专利名称：一种自适应的载波相位估计方法及其实现结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及载波相位估计领域，具体来讲是一种自适应的载波相位估计方法及其实现结构。
背景技术：
在高速相干光通信系统中，由于激光器相位噪声、链路中非线性因素等带来的相位噪声，已成为通信系统的主要干扰之一。基于DSP的相位估计算法可在接收端恢复接收信号的相位，通过数字处理算法减小相位噪声对传输性能的影响，是目前高速相干光通信系统的重要研究内容之一。由于相位噪声的波动变化迅速，基于接收的信号只能估计出历史相位偏转，已有的各种相位估计算法通常需要对多个相位估计结果进行平均，以避免估计相位的过度波动。以基于M_th Power算法的QPSK (Quadrature Phase Shift Keying,正交相移键控)编码相位估计为例，其相位估计结构如
图1所示包括4次方乘法器101、缓存队列102(TS)、加法器103、求幅角计算单元104和乘法器105，基于QPSK编码中各星座点
幅值相同，相位为f + f(n=0，l，2，3)的特点，所有数据在4次方后角度都应落在X轴负半4 2
轴上，若接收到的数据点Xk在4次方后幅角指向π + φ，则可知Xk实际相位为f + f ,
相位偏差为A。采样符号进行4次方后，取L个周期的接收数据进行平均，则第i个周期的估计相位为
权利要求
1.一种自适应的载波相位估计方法，其特征在于，包括如下步骤51.对第k个时刻的接收符号Xk进行M次方运算得到结果Xf，其中M为相移键控的调制阶数，将结果xf送入缓存并求第三幅角ak;52.从缓存中取Ltjpt个结果X进行求和，得到总和对应的第一幅角穴其中Ltjpt为缓存队列的最优取值个数；同时从缓存中取Ls_个结果xf求和，得到总和对应的第二幅角^， Lscan为缓存队列的扫描取值个数；53.统计满足|%-%|</ 的接收符号的个数，其中β为判决信号相位是否收敛的阀值；54.重复步骤SI至S3，直至接收到1000个以上的接收符号后，进入S5；55.计算S3中满足条件的接收符号的统计个数与S4中全部接收符号总数的比值 1Usam，缓存该比值及其对应的扫描取值个数Lsean，将扫描取值个数Lsean减I后，进入S6；56.重复步骤SI至S5，直至扫描取值个数Ls_降到2；57.在S5比值JUsam的缓存队列中，找出缓存队列的最大值及其对应的扫描取值个数 Lscan值，并以Ls_值作为新的最优取值个数Ltjpt值，根据新的最优取值个数L_值调整缓存队列的最优取值个数；58.扫描取值个数Lscan复原到最大值，重复步骤SI至S7。
2.如权利要求1所述的自适应的载波相位估计方法，其特征在于所述S2中，第一幅角％乘以1/M后，得到接收信号的相位估计值<l>est。
3.如权利要求1所述的自适应的载波相位估计方法，其特征在于所述S3中，β角度的取值范围为1>/4，π /3] ο
4.如权利要求1所述的自适应的载波相位估计方法，其特征在于所述缓存队列的扫描取值个数Lscal^P最优取值个数L_的取值范围为2至缓存队列的物理长度Lmax,扫描取值个数Lscan和最优取值个数L_的初始取值都等于所述物理长度Lmax ;所述物理长度Lmax经验取值为15。
5.如权利要求4所述的自适应的载波相位估计方法，其特征在于所述SI至S6中，最优取值个数L_值是上一轮SI至S8循环过程中自适应运算的结果；扫描取值个数Ls_持续递减，并重复步骤SI至S6扫描从缓存队列的物理长度Lmax到2的各种取值。
6.一种基于权利要求1中自适应的载波相位估计方法的实现结构，其特征在于包括 3个乘法器、3个加法器、3个幅角计算单元、2个缓存队列、计数器和统计单元，第一乘法器对接收符号进行M次方运算，结果xf分别输入第一缓存队列和第三幅角计算单元；第二加法器从第一缓存队列取Ls_个结果xf进行求和，并送入第二幅角计算单元，Lscan为缓存队列的扫描取值个数；第三加法器接收第二幅角计算单元求得的第二幅角幺及第三幅角计算单元求得的第三幅角ak，计算1 -色I ;计数器统计1 -色I 的符号个数，并将统计值送入第三乘法器；第三乘法器计算满足条件的符号个数与接收符号总数的比值IUsam及其对应的扫描取值个数Ls_，二者均存入第二缓存队列后，再将取值扫描个数匕_减1 ;统计单元找出第二缓存队列中所有比值IUsam中最大的一个及其对应的扫描取值个数Lscan,该扫描取值个数Ls_值作为新的最优取值个数Ltjpt值，用于调整缓存队列的最优取值个数；第一加法器连接第一缓存队列和第一幅角计算器，第一幅角计算器连接第二乘法器。
7.如权利要求6所述的自适应的载波相位估计方法的实现结构，其特征在于所述第一加法器按上一轮计算得出的最优取值个数Ltjpt，从第一缓存队列中取值进行求和计算，第一幅角计算器计算求和结果对应的第一幅角％ ;第二乘法器将第一幅角％乘以1/M后，输出相位估计值Φ#。
全文摘要
一种自适应的载波相位估计方法及其实现结构，涉及载波相位估计领域，S1.对第k个时刻的接收符号进行M次方运算得到结果，求第三幅角αk；S2.取Lopt个进行求和，得到第一幅角，其中Lopt为缓存队列的最优取值个数；取Lscan个求和，Lscan为缓存队列的扫描取值个数；S3.统计满足的接收符号的个数；S4.重复步骤S1至S3，直至接收到1000个以上的接收符号；S5.统计个数与接收符号总数的比值ηLsacn，将Lscan减1；S6.重复步骤S1至S5，直至Lscan降到2；S7.找出最大比值ηLsacn及其的Lscan值，根据新的Lopt值调整最优取值个数；S8.扫描Lscan复原到最大值，重复步骤S1至S7。本发明在自适应的调整参数进行载波相位估计，硬件实现结构简单，运算量小，有利于提高系统传输性能。
文档编号H04L25/02GK103036830SQ20121053942
公开日2013年4月10日 申请日期2012年12月14日 优先权日2012年12月14日
发明者刘武, 杨奇, 黎偲, 杨铸 申请人:武汉邮电科学研究院