本發(fā)明實(shí)施例涉及波分復(fù)用(wdm，wavelengthdivisionmultiplexing)通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種導(dǎo)頻頻偏的處理裝置、方法以及接收機(jī)。

背景技術(shù)：

在波分復(fù)用通信系統(tǒng)中，各子載波數(shù)據(jù)調(diào)制在若干個(gè)相互獨(dú)立的光載波上。理想條件下各激光器波長(zhǎng)穩(wěn)定，各子載波的信道間隔固定不變。但在實(shí)際系統(tǒng)中，由于激光器波長(zhǎng)受驅(qū)動(dòng)電流變化、溫度波動(dòng)、諧振腔老化等因素的影響，輸出載波波長(zhǎng)在一定范圍內(nèi)漂移。

這種波長(zhǎng)的不確定變化會(huì)給波分復(fù)用通信系統(tǒng)帶來較大影響，主要體現(xiàn)在：

(1)各子載波的信道間出現(xiàn)鄰道串?dāng)_；

(2)邊沿信道信號(hào)遭到更嚴(yán)重的失真。

目前，有效的信道間隔監(jiān)測(cè)方法是解決激光器波長(zhǎng)漂移的重要手段。在進(jìn)行監(jiān)測(cè)的基礎(chǔ)上，可以對(duì)各激光器的波長(zhǎng)進(jìn)行反饋調(diào)節(jié)，避免波長(zhǎng)大幅度變化，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)信道間隔的鎖定。穩(wěn)定各子信道的間隔不僅可以避免鄰道串?dāng)_，也可以使頻譜資源得到更有效的利用，增加頻譜利用率。

綜上所述，信道間隔監(jiān)測(cè)是一種可以進(jìn)一步優(yōu)化波分復(fù)用通信系統(tǒng)的有效手段。在實(shí)現(xiàn)信道間隔監(jiān)測(cè)的過程中，不希望引入額外的硬件開銷，所以在接收機(jī)中進(jìn)行基于數(shù)字信號(hào)處理的信道間隔監(jiān)測(cè)方案受到重視。

應(yīng)該注意，上面對(duì)技術(shù)背景的介紹只是為了方便對(duì)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。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明人發(fā)現(xiàn)：目前基于導(dǎo)頻的信道間隔監(jiān)測(cè)方案中，只要估計(jì)出中間信道的導(dǎo)頻頻偏和相鄰信道的導(dǎo)頻頻偏，就可以計(jì)算出相鄰兩信道間的信道間隔。但是，目前的 導(dǎo)頻頻偏的估計(jì)方法存在估計(jì)精度不高的問題，

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種導(dǎo)頻頻偏的處理裝置、方法以及接收機(jī)。通過在接收機(jī)端對(duì)導(dǎo)頻信號(hào)進(jìn)行數(shù)字信號(hào)處理，可以實(shí)現(xiàn)導(dǎo)頻頻偏的估計(jì)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)各信道間隔的判斷。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的第一個(gè)方面，提供一種導(dǎo)頻頻偏的處理裝置，所述處理裝置包括：

函數(shù)計(jì)算單元，其利用接收端信號(hào)以及相關(guān)長(zhǎng)度計(jì)算信道的相關(guān)函數(shù)；

相位計(jì)算單元，其根據(jù)所述相關(guān)函數(shù)計(jì)算所述相關(guān)長(zhǎng)度所對(duì)應(yīng)的相位；以及

頻偏估計(jì)單元，其在所述相關(guān)長(zhǎng)度所對(duì)應(yīng)的相位大于2π的情況下，根據(jù)至少兩個(gè)相關(guān)長(zhǎng)度所對(duì)應(yīng)的相位計(jì)算相應(yīng)的斜率，并基于所述斜率估計(jì)所述信道的導(dǎo)頻頻偏。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的第二個(gè)方面，提供一種導(dǎo)頻頻偏的處理方法，所述處理方法包括：

利用接收端信號(hào)以及相關(guān)長(zhǎng)度計(jì)算信道的相關(guān)函數(shù)；

根據(jù)所述相關(guān)函數(shù)計(jì)算所述相關(guān)長(zhǎng)度所對(duì)應(yīng)的相位；以及

在所述相關(guān)長(zhǎng)度所對(duì)應(yīng)的相位大于2π的情況下，根據(jù)至少兩個(gè)相關(guān)長(zhǎng)度所對(duì)應(yīng)的相位計(jì)算相應(yīng)的斜率，并基于所述斜率估計(jì)所述信道的導(dǎo)頻頻偏。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的第三個(gè)方面，提供一種接收機(jī)，包括如上所述的導(dǎo)頻頻偏的處理裝置。

本發(fā)明實(shí)施例的有益效果在于：在相關(guān)長(zhǎng)度所對(duì)應(yīng)的相位大于2π的情況下，根據(jù)至少兩個(gè)相關(guān)長(zhǎng)度所對(duì)應(yīng)的相位計(jì)算相應(yīng)的斜率，并基于所述斜率估計(jì)信道的導(dǎo)頻頻偏。由此，可以準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)導(dǎo)頻頻偏的估計(jì)，從而準(zhǔn)確地對(duì)各信道間隔進(jìn)行判斷。

參照后文的說明和附圖，詳細(xì)公開了本發(fā)明實(shí)施例的特定實(shí)施方式，指明了本發(fā)明實(shí)施例的原理可以被采用的方式。應(yīng)該理解，本發(fā)明的實(shí)施方式在范圍上并不因而受到限制。在所附權(quán)利要求的精神和條款的范圍內(nèi)，本發(fā)明的實(shí)施方式包括許多改變、修改和等同。

針對(duì)一種實(shí)施方式描述和/或示出的特征可以以相同或類似的方式在一個(gè)或更多個(gè)其它實(shí)施方式中使用，與其它實(shí)施方式中的特征相組合，或替代其它實(shí)施方式中的特征。

應(yīng)該強(qiáng)調(diào)，術(shù)語“包括/包含”在本文使用時(shí)指特征、整件、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、整件、步驟或組件的存在或附加。

附圖說明

所包括的附圖用來提供對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的進(jìn)一步的理解，其構(gòu)成了說明書的一部分，用于例示本發(fā)明的實(shí)施方式，并與文字描述一起來闡釋本發(fā)明的原理。顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。在附圖中：

圖1是基于導(dǎo)頻的信道間隔檢測(cè)的示意圖；

圖2是本發(fā)明實(shí)施例1的導(dǎo)頻頻偏的處理裝置的示意圖；

圖3是本發(fā)明實(shí)施例1的導(dǎo)頻頻偏的處理裝置的另一示意圖；

圖4是本發(fā)明實(shí)施例1的接收端信號(hào)頻譜以及濾波器響應(yīng)的一示意圖；

圖5是本發(fā)明實(shí)施例1的頻偏估計(jì)單元的示意圖；

圖6是本發(fā)明實(shí)施例1的多個(gè)相位的示意圖；

圖7是本發(fā)明實(shí)施例1的導(dǎo)頻頻偏估計(jì)的示意圖；

圖8是本發(fā)明實(shí)施例2的導(dǎo)頻頻偏的處理方法的示意圖；

圖9是本發(fā)明實(shí)施例2的導(dǎo)頻頻偏的處理方法的另一示意圖；

圖10是本發(fā)明實(shí)施例3的波分復(fù)用通信系統(tǒng)的示意圖；

圖11是本發(fā)明實(shí)施例3的接收機(jī)的示意圖。

具體實(shí)施方式

參照附圖，通過下面的說明書，本發(fā)明實(shí)施例的前述以及其它特征將變得明顯。在說明書和附圖中，具體公開了本發(fā)明的特定實(shí)施方式，其表明了其中可以采用本發(fā)明實(shí)施例的原則的部分實(shí)施方式，應(yīng)了解的是，本發(fā)明不限于所描述的實(shí)施方式，相反，本發(fā)明實(shí)施例包括落入所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)的全部修改、變型以及等同物。

圖1是基于導(dǎo)頻的信道間隔檢測(cè)的一示意圖，如圖1所示，陰影部分表示的是光接收機(jī)濾波器的響應(yīng)?？梢钥闯?，在一個(gè)光接收機(jī)帶寬內(nèi)，除了需要解調(diào)的中間信道的信息，還包括同時(shí)接收的左右部分相鄰信道(或者也稱為鄰道)的信息，反映在頻譜上表現(xiàn)為圖1中的粗實(shí)線所示范圍。

在此范圍內(nèi)，由于相鄰信道的頻譜不完整，因此不能直接判斷兩信道之間的間隔。在本發(fā)明中，導(dǎo)頻頻率的變化可以反映信道間隔的變化。因此，可以通過分別估計(jì)中間信道的導(dǎo)頻頻偏和相鄰信道的導(dǎo)頻頻偏，來得到信道之間的間隔。

假設(shè)發(fā)射端加載的導(dǎo)頻頻率為fp，經(jīng)過接收端信號(hào)處理后，可以估計(jì)出中間信道的導(dǎo)頻頻偏fest1，相鄰信道的導(dǎo)頻頻偏fest2，這兩種導(dǎo)頻頻偏和相鄰兩信道的間隔 (spacing)之間的關(guān)系可以用公式1來表示：

spacing＝|fest2-fest1|+2*fp；公式1

由公式1可知，只要估計(jì)出中間信道的導(dǎo)頻頻偏和相鄰信道的導(dǎo)頻頻偏，就可以計(jì)算出相鄰的兩信道間的信道間隔。為了準(zhǔn)確地估計(jì)出中間信道的導(dǎo)頻頻偏和相鄰信道的導(dǎo)頻頻偏，可以對(duì)接收端信號(hào)進(jìn)行數(shù)字信號(hào)處理。

以下對(duì)于本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。

實(shí)施例1

本發(fā)明實(shí)施例提供一種導(dǎo)頻頻偏的處理裝置，該導(dǎo)頻頻偏的處理裝置可以被配置于wdm通信系統(tǒng)的接收機(jī)中。

圖2是本發(fā)明實(shí)施例的導(dǎo)頻頻偏的處理裝置的示意圖，如圖2所示，該導(dǎo)頻頻偏的處理裝置200包括：

函數(shù)計(jì)算單元201，其利用接收端信號(hào)以及相關(guān)長(zhǎng)度計(jì)算信道的相關(guān)函數(shù)；

相位計(jì)算單元202，其根據(jù)所述相關(guān)函數(shù)計(jì)算所述相關(guān)長(zhǎng)度所對(duì)應(yīng)的相位；

頻偏估計(jì)單元203，其在相關(guān)長(zhǎng)度所對(duì)應(yīng)的相位大于2π的情況下，根據(jù)至少兩個(gè)相關(guān)長(zhǎng)度所對(duì)應(yīng)的相位計(jì)算相應(yīng)的斜率，并基于所述斜率估計(jì)所述信道的導(dǎo)頻頻偏。

在本實(shí)施例中，相關(guān)長(zhǎng)度可以是預(yù)先被確定的。為了使得導(dǎo)頻頻偏的估計(jì)更加準(zhǔn)確，本實(shí)施例中的相關(guān)長(zhǎng)度的值可以相對(duì)較大(例如大于某一閾值)，可以預(yù)先確定多個(gè)相關(guān)長(zhǎng)度，例如l1、l2……。

例如，可以先利用接收端信號(hào)以及相關(guān)長(zhǎng)度l1計(jì)算信道的相關(guān)函數(shù)r(l1)，并根據(jù)該r(l1)計(jì)算l1對(duì)應(yīng)的相位phase1；在phase1大于2π的情況下，再利用接收端信號(hào)以及相關(guān)長(zhǎng)度l2計(jì)算信道的相關(guān)函數(shù)r(l2)，并根據(jù)該r(l2)計(jì)算l2對(duì)應(yīng)的相位phase2；然后根據(jù)phase1和phase2計(jì)算斜率，并基于該斜率估計(jì)信道的導(dǎo)頻頻偏。

在本實(shí)施例中，頻偏估計(jì)單元203還可以用于：在相關(guān)長(zhǎng)度所對(duì)應(yīng)的相位小于或等于2π的情況下，根據(jù)該相關(guān)長(zhǎng)度所對(duì)應(yīng)的相位獲得所述信道的導(dǎo)頻頻偏。

例如，可以先利用接收端信號(hào)以及相關(guān)長(zhǎng)度l1計(jì)算信道的相關(guān)函數(shù)r(l1)，并根據(jù)該r(l1)計(jì)算l1對(duì)應(yīng)的相位phase1；在phase1小于或等于2π的情況下，根據(jù)該phase1直接獲得信道的導(dǎo)頻頻偏。

由此，與現(xiàn)有技術(shù)中進(jìn)行導(dǎo)頻頻偏的估計(jì)時(shí)，只使用一個(gè)相關(guān)長(zhǎng)度并且該相關(guān)長(zhǎng) 度的值較小的方案相比，本發(fā)明實(shí)施例可以使用至少兩個(gè)相關(guān)長(zhǎng)度，并且相關(guān)長(zhǎng)度的值可以較大，因此可以更加準(zhǔn)確地對(duì)導(dǎo)頻頻偏進(jìn)行估計(jì)。

以下對(duì)本發(fā)明實(shí)施例進(jìn)行進(jìn)一步說明。

在進(jìn)行導(dǎo)頻頻偏估計(jì)的過程中，可以對(duì)接收端信號(hào)進(jìn)行數(shù)字信號(hào)處理。其中，接收端的數(shù)字信號(hào)處理可以包括：預(yù)處理和頻偏估計(jì)處理。其中，預(yù)處理可以包括：濾波、移頻；頻偏估計(jì)處理可以包括：一階段頻偏估計(jì)(對(duì)應(yīng)于相關(guān)長(zhǎng)度所對(duì)應(yīng)的相位小于或等于2π的情況)、二階段頻偏估計(jì)(對(duì)應(yīng)于相關(guān)長(zhǎng)度所對(duì)應(yīng)的相位大于2π的情況)。這些處理可以有效地提高導(dǎo)頻頻偏的估計(jì)精度。

圖3是本發(fā)明實(shí)施例的導(dǎo)頻頻偏的處理裝置的另一示意圖，如圖3所示，該導(dǎo)頻頻偏的處理裝置300包括：函數(shù)計(jì)算單元201、相位計(jì)算單元202以及頻偏估計(jì)單元203，如上所述。

如圖3所示，該導(dǎo)頻頻偏的處理裝置300還可以包括：

濾波單元301，其對(duì)接收端信號(hào)進(jìn)行濾波處理。

在本實(shí)施例中，在利用導(dǎo)頻進(jìn)行頻偏估計(jì)時(shí)，除了導(dǎo)頻之外的所有信號(hào)都屬于噪聲，這就導(dǎo)致噪聲功率很大，嚴(yán)重影響后面頻偏估計(jì)的性能。因此，在進(jìn)行頻偏估計(jì)之前，首先可以減小接收信號(hào)中的噪聲功率；具體地，可以對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行濾波。

例如，讓接收信號(hào)通過一個(gè)窄帶帶通濾波器，可以有效地濾除濾波器帶寬范圍之外的信號(hào)，從而有效減小噪聲功率。對(duì)于中間信道和相鄰信道而言，可以加上不同的濾波器來實(shí)現(xiàn)這一功能。

對(duì)于中間信道而言，可以根據(jù)激光器指定的波長(zhǎng)漂移范圍以及發(fā)射端加載的導(dǎo)頻頻率這些先驗(yàn)參數(shù)，大致確定接收端中間信道導(dǎo)頻的頻率范圍。在本實(shí)施例中，對(duì)激光器波長(zhǎng)漂移范圍以及發(fā)射端加載的導(dǎo)頻頻率這兩個(gè)參數(shù)的具體值不做限制，可以根據(jù)實(shí)際情況確定具體數(shù)值。

在本實(shí)施例中，可以設(shè)定發(fā)射端加載的導(dǎo)頻信號(hào)的頻率fp為16ghz，集成可調(diào)激光器模塊的波長(zhǎng)漂移范圍為±1.25ghz。根據(jù)這些數(shù)據(jù)，可以直接估計(jì)中間信道的導(dǎo)頻頻率范圍約為[14.75ghz17.75ghz]。以該頻率范圍作為所加帶通濾波器的3db截止帶寬(即功率下降為最大值的一半時(shí)所對(duì)應(yīng)的帶寬)。

圖4是本發(fā)明實(shí)施例的接收端信號(hào)頻譜以及濾波器響應(yīng)的示意圖。如圖4所示，右邊陰影部分表示的是中間信道所加濾波器的響應(yīng)。本發(fā)明不限定濾波器的類型，可以是矩形濾波器、高斯濾波器等。

對(duì)于相鄰信道而言，可以根據(jù)信道間隔波動(dòng)范圍、發(fā)射端加載的導(dǎo)頻頻率、激光 器指定的波長(zhǎng)漂移范圍這些先驗(yàn)參數(shù)，確定接收機(jī)端相鄰信道導(dǎo)頻的頻率范圍。同樣地，本實(shí)施例對(duì)這些參數(shù)的具體值不做限制。

本實(shí)施例中，可以設(shè)定信道間隔波動(dòng)范圍約[35ghz40ghz]，發(fā)射端加載的導(dǎo)頻信號(hào)的頻率fp為16ghz，集成可調(diào)激光器模塊的波長(zhǎng)漂移范圍為±1.25ghz，則相鄰信道導(dǎo)頻的頻率范圍約為[17.75ghz25.75ghz]。以該頻率范圍作為所加帶通濾波器的3db截止帶寬。

如圖4所示，左邊陰影部分表示的是相鄰信道所加濾波器的響應(yīng)。同樣地，本發(fā)明不限定濾波器的類型，可以是矩形濾波器、高斯濾波器等。

如圖3所示，該導(dǎo)頻頻偏的處理裝置300還可以包括：

移頻單元302，其將濾波后的信號(hào)進(jìn)行移頻處理。

函數(shù)計(jì)算單元201還可以用于：利用濾波和移頻處理后的信號(hào)以及所述相關(guān)長(zhǎng)度計(jì)算所述信道的相關(guān)函數(shù)。

在本實(shí)施例中，信號(hào)經(jīng)過濾波單元301濾除噪聲后進(jìn)入移頻單元302。移頻單元302可以將中間信道的導(dǎo)頻和相鄰信道的導(dǎo)頻移動(dòng)到靠近零頻的位置。

具體地，可以通過公式2實(shí)現(xiàn)：

z(n)＝r(n)×p(n)*；公式2

其中，z(n)表示移頻后的信號(hào)，r(n)表示接收端經(jīng)過濾波以后的信號(hào)；p(n)表示單頻信號(hào)，可以表示為公式3；*表示共軛運(yùn)算。

其中，fp表示導(dǎo)頻頻率，t表示采樣周期。

在本實(shí)施例中，中間信道的導(dǎo)頻頻率范圍約為[14.75ghz17.75ghz]，而相鄰信道的導(dǎo)頻頻率范圍約為[17.75ghz25.75ghz]?？梢钥闯觯烙?jì)的導(dǎo)頻頻率比較高，這會(huì)影響頻偏估計(jì)的性能。

經(jīng)過公式2后，中間信道的導(dǎo)頻頻率范圍約為[-1.75ghz1.75ghz]，而相鄰信道的導(dǎo)頻頻率范圍約為[1.75ghz9.75ghz]。因此，移頻操作可在一定程度上減小待估計(jì)的導(dǎo)頻頻率范圍，從而提高后面的頻偏估計(jì)的性能。

在本實(shí)施例中，在對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理之后，可以進(jìn)行頻偏估計(jì)，從而得到中間信道的導(dǎo)頻頻偏fest1和相鄰信道的導(dǎo)頻頻偏fest2。

本發(fā)明實(shí)施例可以將頻偏估計(jì)劃分為一階段頻偏估計(jì)和二階段頻偏估計(jì)；其中一階段頻偏估計(jì)得到的頻偏只是導(dǎo)頻頻偏的分?jǐn)?shù)部分，二階段頻偏估計(jì)可以利用一階段 頻偏估計(jì)得到的分?jǐn)?shù)部分來估計(jì)整個(gè)頻偏。

以下對(duì)于一階段頻偏估計(jì)和二階段頻偏估計(jì)分別進(jìn)行說明。

在一階段頻偏估計(jì)中，可以采用延時(shí)相關(guān)算法來估計(jì)頻偏，可以用公式4表示：

其中，z(n)表示經(jīng)過預(yù)處理之后的信號(hào)，l表示相關(guān)長(zhǎng)度，n表示z(n)的長(zhǎng)度，z(n-l)*表示z(n-l)的共軛。

公式4中的z(n)可以看作是由信號(hào)和噪聲兩部分組成，經(jīng)過預(yù)處理之后，z(n)可以用如下公式5表示：

z(n)＝e^{j*2π*δf*n*t}+n(n)公式5

其中，δf表示導(dǎo)頻頻偏，t表示采樣周期，n(n)表示噪聲信號(hào)。

如果忽略噪聲信號(hào)這一項(xiàng)，則有如下公式6：

從公式6可以得到r(l)的相位phase和導(dǎo)頻頻偏δf之間的關(guān)系，如下面的公式7所示：

phase＝2π*δf*l*t；公式7

因此，只要通過某種方法得到r(l)的相位，就可以通過公式7計(jì)算出導(dǎo)頻頻偏。

在本實(shí)施例中，可以通過利用角度函數(shù)(angle函數(shù))來求得r(l)相位，如公式8所示：

phasedec＝angle(r(l))；公式8

由于angle函數(shù)可以估計(jì)的相位范圍為[02π]，即phasedec∈[02π]，因此該方法只適用于r(l)的相位小于2π的情形。關(guān)于angle函數(shù)的具體內(nèi)容可以參考相關(guān)技術(shù)，例如matlab的相關(guān)內(nèi)容。

在相關(guān)長(zhǎng)度所對(duì)應(yīng)的相位小于或等于2π的情況下，頻偏估計(jì)單元203可以直接利用該相關(guān)長(zhǎng)度所對(duì)應(yīng)的相位得到導(dǎo)頻頻偏。即phase＜2π時(shí)，phase＝phasedec，此時(shí)可以直接利用公式4、7和公式8求得導(dǎo)頻頻偏δf。

從公式7可以看出，當(dāng)采樣周期固定時(shí)，相位的大小由導(dǎo)頻頻偏和相關(guān)長(zhǎng)度l決定。在本實(shí)施例中，例如信號(hào)經(jīng)過移頻單元302之后，相鄰信道的導(dǎo)頻 頻率范圍約為[1.75ghz9.75ghz]，對(duì)于相鄰信道而言，待估計(jì)的導(dǎo)頻頻偏仍然較大。這會(huì)導(dǎo)致相位超過2π，即phase＞2π，由于公式7可估計(jì)的相位范圍小于或等于2π，因此相位phase又可以表示為

phase＝2π×i+phasedec；公式9

其中，i表示整數(shù)，2π×i表示相位的整數(shù)部分，phasedec表示相位的分?jǐn)?shù)部分。在這種情形下，利用公式8求出的相位只是真正相位的分?jǐn)?shù)部分。為了得到真正的相位phase，需要進(jìn)行二階段頻偏估計(jì)。

在二階段頻偏估計(jì)中，可以利用多個(gè)phasedec得到真正的相位phase。根據(jù)公式7可知，相位phase是相關(guān)長(zhǎng)度l的線性函數(shù)，且斜率滿足如下公式：

k＝2π*δf*t；公式10

因此，根據(jù)相位對(duì)應(yīng)的斜率就可以求出頻偏δf。

圖5是本發(fā)明實(shí)施例的頻偏估計(jì)單元的示意圖，如圖5所示，頻偏估計(jì)單元302可以包括：

擬合單元501，其對(duì)至少兩個(gè)相關(guān)長(zhǎng)度所對(duì)應(yīng)的相位進(jìn)行一階擬合；

斜率計(jì)算單元502，其根據(jù)擬合結(jié)果計(jì)算至少兩個(gè)相關(guān)長(zhǎng)度所對(duì)應(yīng)的斜率；以及

頻偏確定單元503，其基于所述斜率確定信道的導(dǎo)頻頻偏。

如圖5所示，頻偏估計(jì)單元302還可以包括：

相位調(diào)整單元504，其在至少兩個(gè)相關(guān)長(zhǎng)度所對(duì)應(yīng)的相位中，某兩個(gè)相鄰的第一相位和第二相位之間的差值大于π的情況下，將第二相位加上2π后得到調(diào)整后的第二相位。

擬合單元501還可以用于根據(jù)調(diào)整后的相位進(jìn)行一階擬合。

例如，可以取不同的相關(guān)長(zhǎng)度：l＝l1，l2，l3，...ln，利用公式4分別求出在不同lj下的相關(guān)值r(lj)，j＝1，2，3…n。然后可利用公式8分別求出不同lj下的相位當(dāng)相鄰的兩個(gè)相位之間的差值大于π時(shí)，將加上2π得到新的相位值phasej+1。由此，可以獲得多個(gè)相關(guān)長(zhǎng)度分別對(duì)應(yīng)的相位。

圖6是本發(fā)明實(shí)施例的多個(gè)相位的示意圖，示出了相位與相關(guān)長(zhǎng)度l之間的關(guān)系。如圖6所示，橫軸表示l，縱軸表示相位，其中實(shí)線表示的是整個(gè)相位的分?jǐn)?shù)部分虛線表示的是經(jīng)過相位調(diào)整后得到的新的相位值phasej。

在本實(shí)施例中，得到相位phasej后，可以對(duì)phasej進(jìn)行一階擬合后得到斜率k， 然后基于斜率k，利用公式10就可以確定導(dǎo)頻頻偏δf。

圖7是本發(fā)明實(shí)施例的導(dǎo)頻頻偏估計(jì)的示意圖，示出了發(fā)送端和接收端與本發(fā)明相關(guān)的部分信號(hào)處理的情況。如圖7所示，在發(fā)送端可以進(jìn)行符號(hào)映射、脈沖成型和加載導(dǎo)頻信號(hào)等處理；然后信號(hào)經(jīng)過傳輸信道到達(dá)接收端；在接收端可以進(jìn)行預(yù)處理(例如濾波和移頻)，然后進(jìn)行頻偏估計(jì)(包括一階段頻偏估計(jì)和二階段頻偏估計(jì))。由此，可以準(zhǔn)確地對(duì)導(dǎo)頻頻偏進(jìn)行估計(jì)。

在本實(shí)施例中，可以分別估計(jì)中間信道的導(dǎo)頻頻偏和相鄰信道的導(dǎo)頻頻偏。

如圖3所示，該導(dǎo)頻頻偏的處理裝置300還可以包括：

間隔確定單元303，其根據(jù)中間信道的導(dǎo)頻頻偏、相鄰信道的導(dǎo)頻頻偏以及在發(fā)射端所加載的導(dǎo)頻信號(hào)的頻率，確定相鄰兩信道之間的信道間隔。

即，在準(zhǔn)確估計(jì)出中間信道的導(dǎo)頻頻偏fest1和相鄰信道的導(dǎo)頻頻偏fest2之后，根據(jù)公式1就可以估計(jì)出相鄰兩信道間的信道間隔。

由上述實(shí)施例可知，在相關(guān)長(zhǎng)度所對(duì)應(yīng)的相位大于2π的情況下，根據(jù)至少兩個(gè)相關(guān)長(zhǎng)度所對(duì)應(yīng)的相位計(jì)算斜率，并基于所述斜率估計(jì)信道的導(dǎo)頻頻偏。由此，可以準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)導(dǎo)頻頻偏的估計(jì)，從而準(zhǔn)確地對(duì)各信道間隔進(jìn)行判斷。

實(shí)施例2

本發(fā)明實(shí)施例提供一種導(dǎo)頻頻偏的處理方法，與實(shí)施例1相同的內(nèi)容不再贅述。

圖8是本發(fā)明實(shí)施例的導(dǎo)頻頻偏的處理方法的示意圖，如圖8所示，該處理方法包括：

步驟801，利用接收端信號(hào)以及相關(guān)長(zhǎng)度計(jì)算信道的相關(guān)函數(shù)；

步驟802，根據(jù)所述相關(guān)函數(shù)計(jì)算所述相關(guān)長(zhǎng)度所對(duì)應(yīng)的相位；

步驟803，在相關(guān)長(zhǎng)度所對(duì)應(yīng)的相位大于2π的情況下，根據(jù)至少兩個(gè)相關(guān)長(zhǎng)度所對(duì)應(yīng)的相位計(jì)算相應(yīng)的斜率，并基于所述斜率估計(jì)所述信道的導(dǎo)頻頻偏。

圖9是本發(fā)明實(shí)施例的導(dǎo)頻頻偏的處理方法的另一示意圖，如圖9所示，該處理方法包括：

步驟901，對(duì)接收端信號(hào)進(jìn)行濾波處理；

步驟902，對(duì)濾波后的信號(hào)進(jìn)行移頻處理。

關(guān)于如何濾波以及如何移頻，可以參考實(shí)施例1。

步驟903，確定兩個(gè)或以上的相關(guān)長(zhǎng)度lj；

步驟904，利用接收端信號(hào)以及相關(guān)長(zhǎng)度lj計(jì)算信道的相關(guān)函數(shù)；

步驟905，根據(jù)相關(guān)函數(shù)計(jì)算相關(guān)長(zhǎng)度lj所對(duì)應(yīng)的相位；

步驟906，判斷相位(例如l1所對(duì)應(yīng)的相位)是否大于2π；在大于的情況下執(zhí)行步驟907，否則執(zhí)行步驟911；

步驟907，對(duì)獲得兩個(gè)或以上的相位進(jìn)行調(diào)整；

例如，在某兩個(gè)相鄰的第一相位和第二相位之間的差值大于π的情況下，將第二相位加上2π后得到調(diào)整后的第二相位。

步驟908，對(duì)調(diào)整后的這些相位進(jìn)行一階擬合；

步驟909，根據(jù)擬合結(jié)果計(jì)算對(duì)應(yīng)的斜率；以及

步驟910，基于該斜率確定信道的導(dǎo)頻頻偏。

其中，可以使用如下的公式：

k＝2π*δf*t；

k為對(duì)應(yīng)的斜率，δf為信道的導(dǎo)頻頻偏，t為采樣周期。

步驟911，根據(jù)該相位(例如l1所對(duì)應(yīng)的相位)獲得信道的導(dǎo)頻頻偏。

其中，可以使用如下公式：

phase＝2π*δf*l*t；

phase表示該相關(guān)長(zhǎng)度所對(duì)應(yīng)的相位，δf表示導(dǎo)頻頻偏，t為采樣周期。

值得注意的是，圖9僅示意性地對(duì)本發(fā)明實(shí)施例進(jìn)行了說明，但本發(fā)明不限于此。例如可以適當(dāng)?shù)卣{(diào)整各個(gè)步驟之間的執(zhí)行順序，此外還可以增加其他的一些步驟或者減少其中的某些步驟。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以根據(jù)上述內(nèi)容進(jìn)行適當(dāng)?shù)刈冃?，而不僅限于上述附圖的記載。

在附圖9中，步驟903至步驟905直接計(jì)算了兩個(gè)或以上的相關(guān)長(zhǎng)度所對(duì)應(yīng)的相位，在其中一個(gè)相位(例如l1對(duì)應(yīng)的相位)大于2π的情況下，計(jì)算兩個(gè)或以上的相關(guān)長(zhǎng)度所對(duì)應(yīng)的斜率。但本發(fā)明不限于此，例如還可以先計(jì)算一個(gè)相關(guān)長(zhǎng)度(l1)所對(duì)應(yīng)的相位，在該相位大于2π的情況下，再確定其他一個(gè)或以上的相關(guān)長(zhǎng)度(l2等)并計(jì)算對(duì)應(yīng)的相位，然后計(jì)算這些相關(guān)長(zhǎng)度所對(duì)應(yīng)的斜率。

在本實(shí)施例中，可以分別估計(jì)中間信道的導(dǎo)頻頻偏以及相鄰信道的導(dǎo)頻頻偏。所述處理方法還可以包括：根據(jù)中間信道的導(dǎo)頻頻偏、相鄰信道的導(dǎo)頻頻偏以及在發(fā)射 端所加載的導(dǎo)頻信號(hào)的頻率，確定相鄰兩信道之間的信道間隔。

由上述實(shí)施例可知，在相關(guān)長(zhǎng)度所對(duì)應(yīng)的相位大于2π的情況下，根據(jù)至少兩個(gè)相關(guān)長(zhǎng)度所對(duì)應(yīng)的相位計(jì)算斜率，并基于所述斜率估計(jì)信道的導(dǎo)頻頻偏。由此，可以準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)導(dǎo)頻頻偏的估計(jì)，從而準(zhǔn)確地對(duì)各信道間隔進(jìn)行判斷。

實(shí)施例3

本發(fā)明實(shí)施例還提供一種波分復(fù)用通信系統(tǒng)，包括發(fā)射機(jī)以及接收機(jī)。

圖10是本發(fā)明實(shí)施例的波分復(fù)用通信系統(tǒng)的示意圖，如圖10所示，波分復(fù)用通信系統(tǒng)1000包括：發(fā)射機(jī)1001和接收機(jī)1002；

其中，發(fā)射機(jī)1001可以進(jìn)行符號(hào)映射、脈沖成型和加載導(dǎo)頻等處理；

接收機(jī)1002可以包括實(shí)施例1所述的導(dǎo)頻頻偏的處理裝置200或300。

本發(fā)明實(shí)施例還提供一種接收機(jī)，可以將輸入的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為兩個(gè)偏振態(tài)上的基帶信號(hào)，兩個(gè)偏振態(tài)可包括h偏振態(tài)和v偏振態(tài)。

圖11是本發(fā)明實(shí)施例的接收機(jī)的一示意框圖。如圖11所示，接收機(jī)1100包括：本振激光器1110、光混頻器1101、光電檢測(cè)器(o/e)1102、1104、1106和1108、模數(shù)轉(zhuǎn)換器(adc)1103、1105、1107和1109、色散補(bǔ)償器1111、均衡器1112以及導(dǎo)頻頻偏的處理裝置1113。

其中，導(dǎo)頻頻偏的處理裝置1113的構(gòu)成可以如實(shí)施例1中的圖3所示，此處不再贅述。本振激光器1110用于提供本地光源，光信號(hào)經(jīng)光混頻器1101、光電檢測(cè)器(o/e)1102和1104、模數(shù)轉(zhuǎn)換器(adc)1103和1105轉(zhuǎn)換為一個(gè)偏振態(tài)上的基帶信號(hào)；該光信號(hào)經(jīng)光混頻器1101、光電檢測(cè)器(o/e)1106和1108、模數(shù)轉(zhuǎn)換器(adc)1107和1109轉(zhuǎn)換為另一個(gè)偏振態(tài)上的基帶信號(hào)；其具體過程與現(xiàn)有技術(shù)類似，此處不再贅述。

此外，如果頻差和相位噪聲對(duì)光信噪比(osnr，opticalsignalnoiseratio)的估計(jì)有影響，接收機(jī)1100中也可以包括頻差補(bǔ)償器和相位噪聲補(bǔ)償器(圖11中未示出)。

值得注意的是，圖11僅示意性地對(duì)本發(fā)明的接收機(jī)進(jìn)行了說明，但本發(fā)明不限于此。接收機(jī)1100也并不是必須要包括圖11中所示的所有部件；此外，接收機(jī)1100還可以包括圖11中沒有示出的部件，可以參考現(xiàn)有技術(shù)。

本發(fā)明實(shí)施例還提供一種計(jì)算機(jī)可讀程序，其中當(dāng)在接收機(jī)中執(zhí)行所述程序時(shí)，所述程序使得接收機(jī)執(zhí)行如實(shí)施例2所述的導(dǎo)頻頻偏的處理方法。

本發(fā)明實(shí)施例還提供一種存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)可讀程序的存儲(chǔ)介質(zhì)，其中所述計(jì)算機(jī)可讀程序使得接收機(jī)執(zhí)行如實(shí)施例2所述的導(dǎo)頻頻偏的處理方法。

本發(fā)明以上的裝置和方法可以由硬件實(shí)現(xiàn)，也可以由硬件結(jié)合軟件實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明涉及這樣的計(jì)算機(jī)可讀程序，當(dāng)該程序被邏輯部件所執(zhí)行時(shí)，能夠使該邏輯部件實(shí)現(xiàn)上文所述的裝置或構(gòu)成部件，或使該邏輯部件實(shí)現(xiàn)上文所述的各種方法或步驟。本發(fā)明還涉及用于存儲(chǔ)以上程序的存儲(chǔ)介質(zhì)，如硬盤、磁盤、光盤、dvd、flash存儲(chǔ)器等。

以上結(jié)合具體的實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該清楚，這些描述都是示例性的，并不是對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)本發(fā)明原理對(duì)本發(fā)明做出各種變型和修改，這些變型和修改也在本發(fā)明的范圍內(nèi)。

關(guān)于包括以上實(shí)施例的實(shí)施方式，還公開下述的附記：

(附記1)一種導(dǎo)頻頻偏的處理裝置，所述處理裝置包括：

函數(shù)計(jì)算單元，其利用接收端信號(hào)以及相關(guān)長(zhǎng)度計(jì)算信道的相關(guān)函數(shù)；

相位計(jì)算單元，其根據(jù)所述相關(guān)函數(shù)計(jì)算所述相關(guān)長(zhǎng)度所對(duì)應(yīng)的相位；

頻偏估計(jì)單元，其在所述相關(guān)長(zhǎng)度所對(duì)應(yīng)的相位大于2π的情況下，根據(jù)至少兩個(gè)相關(guān)長(zhǎng)度所對(duì)應(yīng)的相位計(jì)算相應(yīng)的斜率，并基于所述斜率估計(jì)所述信道的導(dǎo)頻頻偏。

(附記2)根據(jù)附記1所述的處理裝置，其中，所述頻偏估計(jì)單元包括：

擬合單元，其對(duì)所述至少兩個(gè)相關(guān)長(zhǎng)度所對(duì)應(yīng)的相位進(jìn)行一階擬合；

斜率計(jì)算單元，其根據(jù)擬合結(jié)果計(jì)算所述至少兩個(gè)相關(guān)長(zhǎng)度所對(duì)應(yīng)的斜率；以及

頻偏確定單元，其基于所述斜率確定所述信道的導(dǎo)頻頻偏。

(附記3)根據(jù)附記2所述的處理裝置，其中，所述頻偏確定單元使用如下的公式：

k＝2π*δf*t；

其中，k為所述至少兩個(gè)相關(guān)長(zhǎng)度所對(duì)應(yīng)的斜率，δf為所述信道的導(dǎo)頻頻偏，t為采樣周期。

(附記4)根據(jù)附記2所述的處理裝置，其中，所述頻偏估計(jì)單元還包括：

相位調(diào)整單元，其在所述至少兩個(gè)相關(guān)長(zhǎng)度所對(duì)應(yīng)的相位中相鄰的第一相位和第 二相位之間的差值大于π的情況下，將所述第二相位加上2π后得到調(diào)整后的第二相位。

(附記5)根據(jù)附記1所述的處理裝置，其中，所述頻偏估計(jì)單元還用于：在所述相關(guān)長(zhǎng)度所對(duì)應(yīng)的相位小于或等于2π的情況下，根據(jù)所述相關(guān)長(zhǎng)度所對(duì)應(yīng)的相位獲得所述信道的導(dǎo)頻頻偏。

(附記6)根據(jù)附記1所述的處理裝置，其中，所述信道為中間信道或相鄰信道；所述頻偏估計(jì)單元分別估計(jì)所述中間信道的導(dǎo)頻頻偏、所述相鄰信道的導(dǎo)頻頻偏。

(附記7)根據(jù)附記6所述的處理裝置，其中，所述處理裝置還包括：

間隔確定單元，其根據(jù)所述中間信道的導(dǎo)頻頻偏、所述相鄰信道的導(dǎo)頻頻偏以及在發(fā)射端所加載的導(dǎo)頻信號(hào)的頻率，確定相鄰兩信道之間的信道間隔。

(附記8)根據(jù)附記1所述的處理裝置，其中，所述處理裝置還包括：

濾波單元，其對(duì)所述接收端信號(hào)進(jìn)行濾波處理；以及

移頻單元，其將濾波后的信號(hào)進(jìn)行移頻處理。

(附記9)根據(jù)附記1所述的處理裝置，其中，所述函數(shù)計(jì)算單元使用如下公式：

所述相位計(jì)算單元利用角度函數(shù)獲得所述相關(guān)長(zhǎng)度所對(duì)應(yīng)的相位；

其中，z(n)表示所述接收端信號(hào)，n表示z(n)的長(zhǎng)度；l為所述相關(guān)長(zhǎng)度，r(l)表示所述相關(guān)函數(shù)，*表示共軛運(yùn)算；

(附記10)根據(jù)附記5所述的處理裝置，其中，所述頻偏估計(jì)單元在所述相關(guān)長(zhǎng)度所對(duì)應(yīng)的相位小于或等于2π的情況下使用如下公式：

phase＝2π*δf*l*t；

其中，phase表示所述相關(guān)長(zhǎng)度所對(duì)應(yīng)的相位，δf表示所述導(dǎo)頻頻偏，t為采樣周期。

(附記11)一種導(dǎo)頻頻偏的處理方法，所述處理方法包括：

利用接收端信號(hào)以及相關(guān)長(zhǎng)度計(jì)算信道的相關(guān)函數(shù)；

根據(jù)所述相關(guān)函數(shù)計(jì)算所述相關(guān)長(zhǎng)度所對(duì)應(yīng)的相位；以及

在所述相關(guān)長(zhǎng)度所對(duì)應(yīng)的相位大于2π的情況下，根據(jù)至少兩個(gè)相關(guān)長(zhǎng)度所對(duì)應(yīng)的相位計(jì)算相應(yīng)的斜率，并基于所述斜率估計(jì)所述信道的導(dǎo)頻頻偏。

(附記12)根據(jù)附記11所述的處理方法，其中，根據(jù)至少兩個(gè)相關(guān)長(zhǎng)度所對(duì)應(yīng)的相位計(jì)算斜率，并基于所述斜率估計(jì)所述信道的導(dǎo)頻頻偏，包括：

對(duì)所述至少兩個(gè)相關(guān)長(zhǎng)度所對(duì)應(yīng)的相位進(jìn)行一階擬合；

根據(jù)擬合結(jié)果計(jì)算所述至少兩個(gè)相關(guān)長(zhǎng)度所對(duì)應(yīng)的斜率；以及

基于所述斜率確定所述信道的導(dǎo)頻頻偏。

(附記13)根據(jù)附記12所述的處理方法，其中，使用如下的公式：

k＝2π*δf*t；

其中，k為所述至少兩個(gè)相關(guān)長(zhǎng)度所對(duì)應(yīng)的斜率，δf為所述信道的導(dǎo)頻頻偏，t為采樣周期。

(附記14)根據(jù)附記12所述的處理方法，其中，所述方法還包括：

在所述至少兩個(gè)相關(guān)長(zhǎng)度所對(duì)應(yīng)的相位中相鄰的第一相位和第二相位之間的差值大于π的情況下，將所述第二相位加上2π后得到調(diào)整后的第二相位。

(附記15)根據(jù)附記11所述的處理方法，其中，所述方法還包括：

在所述相關(guān)長(zhǎng)度所對(duì)應(yīng)的相位小于或等于2π的情況下，根據(jù)所述相關(guān)長(zhǎng)度所對(duì)應(yīng)的相位獲得所述信道的導(dǎo)頻頻偏。

(附記16)根據(jù)附記11所述的處理方法，其中，所述信道為中間信道或相鄰信道；所述方法還包括：

分別估計(jì)所述中間信道的導(dǎo)頻頻偏、所述相鄰信道的導(dǎo)頻頻偏。

(附記17)根據(jù)附記16所述的處理方法，其中，所述處理方法還包括：

根據(jù)所述中間信道的導(dǎo)頻頻偏、所述相鄰信道的導(dǎo)頻頻偏以及在發(fā)射端所加載的導(dǎo)頻信號(hào)的頻率，確定相鄰兩信道之間的信道間隔。

(附記18)根據(jù)附記11所述的處理方法，其中，所述處理方法還包括：

對(duì)所述接收端信號(hào)進(jìn)行濾波處理；以及

將濾波后的信號(hào)進(jìn)行移頻處理。

(附記19)一種波分復(fù)用通信系統(tǒng)，包括發(fā)射機(jī)以及接收機(jī)；其中所述接收機(jī)配置有如附記1至10任一項(xiàng)所述的導(dǎo)頻頻偏的處理裝置。

(附記20)一種接收機(jī)，所述接收機(jī)包括如附記1至10任一項(xiàng)所述的導(dǎo)頻頻偏的處理裝置。