調(diào)整可以采用恒模算法(Constant Modular Algorithm)、最小均方誤差算法等。這些算法均采用反饋結(jié)構(gòu)來根據(jù)信道狀態(tài)變化調(diào)整濾波器的系數(shù)，從而使得H偏振態(tài)的信號和V偏振態(tài)的信號之間無相互串?dāng)_。已有的研究表明，當(dāng)信道中偏振態(tài)變化處于KHz的量級時(shí)，自適應(yīng)濾波器可以跟蹤這一量級的偏振態(tài)變化。但由于各種原因，比如信道的非線性效應(yīng)等，信道中的偏振態(tài)變化會高達(dá)所傳輸信號的速率量級，即GHz的量級?，F(xiàn)有的自適應(yīng)濾波器無法跟蹤如此高速的偏振態(tài)變化，從而使得其輸出的H偏振態(tài)的信號和V偏振態(tài)的信號之間因存在殘余的偏振散射而不再是無串?dāng)_的信號(見G. Charlet等，“Performance comparison of singly-polarized and polarization multiplexed at IOGbaud under nonlinear impairments，，，0Thu8, proceeding of OFC 2008)。為此，有人已經(jīng)提出了一種利用偏振串?dāng)_消除器(Polarization Crosstalk Canceller，PCC)補(bǔ)償偏振串?dāng)_的方法(如文獻(xiàn)Lei Li, 0FC20IOpaper 0WE3)。在該文獻(xiàn)中，平均長度是預(yù)先設(shè)定的。但是最優(yōu)的平均長度跟實(shí)際的通信系統(tǒng)狀況密切相關(guān)，這種預(yù)先設(shè)定的平均長度有時(shí)不能使系統(tǒng)性能一直處于最優(yōu)的狀態(tài)。應(yīng)該注意，上面對技術(shù)背景的介紹只是為了方便對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、 完整的說明，并方便本領(lǐng)域技術(shù)人員的理解而闡述的。不能僅僅因?yàn)檫@些方案在本發(fā)明的背景技術(shù)部分進(jìn)行了闡述而認(rèn)為上述技術(shù)方案為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明鑒于以上的情況作出，用以克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的一個(gè)或更多個(gè)問題，至少提供一種有益的選擇。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，一種平均長度長短檢測方法，用于檢測接收機(jī)中的偏振串?dāng)_消除裝置所用的平均器的平均長度是長還是短，所述方法包括確定接收機(jī)殘余偏振串?dāng)_系數(shù)的大??；以及根據(jù)所確定的殘余偏振串?dāng)_系數(shù)的大小確定所述平均器的平均長度是長還是短的指標(biāo)。
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根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種平均長度長短檢測裝置，用于檢測偏振串?dāng)_消除裝置用的平均器的平均長度是長還是短，所述裝置包括偏振串?dāng)_系數(shù)確定單元，其用于確定所述偏振串?dāng)_消除裝置用的平均器的殘余偏振串?dāng)_的偏振串?dāng)_系數(shù)的大??；以及長短指標(biāo)獲取單元，其根據(jù)所述偏振串?dāng)_系數(shù)確定單元所確定的偏振串?dāng)_系數(shù)的大小確定所述偏振串?dāng)_消除裝置用的平均器的平均長度是長還是短的指標(biāo)。根據(jù)本發(fā)明的再一個(gè)方面，提供了一種光相干接收機(jī)，所述光相干接收機(jī)包括偏振串?dāng)_消除裝置與數(shù)據(jù)恢復(fù)裝置；其特征在于，所述光相干接收機(jī)還包括以上方面所述的平均長度長短檢測裝置。另外，本發(fā)明還提供了一種計(jì)算機(jī)程序，當(dāng)被計(jì)算機(jī)或微處理器、微控制器等邏輯部件執(zhí)行時(shí)，可以使這些部件執(zhí)行以上一般描述和以下詳細(xì)描述的方法或使所述邏輯部件實(shí)現(xiàn)上述一般描述和以下詳細(xì)描述的接收機(jī)或發(fā)射機(jī)的功能或它們的一部分的功能。進(jìn)一步，本發(fā)明還提供了一種有形的機(jī)器可讀存儲介質(zhì)，用于存儲上述計(jì)算機(jī)程序?？梢酝ㄟ^相同的方法或類似的方法將針對一種實(shí)施方式介紹和/或例示的特征用于一個(gè)或更多個(gè)其它實(shí)施方式，與其它實(shí)施方式的特征相組合或者取代其它實(shí)施方式的特征。應(yīng)強(qiáng)調(diào)的是，本說明書中使用的術(shù)語“包括”和“包含”用于指出所述的特征、要件、 步驟或組件的存在，但并不排除一個(gè)或更多個(gè)其它特征、要件、步驟、組件或它們的組合的存在或添加。


從以下結(jié)合附圖的詳細(xì)描述中，本發(fā)明的上述以及其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將變得更加顯而易見，在附圖中圖1示出了本發(fā)明的實(shí)施方式可以應(yīng)用的一種示例性相干接收機(jī)的示意性方框圖。圖2示出了圖1所示的偏振串?dāng)_消除裝置的一種示例性實(shí)施方式。圖3示意性示出了圖2所示的偏振散射估計(jì)單元的一種實(shí)施方式的功能框圖。圖4示出了使用了依據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的偏振串?dāng)_消除平均長度優(yōu)化裝置的相干接收機(jī)的示意性框圖。圖5示出了依據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式的偏振串?dāng)_消除平均長度優(yōu)化裝置的示意性方框圖。圖6示出了依據(jù)第一實(shí)施方式的長短檢測單元的方框圖。圖7示出了依據(jù)第二實(shí)施方式的長短檢測單元的方框圖。圖8示出了依據(jù)第三實(shí)施方式的長短檢測單元的方框圖。圖9示出了依據(jù)第四實(shí)施方式的長短檢測單元的方框圖。圖10示出了依據(jù)第五實(shí)施方式的長短檢測單元的方框圖。圖11示出了依據(jù)第六實(shí)施方式的長短檢測單元的方框圖。圖12示出了依據(jù)第七實(shí)施方式的長短檢測單元的方框圖。圖13示出了依據(jù)第八實(shí)施方式的長短檢測單元的方框圖。
圖14示出了根據(jù)一種實(shí)施方式的長度調(diào)節(jié)單元。圖15示出了根據(jù)另一種實(shí)施方式的長度調(diào)節(jié)單元。圖16示出了根據(jù)另一種實(shí)施方式的長度調(diào)節(jié)單元。圖17示出了根據(jù)另一種實(shí)施方式的長度調(diào)節(jié)單元。圖18示出了依據(jù)本發(fā)明一種實(shí)施方式的偏振串?dāng)_消除平均長度長短檢測方法和使用這種方法的偏振串?dāng)_消除平均長度優(yōu)化方法的示意性流程圖。圖19的圖示出了對本發(fā)明的裝置和方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的情況。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)的說明。應(yīng)該說明的是，為了避免因不必要的細(xì)節(jié)而模糊了本發(fā)明，在附圖中僅僅示出了與根據(jù)本發(fā)明的方案密切相關(guān)的設(shè)備結(jié)構(gòu)和/或處理步驟，而省略了與本發(fā)明關(guān)系不大的其他細(xì)節(jié)。圖1示出了本發(fā)明的實(shí)施方式可以應(yīng)用的一種示例性相干接收機(jī)的示意性方框圖。如圖1所示，本發(fā)明的實(shí)施方式可以應(yīng)用的示例性相干接收機(jī)包括光相干接收機(jī)前端101。該光相干接收機(jī)前端例如包括本振激光器、偏振分束器、光90度混頻器、光電轉(zhuǎn)換器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)等，其實(shí)現(xiàn)可以采用本領(lǐng)域技術(shù)人員所知的各種結(jié)構(gòu)。該光相干接收機(jī)前端的作用是將接收到的偏振復(fù)用的光信號轉(zhuǎn)換成基帶電信號102和103，基帶電信號102和103均為兩個(gè)偏振態(tài)上所調(diào)制的電信號的混合。所以示例性相干接收機(jī)還包括均衡及偏振解復(fù)用器104對基帶電信號102和103進(jìn)行均衡和解復(fù)用處理，從而將兩個(gè)偏振態(tài)上的信號分開，得到無相互串?dāng)_的信號，即圖中的H偏振態(tài)的信號105和V偏振態(tài)的信號 106。H偏振態(tài)的信號105和V偏振態(tài)的信號106再由該相干接收機(jī)中的H偏振態(tài)相位恢復(fù)器107、V偏振態(tài)相位恢復(fù)器108進(jìn)行相位恢復(fù)。相位恢復(fù)后的信號進(jìn)入偏振串?dāng)_消除裝置 111，被消除偏振串?dāng)_，獲得信號112和113，并分別傳送到H偏振態(tài)數(shù)據(jù)恢復(fù)器114、V偏振態(tài)數(shù)據(jù)恢復(fù)器1115對它們分別進(jìn)行數(shù)據(jù)恢復(fù)。應(yīng)該注意，上面的圖只是示例性的，不是對本發(fā)明的范圍的限制，例如在一種實(shí)施方式中，該相干接收機(jī)還會包括頻差補(bǔ)償裝置。這種頻差補(bǔ)償裝置例如位于均衡及偏振解復(fù)用器104和載波相位恢復(fù)器之間。圖2示出了偏振串?dāng)_消除裝置111的一種示例性實(shí)施方式。如圖2所示，兩個(gè)偏振態(tài)的經(jīng)相位恢復(fù)之后的信號109和110分別經(jīng)過延時(shí)寄存器201和202延時(shí)Delay_H和 Delay_Vf符號。該延時(shí)處理的目的是使兩路信號(H偏振態(tài)信號和V偏振態(tài)信號)的相對時(shí)序關(guān)系與發(fā)送端的時(shí)序關(guān)系保持一致。也就是說，使發(fā)送機(jī)同時(shí)發(fā)送的H偏振態(tài)信號和 V偏振態(tài)信號在經(jīng)時(shí)序?qū)?zhǔn)之后仍保持在時(shí)序上相同。Delay_H和Delay_V的值可以從接收機(jī)的上層處理模塊比如幀處理模塊得到。延時(shí)寄存器201和202的輸出203和204(即偏振態(tài)H上的信號&和偏振態(tài)V上的信號Rv)進(jìn)入偏振散射估計(jì)單元205 (后文將參照圖 3詳細(xì)描述該偏振散射估計(jì)單元)。偏振散射估計(jì)單元205估計(jì)出這兩路信號間的偏振散射系數(shù)，并作為信號206和207輸出。其中信號206是偏振態(tài)V的信號對偏振態(tài)H的信號的偏振散射系數(shù)，信號207偏振態(tài)H的信號對偏振態(tài)V的信號的偏振散射系數(shù)。偏振散射去除單元208對接收信號206和207進(jìn)行處理，從而實(shí)現(xiàn)偏振散射恢復(fù)，并將偏振散射恢復(fù)后的信號輸出(信號112和11 。H偏振態(tài)數(shù)據(jù)恢復(fù)器114和V偏振態(tài)數(shù)據(jù)恢復(fù)器115分別根據(jù)信號112和113進(jìn)行數(shù)據(jù)恢復(fù)。圖3示意性示出了圖2所示的偏振散射估計(jì)單元的一種實(shí)施方式的功能框圖。如圖3所示，根據(jù)經(jīng)過時(shí)序?qū)?zhǔn)的信號203和204，數(shù)據(jù)判決器301和302分別估計(jì)出兩個(gè)偏振態(tài)的信號上所調(diào)制的數(shù)據(jù)303和304(判決出的數(shù)據(jù))，即毛和爻。數(shù)據(jù)判決器301和302 可以使用本領(lǐng)域技術(shù)人員現(xiàn)在知道的和將來知道的任何方法進(jìn)行數(shù)據(jù)判決，例如軟判決的方法和硬判決的方法等。判決出的數(shù)據(jù)303和304與信號203和204 —起輸入偏振散射系數(shù)估計(jì)單元305。 偏振散射系數(shù)估計(jì)單元305根據(jù)兩個(gè)偏振態(tài)上的信號和判決出的數(shù)據(jù)計(jì)算出各個(gè)符號時(shí)刻上的偏振散射系數(shù)，即偏振態(tài)V的信號向偏振態(tài)H的信號的散射系數(shù)Whv和偏振態(tài)H向偏振態(tài)V的散射系數(shù)wvh。在圖示的實(shí)施方式中，根據(jù)以下的公式進(jìn)行這些散射系數(shù)的估計(jì)
權(quán)利要求
1.一種平均長度長短檢測裝置，用于檢測接收機(jī)中的偏振串?dāng)_消除裝置所用的平均器的平均長度是長還是短，所述裝置包括殘余偏振串?dāng)_系數(shù)大小確定單元，其用于確定接收機(jī)殘余偏振串?dāng)_系數(shù)的大??；以及長短指標(biāo)獲取單元，其用于根據(jù)所確定的殘余偏振串?dāng)_系數(shù)的大小確定所述平均器的平均長度是長還是短的指標(biāo)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述殘余偏振串?dāng)_系數(shù)大小確定單元確定V支路的信號向H支路的信號的殘余偏振串?dāng)_系數(shù)的大小或H支路的信號向V支路的信號的殘余偏振串?dāng)_系數(shù)的大小， 所述長短指標(biāo)獲取單元采用以下兩種結(jié)構(gòu)之一確定所述指標(biāo) 結(jié)構(gòu)1，所述長短指標(biāo)獲取單元包括 延遲單元，將所述殘余偏振串?dāng)_系數(shù)延遲一個(gè)或更多個(gè)符號； 取共軛單元，對延遲后的信號取共軛；乘法單元，將所述殘余偏振串?dāng)_系數(shù)與經(jīng)過取共軛的信號進(jìn)行相乘； 平均單元，對所述相乘結(jié)果取平均； 取實(shí)部單元，求取平均后的信號的實(shí)部， 結(jié)構(gòu)2，所述長短指標(biāo)獲取單元包括 取實(shí)部單元，求取所述殘余偏振串?dāng)_系數(shù)的實(shí)部； 取虛部單元，求取所述殘余偏振串?dāng)_系數(shù)的虛部； 第一延遲單元，將所述實(shí)部延遲一個(gè)或更多個(gè)符號； 第二延遲單元，將所述虛部延遲一個(gè)或更多個(gè)符號； 第一乘法單元，將經(jīng)延遲的實(shí)部和未經(jīng)延遲的實(shí)部相乘，獲得實(shí)部相乘結(jié)果； 第二乘法單元，經(jīng)所述第二延遲單元延遲的虛部和未經(jīng)延遲的虛部相乘，獲得虛部相乘結(jié)果；加法單元，將虛部相乘結(jié)果和實(shí)部相乘結(jié)果相加； 平均單元，將所述相加結(jié)果進(jìn)行平均。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述殘余偏振串?dāng)_系數(shù)大小確定單元確定V支路的信號向H支路的信號的殘余偏振串?dāng)_系數(shù)的大小和H支路的信號向V支路的信號的殘余偏振串?dāng)_系數(shù)的大小兩者；其中所述長短指標(biāo)獲取單元采用以下兩種結(jié)構(gòu)之一來根據(jù)V支路的信號對H支路的信號的殘余偏振串?dāng)_系數(shù)的大小確定針對H支路的指標(biāo)以及根據(jù)所述H支路的信號向V支路的信號的殘余偏振串?dāng)_系數(shù)確定針對V支路的指標(biāo)，或采用所述兩種結(jié)構(gòu)分別根據(jù)V支路的信號向H支路的信號的殘余偏振串?dāng)_系數(shù)的大小確定針對H支路的指標(biāo)以及根據(jù)所述H 支路的信號向V支路的信號的殘余偏振串?dāng)_系數(shù)確定針對V支路的指標(biāo) 結(jié)構(gòu)1，所述長短指標(biāo)獲取單元包括 延遲單元，將所述殘余偏振串?dāng)_系數(shù)延遲一個(gè)或更多個(gè)符號； 取共軛單元，對延遲后的信號取共軛；乘法單元，將所述殘余偏振串?dāng)_系數(shù)與經(jīng)過取共軛的信號進(jìn)行相乘； 平均單元，對所述相乘結(jié)果取平均； 取實(shí)部單元，求取平均后的信號的實(shí)部，結(jié)構(gòu)2，所述長短指標(biāo)獲取單元包括 取實(shí)部單元，求取所述殘余偏振串?dāng)_系數(shù)的實(shí)部； 取虛部單元，求取所述殘余偏振串?dāng)_系數(shù)的虛部； 第一延遲單元，將所述實(shí)部延遲一個(gè)或更多個(gè)符號； 第二延遲單元，將所述虛部延遲一個(gè)或更多個(gè)符號； 第一乘法單元，將經(jīng)延遲的實(shí)部和未經(jīng)延遲的實(shí)部相乘，獲得實(shí)部相乘結(jié)果； 第二乘法單元，經(jīng)所述第二延遲單元延遲的虛部和未經(jīng)延遲的虛部相乘，獲得虛部相乘結(jié)果；加法單元，將虛部相乘結(jié)果和實(shí)部相乘結(jié)果相加； 平均單元，將所述相加結(jié)果進(jìn)行平均。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括方向指示單元，所述方向指示單元獲得所述指標(biāo)的符號或獲得指示所述指標(biāo)所處的范圍的信號。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括平均值獲取單元，其用于獲取所述針對V支路的指標(biāo)和所述針對H支路的指標(biāo)的平均值；方向指示單元，所述方向指示單元獲得所述平均值的符號或獲得指示所述平均值所處的范圍的信號。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括第一方向指示單元，獲取所述針對H支路的指標(biāo)的符號或獲得指示所述針對H支路的指標(biāo)所處的范圍的信號；第二方向指示單元，獲取所述針對V支路的指標(biāo)的符號或獲得指示所述針對V支路的指標(biāo)所處的范圍的信號。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述偏振串?dāng)_消除裝置與數(shù)據(jù)恢復(fù)裝置相連接，所述殘余偏振串?dāng)_系數(shù)大小確定單元根據(jù)所述偏振串?dāng)_消除裝置的輸出以及所述數(shù)據(jù)恢復(fù)裝置的輸出確定所述殘余偏振串?dāng)_系數(shù)的大小。
8.—種平均長度長短檢測方法，用于檢測接收機(jī)中的偏振串?dāng)_消除裝置所用的平均器的平均長度是長還是短，所述方法包括確定接收機(jī)殘余偏振串?dāng)_系數(shù)的大?。灰约案鶕?jù)所述殘余偏振串?dāng)_系數(shù)確定單元所確定的殘余偏振串?dāng)_系數(shù)的大小確定指示所述平均器的平均長度是長還是短的指標(biāo)。
9.一種光相干接收機(jī)，所述光相干接收機(jī)包括偏振串?dāng)_消除裝置與數(shù)據(jù)恢復(fù)裝置；其特征在于，所述光相干接收機(jī)還包括權(quán)利要求1-8所述的平均長度長短檢測裝置。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的光相干接收機(jī)，其特征在于，所述光相干接收機(jī)還包括長度調(diào)節(jié)單元，所述長度調(diào)節(jié)單元根據(jù)所述平均長度長短檢測裝置所獲得的所述指標(biāo)，對所述偏振串?dāng)_消除裝置所使用的平均器的平均長度進(jìn)行調(diào)節(jié)。
全文摘要
本發(fā)明涉及平均長度長短檢測裝置和方法、以及光相干接收機(jī)。該平均長度長短檢測方法用于檢測接收機(jī)中的偏振串?dāng)_消除裝置所用的平均器的平均長度是長還是短，所述方法包括確定接收機(jī)殘余偏振串?dāng)_系數(shù)的大?。灰约案鶕?jù)所確定的殘余偏振串?dāng)_系數(shù)的大小確定所述平均器的平均長度是長還是短的指標(biāo)。
文檔編號H04B10/148GK102420658SQ20101029756
公開日2012年4月18日 申請日期2010年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月27日
發(fā)明者嚴(yán)偉振, 李磊, 陶振寧 申請人:富士通株式會社