补偿数据信号的频差的方法和设备的制作方法
【专利摘要】提供了一种补偿数据信号的频差的方法和设备。所述方法包括：对所述数据信号进行自适应均衡以产生第一信号；将所述数据信号滑动半个码元周期，并且对滑动后的数据信号使用同样的均衡系数进行所述自适应均衡，以产生第二信号；使用第一信号和第二信号估计所述数据信号的频差；以及对所述第一信号补偿所估计的频差。通过所述方法和设备，可以估计和补偿数据信号的频差以进行载波恢复，虽然仍存在频差的歧义解，但歧义解与正确解相差码元速率的整数倍，故所估计的频差的歧义解不会影响该载波恢复以及随后的数据恢复的正确性。
【专利说明】补偿数据信号的频差的方法和设备
【技术领域】
[0001]本发明涉及光通信领域，并且具体涉及一种在接收机中补偿数据信号的频差的方法和设备。
【背景技术】
[0002]随着光通信技术的发展，提出了相干光通信。相干光通信具有频率选择性好、频谱效率高等优点，因而可以提高通信容量。此外，在相干光通信中，色散与偏振模色散对信号的损伤都为线性损伤，此时通信信道可建模为线性时不变系统，通过适度复杂的数字信号处理(DSP)技术就可以补偿线性损伤。因此，相干光通信系统正在成为研究热点。
[0003]随着电子技术的进步，数字信号处理的成本大为降低。新一代的相干光通信系统普遍引入DSP技术。在相干光通信接收机中，在使用本征光载波解调信号光后，使用模数转换器(ADC)对所得到的电信号采样，然后对采样信号进行数字信号处理。该数字信号处理通常包括:色散补偿一时钟恢复一自适应均衡(进行偏振解复用与偏振模色散补偿)一载波恢复(进行频差估计与补偿)一载波恢复(进行相位噪声估计与补偿)一码元判决一解码。
[0004]在目前的相干光通信接收机中，在对信号进行了自适应均衡后，已经完成了残余色散补偿与偏振解复用，由此得到的信号为在发射机中产生的调制数据与频差因子及相差因子之积，所述频差因子是由发射机中的发送激光器和接收机中的本地激光器之间的频差(即，发射机和接收机之间的载波频差)决定的，所述相差因子是由所述发送激光器与本地激光器之间的初始相位差以及相位噪声决定的。具体地，假设在发射机中使用的调制方式是M-PSK调制，则在接收机中，在进行了自适应均衡之后获得的均衡后的信号可表示为:
【权利要求】
1.一种补偿数据信号的频差的方法，包括: 对所述数据信号进行自适应均衡以产生第一信号； 将所述数据信号滑动半个码元周期，并且使用同样的均衡系数对滑动后的数据信号进行所述自适应均衡，以产生第二信号； 使用第一信号和第二信号估计所述数据信号的频差；以及 对所述第一信号补偿所估计的频差。
2.如权利要求1所述的方法，其中，使用第一信号和第二信号估计所述数据信号的频差包括: 使用第一信号、以及第二信号中大于或等于预定阈值的分量，来估计所述数据信号的步页差。
3.如权利要求2所述的方法，其中，所述预定阈值是所述第一信号的幅度。
4.如权利要求3所述的方法，其中，使用第一信号、以及第二信号中大于或等于预定阈值的分量，来估计所述数据信号的频差包括: 通过下式计算所述频差Af:
5.一种补偿数据信号的频差的方法，包括: 对所述数据信号进行自适应均衡以产生第一信号； 利用所述第一信号估计所述数据信号的第一频差，第一频差的取值范围为-▲ < △/;<▲，其中a fl为所述第一频差，T为所述数据信号的码元周期，M为所述数IMIIMI据信号的调制阶数； 将所述数据信号滑动半个码元周期，并且使用同样的均衡系数对滑动后的数据信号进行所述自适应均衡以产生第二信号； 使用第一信号和第二信号估计所述数据信号的第二频差，所述第二频差的取值范围大于第一频差的取值范围； 基于所述第一频差和所述第二频差计算所述数据信号的第三频差； 对所述第一信号补偿所述第三频差。
6.如权利要求5所述的方法，其中，利用所述第一信号估计所述数据信号的第一频差包括: 对所述第一信号进行乘方运算以消除与所述第一信号携带的调制数据有关的项；以及 基于所述乘方运算的结果计算所述第一频差。
7.如权利要求5所述的方法，其中，使用第一信号和第二信号估计所述数据信号的第二频差包括: 使用第一信号、以及第二信号中大于或等于预定阈值的分量，来估计所述数据信号的频差。
8.如权利要求7所述的方法，其中，所述预定阈值是所述第一信号的幅度。
9.如权利要求8所述的方法，其中，使用第一信号、以及第二信号中大于或等于预定阈值的分量，来估计所述数据信号的频差包括: 通过下式计算所述频差Af:
10.如权利要求8所述的方法，其中，基于所述第一频差和所述第二频差计算所述数据信号的第三频差包括: 计算第二频差与第一频差之间的差值； 以四舍五入的方式计算所述差值相对于b/M的整数倍数，M是所述第一信号携带的调制数据的调制阶数，b是所述调制数据的码元速率； 计算b/M和所述整数倍数之积与所述第一频差的和，作为所述第三频差。
11.一种补偿数据信号的频差的设备，包括: 自适应均衡器，被配置为对所述数据信号进行自适应均衡以产生第一信号，以及将所述数据信号滑动半个码元周期，并且使用相同的均衡系数对滑动后的数据信号进行所述自适应均衡，以产生第二信号； 频差补偿器，被配置为使用第一信号和第二信号估计所述数据信号的频差，并且对所述第一信号补偿所估计的频差。
12.如权利要求11所述的设备，其中，频差补偿单元使用第一信号、以及第二信号中大于或等于预定阈值的分量，来估计所述数据信号的频差。
13.如权利要求12所述的设备，其中，所述预定阈值是所述第一信号的幅度。
14.如权利要求13所述的设备，其中，频差补偿单元通过下式计算所述频差Af:
15.一种补偿数据信号的频差的设备，包括: 自适应均衡器，被配置为对所述数据信号进行自适应均衡以产生第一信号，以及将所述数据信号滑动半个码元周期，并且使用相同的均衡系数对滑动后的数据信号进行所述自适应均衡以产生第二信号； 频差补偿器，被配置为利用所述第一信号估计所述数据信号的第一频差，使用第一信号和第二信号估计所述数据信号的第二频差，基于所述第一频差和所述第二频差计算所述数据信号的第三频差，并且对所述第一信号补偿所述第三频差，其中，第一频差的取值范围为
16.如权利要求15所述的设备，其中，频差补偿器对所述第一信号进行乘方运算以消除与所述第一信号携带的调制数据有关的项，并且基于所述乘方运算的结果计算所述第一步页差。
17.如权利要求15所述的设备，其中，频差补偿器使用第一信号、以及第二信号中大于或等于预定阈值的分量，来估计所述数据信号的频差。
18.如权利要求17所述的设备，其中，所述预定阈值是所述第一信号的幅度。
19.如权利要求18所述的设备，其中，频差补偿器通过下式计算所述频差Af:
20.如权利要求18所述的设备，其中，频差补偿器计算第二频差与第一频差之间的差值，以四舍五入的方式计算所述差值相对于b/M的整数倍数，并且计算b/M和所述整数倍数之积与所述第一频差的和，作为所述第三频差，M是所述第一信号携带的调制数据的调制阶数，b是所述调制数据的码 元速率。
【文档编号】H04L25/03GK103647632SQ201310705576
【公开日】2014年3月19日 申请日期:2013年12月20日 优先权日:2013年12月20日
【发明者】曾韬, 潘勇, 杨奇, 杨铸, 余少华 申请人:武汉邮电科学研究院