一種時(shí)鐘恢復(fù)方法、裝置及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域的時(shí)鐘恢復(fù)技術(shù)，尤其涉及一種時(shí)鐘恢復(fù)方法、裝置及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著互聯(lián)網(wǎng)流量的增加，在干線系統(tǒng)的光通信系統(tǒng)中需要更大的容量。當(dāng)每波長(zhǎng) 比特率增加時(shí)，在傳輸路徑上的色度色散、偏振模色散以及各種非線性效應(yīng)導(dǎo)致波形失真， 從而導(dǎo)致信息質(zhì)量變差。
[0003] 圖1為典型的數(shù)字相干接收機(jī)框圖，接收光信號(hào)被偏振分光器分成相互正交的兩 個(gè)偏振態(tài)信號(hào)；偏振分光器輸出偏振光信號(hào)通過(guò)90°光混頻器與本振光信號(hào)進(jìn)行混頻；混 頻后的光信號(hào)通過(guò)平衡光電檢測(cè)器轉(zhuǎn)換為基帶電信號(hào)，光電轉(zhuǎn)換后的電信號(hào)為每個(gè)偏振態(tài) 有兩路信號(hào)，由于經(jīng)過(guò)傳輸信道后，兩個(gè)偏振態(tài)之間有串?dāng)_、偏振態(tài)也有旋轉(zhuǎn)，因此接收端 此處的兩個(gè)偏振態(tài)，每個(gè)偏振態(tài)有兩路正交信號(hào)與發(fā)射信號(hào)沒(méi)有對(duì)應(yīng)關(guān)系；然后通過(guò)模/ 數(shù)轉(zhuǎn)換器將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，這樣可以通過(guò)數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)對(duì)該數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處 理。
[0004] 和非相干技術(shù)相比，數(shù)字相干接收技術(shù)有如下優(yōu)點(diǎn)：大約3dB的光信噪比增益；可 以方便地采用電均衡技術(shù)來(lái)應(yīng)對(duì)信道變化，降低成本等；可以采用更高效的調(diào)制技術(shù)以及 偏振復(fù)用來(lái)提高傳輸容量。
[0005] 數(shù)字相干接收機(jī)中，色度色散和偏振模色散的均衡一般分兩部分完成：首先對(duì)靜 態(tài)色散進(jìn)行補(bǔ)償，通常采用快速傅立葉變換（Fast Fourier Transformation, FFT)技術(shù)進(jìn) 行頻域快速卷積，以完成靜態(tài)色散的補(bǔ)償；然后對(duì)殘余的色度色散和偏振模色散進(jìn)行補(bǔ)償， 通常采用有限長(zhǎng)脈沖響應(yīng)（Finite Impulse Response, FIR)蝶形均衡器來(lái)實(shí)現(xiàn)，F(xiàn)IR蝶形 濾波器采用自適應(yīng)算法對(duì)系數(shù)進(jìn)行更新，以跟蹤及補(bǔ)償隨時(shí)間動(dòng)態(tài)變化的偏振模色散。其 中，F(xiàn)IR蝶形自適應(yīng)均衡器有均衡、匹配濾波與相位調(diào)整的作用。但是，當(dāng)采樣頻偏存在或 采樣相位變化范圍超過(guò)FIR蝶形自適應(yīng)均衡器調(diào)整的范圍時(shí)，會(huì)引起FIR蝶形自適應(yīng)均衡 器無(wú)法正常工作，因此，需要在FIR蝶形均衡器之前放置一個(gè)時(shí)鐘相位恢復(fù)裝置，用以估計(jì) 輸入時(shí)/頻域信號(hào)的相位誤差，并對(duì)輸入時(shí)/頻域信號(hào)進(jìn)行相位調(diào)整，以保證為自適應(yīng)均衡 器提供穩(wěn)定且適宜的采樣相位。
[0006] 現(xiàn)有技術(shù)中的時(shí)鐘相位恢復(fù)方法，如平方時(shí)鐘恢復(fù)算法、Gardner時(shí)鐘恢復(fù)算法， 發(fā)明人在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有的時(shí)鐘相位恢復(fù)方案至少存在以下缺陷：
[0007] 由于偏振模色散的差分群延遲及偏振旋轉(zhuǎn)角度是隨時(shí)間隨機(jī)變化的，因此，輸入 時(shí)/頻域信號(hào)的相位會(huì)受到偏振模色散影響；并且，當(dāng)差分群延遲為半個(gè)周期，而接收端偏 振角度與主偏振態(tài)成45度時(shí)，現(xiàn)有時(shí)鐘相位恢復(fù)方案無(wú)法提取到輸入時(shí)/頻域信號(hào)的相位 誤差，此時(shí)時(shí)鐘相位恢復(fù)無(wú)法實(shí)現(xiàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 有鑒于此，本發(fā)明實(shí)施例期望提供一種時(shí)鐘恢復(fù)方法、裝置及系統(tǒng)，能準(zhǔn)確提取到 輸入時(shí)/頻信號(hào)的相位誤差，更好地恢復(fù)輸入時(shí)/頻信號(hào)的相位。
[0009] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：
[0010] 本發(fā)明實(shí)施例提供了一種時(shí)鐘恢復(fù)方法，該方法包括：
[0011] 根據(jù)當(dāng)前輸入的自適應(yīng)均衡系數(shù)對(duì)輸入的時(shí)/頻域信號(hào)進(jìn)行時(shí)鐘均衡預(yù)濾波，得 到均衡預(yù)濾波信號(hào)；
[0012] 根據(jù)所述均衡預(yù)濾波信號(hào)，獲取輸入時(shí)/頻域信號(hào)的相位誤差；
[0013] 根據(jù)所述相位誤差對(duì)所述輸入時(shí)/頻域信號(hào)進(jìn)行相位調(diào)整，將相位調(diào)整后的時(shí)/ 頻域信號(hào)經(jīng)自適應(yīng)均衡處理輸出新的自適應(yīng)均衡系數(shù)。
[0014] 上述方案中，所述時(shí)/頻域信號(hào)包括按照第一光偏振的時(shí)/頻域第一子信號(hào)和按 照第二光偏振的時(shí)/頻域第二子信號(hào)，所述時(shí)域信號(hào)通過(guò)時(shí)頻轉(zhuǎn)換變?yōu)樗鲱l域信號(hào)。
[0015] 上述方案中，所述根據(jù)當(dāng)前輸入的自適應(yīng)均衡系數(shù)對(duì)輸入的頻域信號(hào)進(jìn)行時(shí)鐘均 衡預(yù)濾波，具體采用如下方式 ：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種時(shí)鐘恢復(fù)方法，其特征在于，所述方法包括： 根據(jù)當(dāng)前輸入的自適應(yīng)均衡系數(shù)對(duì)輸入的時(shí)/頻域信號(hào)進(jìn)行時(shí)鐘均衡預(yù)濾波，得到均 衡預(yù)濾波信號(hào)； 根據(jù)所述均衡預(yù)濾波信號(hào)，獲取輸入時(shí)/頻域信號(hào)的相位誤差； 根據(jù)所述相位誤差對(duì)所述輸入時(shí)/頻域信號(hào)進(jìn)行相位調(diào)整，將相位調(diào)整后的時(shí)/頻域 信號(hào)經(jīng)自適應(yīng)均衡處理輸出新的自適應(yīng)均衡系數(shù)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述時(shí)/頻域信號(hào)包括按照第一光偏振的 時(shí)/頻域第一子信號(hào)和按照第二光偏振的時(shí)/頻域第二子信號(hào)，所述時(shí)域信號(hào)通過(guò)時(shí)頻轉(zhuǎn) 換變?yōu)樗鲱l域信號(hào)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)當(dāng)前輸入的自適應(yīng)均衡系數(shù)對(duì) 輸入的頻域信號(hào)進(jìn)行時(shí)鐘均衡預(yù)濾波，具體采用如下方式：
其中，Hxx (k)，Hxy (k)，Hyx (k)，Hyy (k)為頻域自適應(yīng)均衡系數(shù)，K為鑒相的頻點(diǎn)索弓丨，X(k) 為頻域第一偏振子信號(hào)，Y(k)頻域第二偏振子信號(hào)，Xpd(k)，Ypd(k)為時(shí)鐘均衡預(yù)濾波后得 到的均衡預(yù)濾波信號(hào)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述均衡預(yù)濾波信號(hào)，獲取輸入 頻域信號(hào)的相位誤差，具體采用如下方式：
其中，Xpd(k)，Ypd(k)為時(shí)鐘均衡預(yù)濾波后得到的均衡預(yù)濾波信號(hào)；X*pd(k)，Ypd*(k)為均 衡預(yù)濾波信號(hào)的復(fù)共軛信號(hào)；按照以下公式計(jì)算C的相位值，得到輸入與輸出頻域信號(hào)的 相位誤差U:
其中，所述相位誤差u的取值范圍為[〇，1)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述相位誤差對(duì)所述輸入頻域 信號(hào)進(jìn)行相位調(diào)整，包括： 按照如下公式獲得相位調(diào)整角度n(k):
其中，y為所述相位誤差，根據(jù)相位調(diào)整角度n(k)按照如下公式對(duì)x(k)，Y(k)進(jìn)行 相位調(diào)整：
其中，x(k)為頻域第一偏振子信號(hào)，Y(k)為頻域第二偏振子信號(hào)，Xra(k)，Yra(k)為相 位調(diào)整后得到的頻域信號(hào)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述相位誤差對(duì)所述輸入時(shí)域 信號(hào)進(jìn)行相位調(diào)整，包括： 采用三次拉格朗日插值算法對(duì)所述輸入時(shí)域信號(hào)進(jìn)行相位調(diào)整，具體采用如下方式：
其中系數(shù)為：
其中，z[k]為將樣點(diǎn)f[k]通過(guò)小數(shù)指針u插值到k+u的位置獲得的樣點(diǎn)值，若每128 個(gè)樣點(diǎn)使用同一個(gè)插值小數(shù)指針u，則小數(shù)指針u=mod(2Xii，l)，y為所述相位誤差。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1至6任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述均衡預(yù)濾波信 號(hào)，獲取輸入時(shí)/頻域信號(hào)的相位誤差之后，還包括： 對(duì)所述相位誤差進(jìn)行濾波，得到濾波后的相位誤差； 根據(jù)所述濾波后的相位誤差對(duì)所述輸入時(shí)/頻域信號(hào)進(jìn)行相位調(diào)整，將相位調(diào)整后的 時(shí)/頻域信號(hào)經(jīng)自適應(yīng)均衡處理輸出新的自適應(yīng)均衡系數(shù)。
8. -種時(shí)鐘恢復(fù)裝置，其特征在于，所述裝置包括：依次連接的均衡預(yù)濾波單元、定時(shí) 誤差提取單元、相位調(diào)整單元；其中， 所述均衡預(yù)濾波單元，用于根據(jù)當(dāng)前輸入的自適應(yīng)均衡系數(shù)對(duì)輸入的時(shí)/頻域信號(hào)進(jìn) 行時(shí)鐘均衡預(yù)濾波，得到的均衡預(yù)濾波信號(hào)輸入到所述定時(shí)誤差提取單元； 所述定時(shí)誤差提取單元，用于根據(jù)所述均衡預(yù)濾波信號(hào)，獲取輸入時(shí)/頻域信號(hào)的相 位誤差，得到的相位誤差輸入到所述相位調(diào)整單元； 所述相位調(diào)整單元，用于根據(jù)所述相位誤差對(duì)所述輸入時(shí)/頻域信號(hào)進(jìn)行相位調(diào)整， 將相位調(diào)整后的時(shí)/頻域信號(hào)經(jīng)自適應(yīng)均衡處理輸出新的自適應(yīng)均衡系數(shù)，并反饋到所述 均衡預(yù)濾波單元。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，所述時(shí)/頻域信號(hào)包括按照第一光偏振的 時(shí)/頻域第一子信號(hào)和按照第二光偏振的時(shí)/頻域第二子信號(hào)，所述時(shí)域信號(hào)通過(guò)時(shí)頻轉(zhuǎn) 換變?yōu)樗鲱l域信號(hào)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括： 定時(shí)誤差濾波單元，連接在所述定時(shí)誤差提取單元和所述相位調(diào)整單元之間，用于對(duì) 所述相位誤差進(jìn)行濾波，濾波后的相位誤差輸入到所述相位調(diào)整單元； 所述相位調(diào)整單元，還用于根據(jù)所述濾波后的相位誤差對(duì)所述輸入時(shí)/頻域信號(hào)進(jìn)行 相位調(diào)整，將相位調(diào)整后的時(shí)/頻域信號(hào)經(jīng)自適應(yīng)均衡處理輸出新的自適應(yīng)均衡系數(shù)。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，其特征在于，所述定時(shí)誤差濾波單元采用環(huán)路濾波 器、數(shù)字振蕩器、減法器實(shí)現(xiàn)。
12. 根據(jù)權(quán)利要求7至11任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述均衡濾預(yù)波單元采用單 偏振系統(tǒng)的有限長(zhǎng)單位沖激響應(yīng)FIR濾波器或偏振復(fù)用系統(tǒng)的FIR濾波器實(shí)現(xiàn)。
13. -種時(shí)鐘恢復(fù)系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括：如權(quán)利要求8至12任一項(xiàng)所述的 時(shí)鐘恢復(fù)裝置、自適應(yīng)均衡裝置；其中， 所述時(shí)鐘恢復(fù)裝置將相位調(diào)整后的時(shí)/頻域信號(hào)輸入到所述自適應(yīng)均衡裝置； 所述自適應(yīng)均衡裝置根據(jù)相位調(diào)整后的時(shí)/頻域信號(hào)輸出新的自適應(yīng)均衡系數(shù)，并反 饋到所述時(shí)鐘恢復(fù)裝置的輸入端。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種時(shí)鐘恢復(fù)方法，包括：根據(jù)當(dāng)前輸入的自適應(yīng)均衡系數(shù)對(duì)輸入的時(shí)/頻域信號(hào)進(jìn)行時(shí)鐘均衡預(yù)濾波，得到均衡預(yù)濾波信號(hào)；根據(jù)所述均衡預(yù)濾波信號(hào)，獲取輸入時(shí)/頻域信號(hào)的相位誤差；根據(jù)所述相位誤差對(duì)所述輸入時(shí)/頻域信號(hào)進(jìn)行相位調(diào)整，將相位調(diào)整后的時(shí)/頻域信號(hào)經(jīng)自適應(yīng)均衡處理輸出新的自適應(yīng)均衡系數(shù)。本發(fā)明還同時(shí)公開(kāi)了一種時(shí)鐘恢復(fù)裝置及系統(tǒng)。
【IPC分類】H04L7-033, H04L25-03
【公開(kāi)號(hào)】CN104780037
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410012704
【發(fā)明人】姚揚(yáng)中, 蔡軼, 李運(yùn)鵬, 顧國(guó)華, 任薇
【申請(qǐng)人】深圳市中興微電子技術(shù)有限公司
【公開(kāi)日】2015年7月15日
【申請(qǐng)日】2014年1月10日
【公告號(hào)】WO2015103816A1