補償數(shù)據(jù)信號的頻差的方法和設備的制作方法
【專利摘要】提供了一種補償數(shù)據(jù)信號的頻差的方法和設備。所述方法包括：對所述數(shù)據(jù)信號進行自適應均衡以產(chǎn)生第一信號；將所述數(shù)據(jù)信號滑動半個碼元周期，并且對滑動后的數(shù)據(jù)信號使用同樣的均衡系數(shù)進行所述自適應均衡，以產(chǎn)生第二信號；使用第一信號和第二信號估計所述數(shù)據(jù)信號的頻差；以及對所述第一信號補償所估計的頻差。通過所述方法和設備，可以估計和補償數(shù)據(jù)信號的頻差以進行載波恢復，雖然仍存在頻差的歧義解，但歧義解與正確解相差碼元速率的整數(shù)倍，故所估計的頻差的歧義解不會影響該載波恢復以及隨后的數(shù)據(jù)恢復的正確性。
【專利說明】補償數(shù)據(jù)信號的頻差的方法和設備
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及光通信領域，并且具體涉及一種在接收機中補償數(shù)據(jù)信號的頻差的方法和設備。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著光通信技術(shù)的發(fā)展，提出了相干光通信。相干光通信具有頻率選擇性好、頻譜效率高等優(yōu)點，因而可以提高通信容量。此外，在相干光通信中，色散與偏振模色散對信號的損傷都為線性損傷，此時通信信道可建模為線性時不變系統(tǒng)，通過適度復雜的數(shù)字信號處理(DSP)技術(shù)就可以補償線性損傷。因此，相干光通信系統(tǒng)正在成為研究熱點。
[0003]隨著電子技術(shù)的進步，數(shù)字信號處理的成本大為降低。新一代的相干光通信系統(tǒng)普遍引入DSP技術(shù)。在相干光通信接收機中，在使用本征光載波解調(diào)信號光后，使用模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)對所得到的電信號采樣，然后對采樣信號進行數(shù)字信號處理。該數(shù)字信號處理通常包括:色散補償一時鐘恢復一自適應均衡(進行偏振解復用與偏振模色散補償)一載波恢復(進行頻差估計與補償)一載波恢復(進行相位噪聲估計與補償)一碼元判決一解碼。
[0004]在目前的相干光通信接收機中，在對信號進行了自適應均衡后，已經(jīng)完成了殘余色散補償與偏振解復用，由此得到的信號為在發(fā)射機中產(chǎn)生的調(diào)制數(shù)據(jù)與頻差因子及相差因子之積，所述頻差因子是由發(fā)射機中的發(fā)送激光器和接收機中的本地激光器之間的頻差(即，發(fā)射機和接收機之間的載波頻差)決定的，所述相差因子是由所述發(fā)送激光器與本地激光器之間的初始相位差以及相位噪聲決定的。具體地，假設在發(fā)射機中使用的調(diào)制方式是M-PSK調(diào)制，則在接收機中，在進行了自適應均衡之后獲得的均衡后的信號可表示為:
【權(quán)利要求】
1.一種補償數(shù)據(jù)信號的頻差的方法，包括: 對所述數(shù)據(jù)信號進行自適應均衡以產(chǎn)生第一信號； 將所述數(shù)據(jù)信號滑動半個碼元周期，并且使用同樣的均衡系數(shù)對滑動后的數(shù)據(jù)信號進行所述自適應均衡，以產(chǎn)生第二信號； 使用第一信號和第二信號估計所述數(shù)據(jù)信號的頻差；以及 對所述第一信號補償所估計的頻差。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，使用第一信號和第二信號估計所述數(shù)據(jù)信號的頻差包括: 使用第一信號、以及第二信號中大于或等于預定閾值的分量，來估計所述數(shù)據(jù)信號的步頁差。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述預定閾值是所述第一信號的幅度。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其中，使用第一信號、以及第二信號中大于或等于預定閾值的分量，來估計所述數(shù)據(jù)信號的頻差包括: 通過下式計算所述頻差Af:
5.一種補償數(shù)據(jù)信號的頻差的方法，包括: 對所述數(shù)據(jù)信號進行自適應均衡以產(chǎn)生第一信號； 利用所述第一信號估計所述數(shù)據(jù)信號的第一頻差，第一頻差的取值范圍為-▲ < △/;<▲，其中a fl為所述第一頻差，T為所述數(shù)據(jù)信號的碼元周期，M為所述數(shù)IMIIMI據(jù)信號的調(diào)制階數(shù)； 將所述數(shù)據(jù)信號滑動半個碼元周期，并且使用同樣的均衡系數(shù)對滑動后的數(shù)據(jù)信號進行所述自適應均衡以產(chǎn)生第二信號； 使用第一信號和第二信號估計所述數(shù)據(jù)信號的第二頻差，所述第二頻差的取值范圍大于第一頻差的取值范圍； 基于所述第一頻差和所述第二頻差計算所述數(shù)據(jù)信號的第三頻差； 對所述第一信號補償所述第三頻差。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其中，利用所述第一信號估計所述數(shù)據(jù)信號的第一頻差包括: 對所述第一信號進行乘方運算以消除與所述第一信號攜帶的調(diào)制數(shù)據(jù)有關(guān)的項；以及 基于所述乘方運算的結(jié)果計算所述第一頻差。
7.如權(quán)利要求5所述的方法，其中，使用第一信號和第二信號估計所述數(shù)據(jù)信號的第二頻差包括: 使用第一信號、以及第二信號中大于或等于預定閾值的分量，來估計所述數(shù)據(jù)信號的頻差。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述預定閾值是所述第一信號的幅度。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其中，使用第一信號、以及第二信號中大于或等于預定閾值的分量，來估計所述數(shù)據(jù)信號的頻差包括: 通過下式計算所述頻差Af:

10.如權(quán)利要求8所述的方法，其中，基于所述第一頻差和所述第二頻差計算所述數(shù)據(jù)信號的第三頻差包括: 計算第二頻差與第一頻差之間的差值； 以四舍五入的方式計算所述差值相對于b/M的整數(shù)倍數(shù)，M是所述第一信號攜帶的調(diào)制數(shù)據(jù)的調(diào)制階數(shù)，b是所述調(diào)制數(shù)據(jù)的碼元速率； 計算b/M和所述整數(shù)倍數(shù)之積與所述第一頻差的和，作為所述第三頻差。
11.一種補償數(shù)據(jù)信號的頻差的設備，包括: 自適應均衡器，被配置為對所述數(shù)據(jù)信號進行自適應均衡以產(chǎn)生第一信號，以及將所述數(shù)據(jù)信號滑動半個碼元周期，并且使用相同的均衡系數(shù)對滑動后的數(shù)據(jù)信號進行所述自適應均衡，以產(chǎn)生第二信號； 頻差補償器，被配置為使用第一信號和第二信號估計所述數(shù)據(jù)信號的頻差，并且對所述第一信號補償所估計的頻差。
12.如權(quán)利要求11所述的設備，其中，頻差補償單元使用第一信號、以及第二信號中大于或等于預定閾值的分量，來估計所述數(shù)據(jù)信號的頻差。
13.如權(quán)利要求12所述的設備，其中，所述預定閾值是所述第一信號的幅度。
14.如權(quán)利要求13所述的設備，其中，頻差補償單元通過下式計算所述頻差Af:

15.一種補償數(shù)據(jù)信號的頻差的設備，包括: 自適應均衡器，被配置為對所述數(shù)據(jù)信號進行自適應均衡以產(chǎn)生第一信號，以及將所述數(shù)據(jù)信號滑動半個碼元周期，并且使用相同的均衡系數(shù)對滑動后的數(shù)據(jù)信號進行所述自適應均衡以產(chǎn)生第二信號； 頻差補償器，被配置為利用所述第一信號估計所述數(shù)據(jù)信號的第一頻差，使用第一信號和第二信號估計所述數(shù)據(jù)信號的第二頻差，基于所述第一頻差和所述第二頻差計算所述數(shù)據(jù)信號的第三頻差，并且對所述第一信號補償所述第三頻差，其中，第一頻差的取值范圍為
16.如權(quán)利要求15所述的設備，其中，頻差補償器對所述第一信號進行乘方運算以消除與所述第一信號攜帶的調(diào)制數(shù)據(jù)有關(guān)的項，并且基于所述乘方運算的結(jié)果計算所述第一步頁差。
17.如權(quán)利要求15所述的設備，其中，頻差補償器使用第一信號、以及第二信號中大于或等于預定閾值的分量，來估計所述數(shù)據(jù)信號的頻差。
18.如權(quán)利要求17所述的設備，其中，所述預定閾值是所述第一信號的幅度。
19.如權(quán)利要求18所述的設備，其中，頻差補償器通過下式計算所述頻差Af:
20.如權(quán)利要求18所述的設備，其中，頻差補償器計算第二頻差與第一頻差之間的差值，以四舍五入的方式計算所述差值相對于b/M的整數(shù)倍數(shù)，并且計算b/M和所述整數(shù)倍數(shù)之積與所述第一頻差的和，作為所述第三頻差，M是所述第一信號攜帶的調(diào)制數(shù)據(jù)的調(diào)制階數(shù)，b是所述調(diào)制數(shù)據(jù)的碼 元速率。
【文檔編號】H04L25/03GK103647632SQ201310705576
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年12月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月20日
【發(fā)明者】曾韜, 潘勇, 楊奇, 楊鑄, 余少華 申請人:武漢郵電科學研究院