专利名称：路径时延差评估器、路径时延差补偿器和相干接收机的制作方法
路径时延差评估器、路径时延差补偿器和相干接收机
背景技术：
本发明涉及用于评估相干接收机中第一数据路径第一信号与第二数据路径的第二信号之间路径时延差的路径时延差评估器。本发明还涉及用于补偿路径时延差的路径时延差补偿器和相干接收机，具体涉及包括路径时延差评估器和路径时延差补偿器的相干光接收机。长距离光纤系统的一个重要目标是，在最长距离上传输最多数据，而光域内不会有信号再生。考虑到光放大器以及光纤本身对带宽的特定限制，实现最佳频谱效率便可能具有重要意义。大多数系统使用二进制调制格式，例如开关键控每个码元编码一个比特。根据参考文献[1]_[6]，结合高级调制格式和相干接收机能够实现高容量和高频谱效率。因为偏振复用、正交幅度调制和相干检测允许完全自由地进行信息编码，所以这三种功能可用于成功实现高容量的光传输系统。另外，使用QAM星座的商用设备可用于40Gb/s和100Gb/S的光通信系统中。关于这一方面，
图15显示了相干光接收机1500的原理方框图。相干光接收机1500 包括接收(Rx)模拟部分1501和接收(Rx)数字部分1503。接收模拟部分1501包括本地振荡器(LO) 1505和双极90°混合接口 1507。混合接口 1507接收光信号。四个光前端(OFE) 1509、1511、1513和1515耦合混合接口 1507。各个OFE部件1509-1515分别耦合各个自动增益控制(AGC)部件1517、1519、1521和1523。 另外，各个AGC部件1517-1523分别耦合模数转换器(ADC) 1525、1527、1529和1531。详情如下因为数字信号被映射为两种偏振，所以90°所述混合接口 1507用于混合输入光信号与LO 1505的本地振荡器(LO)信号，从而形成四种输出信号，即每种偏振两种信号。 光网络OFE 1509-1515用于将各自的电信号转换为光信号。各个OFE 1509-1515可以包括光电二极管和跨阻放大器(TIA)。因为信号功率可能会随着时间改变，所以AGC部件 1517-1525都可补偿信号功率的变化(请参阅参考文献[7])。四个AGC部件1517-1525也可作为OFE部件1509-1515的内部组成部分。由于实现的复杂度，所以一对AGC部件可由一个控制信号控制。例如，AGC部件 1517和AGC部件1519可由用于X偏振的控制信号VXagc控制。另外，AGC部件1521和AGC 部件1523可由用于Y偏振的控制信号VYmc控制。另外，四个AGC部件1517-1523可由四种独立的控制电压或控制信号控制。ADC部件1525-1531可对AGC部件1517-1523的信号输出进行量化。四个ADC部件1525-1531可输出X偏振同相信号(XI)、X偏振正交相位信号(XQ)、Y偏振同相信号(YI) 和Y偏振正交相位信号(YQ)。另外，将在接收数字部分1503的数字信令处理(DSP)部件1533中对上述四个已量化的数字数据流XI、XQ、YI和YQ进行进一步处理。DSP 1533可包括软件部分1535和硬件部分1537。相比软件部分1535，硬件部分1537的处理速度较快。DSP部件1533设计成可补偿色度色散(CD)、模式色散(PMD)、偏振旋转、非线性效应、LO噪声、LO频偏等。另可在DSP部件1533的软件部分1535中对较慢的处理(如LO频偏或⑶)进行评估。另外，图16显示了基本DSP部件1600的原理方框图。DSP 1600包括软件部分 1601和硬件部分1603。硬件部分1603包括偏差和增益调整(AGC)部件1605。与AGC部件1605耦合的有两个补偿部件1607和1609，即用于X偏振的色度色散 (CD)部件1607和用于Y补偿的CD补偿部件1609。硬件部件1603还包括一个频率恢复部件1611，以及一个与频率恢复部件1611耦合的模式色散(PMD)、色度色散(CD)补偿和解偏振功能部件1613。PMD/CD补偿和解偏振部件1613可包括有限脉冲响应(FIR)滤波器。另外，定时评估部件1615接收⑶补偿部件1609和PMD/⑶补偿和解偏振部件1613 的输出，用于向VCC 1617提供时间信息。在部件1613之后，载波恢复部件1619耦合到解码检测部件1621。另外，在提供输入信号X、XQ、Y和YQ的数据路径之间，有四个ADC部件1623、1625、 1627和1629耦合。详情如下在部件1605执行了偏差和增益校正之后，将使用两个快速的傅立叶变换(FFT)部件1607和1609为频域内的色度色散来均衡四种信号。可在频率恢复部件1611中消除频偏问题。另可在时域内使用FIR滤波器1613执行偏振跟踪、PMD补偿和剩余CD补偿，其中 FIR滤波器1613通常采用蝶式结构。载波恢复部件1619设计成可提供剩余频偏和载波相位恢复功能。当发射机一侧 (未显示)应用了差分解码时，解码和帧检测部件1621中可使用差分解码器。另外，在FFT部件1607和FFT部件1609中可对⑶进行有效的补偿。补偿⑶函数可以是
权利要求
1.一种路径时延差评估器(100)，用于评估相干接收机中第一信号数据路径的第一信号(101)与第二数据路径的第二信号(103)之间的路径时延差，所述路径时延差评估器 (100)包括一个检相器(105)，用于检测所述第一信号(101)或所述第二信号(103)的相位，以获取相位信号(107)；以及一个积分器(109)，用于将所述已获取的相位信号(107)累计起来以提供路径时延差 (111)。
2.如权利要求1所述的路径时延差评估器，其中所述第一信号(101)是同相信号，所述第二信号(103)是正交相位信号。
3.如前述任一权利要求所述的路径时延差评估器，包括第一检相器(601)，用于检测所述第一信号(603)的所述相位以获取第一相位信号 (605)，第二检相器(607)用于检测所述第二信号(609)的所述相位以获取第二相位信号 (611)，一个减法器(613)，用于输出所述已获取的第一相位信号(605)与所述已获取的第二相位信号(611)之间的差分信号(615)，以及一个积分器(625)，用于累计所述输出差分信号以提供路径时延差φ。
4.如前述任一权利要求所述的路径时延差评估器，包括第一检相器(601)，用于检测所述第一信号(603)的所述相位以获取第一相位信号 (605)，第二检相器(607)用于检测所述第二信号(609)的所述相位以获取第二相位信号 (611)，一个减法器(613)，用于输出所述已获取的第一相位信号(605)与所述已获取的第二相位信号(611)之间的差分信号(615)，一个低通滤波器(617)，用于对所述输出差分信号(615)进行过滤，以及一个积分器(625)，用于累计所述已过滤的差分信号以提供路径时延差φ。
5.如前述任一权利要求所述的路径时延差评估器，包括第一检相器(601)，用于检测第一信号(603)相位以获取第一相位信号(605)，第二检相器(607)，用于检测第二信号(609)相位以获取第二相位信号(611)，一个减法器(613)， 用于输出所述已获取的第一相位信号(605)与所述已获取的第二相位信号(611)之间的差分信号(615)，一个低通滤波器(617)，用于对所述输出差分信号(615)进行过滤，一个判定器(621)，用于判定所述已过滤的差分信号(619)的标志以获取标志信号(623)，以及一个积分器(625)，用于累计所述已获取的标志信号(623)以提供路径时延差φ。
6.如前述任一权利要求所述的路径时延差评估器，包括一种监控器(627)，用于监控所述积分器(625)提供的路径时延差(φ)。
7.如前述任一权利要求所述的路径时延差评估器，包括四种检相器(801、803、805、807)，分别用于检测乂偏振同相信号(XI)、Χ偏振正交相位信号(XQ)、Υ偏振同相信号(YI)和Y偏振正交相位信号相位(YQ)以获取相应相位信号，一个加法器(809)，通过将所述四种相位信号加起来以提供和信号(811)，以及每个数据路径对应的一个部件(829)。所述相应部件(829)包括一个减法器(813)，用于提供所述和信号(811)与所述相应数据路径提供的相位信号之间的差分信号(821)，一个低通滤波器(831)，用于对所述输出差分信号进行过滤，一个判定器(833)，用于判定所述已过滤的差分信号的标志以获取标志信号士 1，以及一个积分器(835)，用于累计所述已获取的标志信号以提供所述相应数据路径提供的相位信号的路径时延差φχι。
8.用于补偿相干接收机中第一数据路径第一信号与第二数据路径的第二信号之间路径时延差的路径时延差补偿器(500、600、800)，所述路径时延差补偿器(500、600、800)包括如权利要求1至6中的任一权利要求所述的一种路径时延差评估器，用于提供所述第一信号与所述第二信号之间的路径时延差，其中，路径时延差补偿器(500、600、800)用于根据路径时延差来补偿所述第一信号与第二信号之间的路径时延差。
9.如权利要求8所述的路径时延差补偿器，至少包括一个移相器(1213、1215、1217)， 该移相器(1213、1215、1217)用于至少对所述第一信号和第二信号之中的一种信号进行移相，以控制模数转换器的抽样相位。
10.如权利要求8所述的路径时延差补偿器，包括一种适配器(1217、1229)，所述适配器(1217、1229)用于调整光接收机的快速傅里叶变换器，从而在频域对路径时延差进行去路径时延差。
11.如权利要求8所述的路径时延差补偿器，包括一个调节器，该调节器用于调节光接收机的内插器，从而在时域对路径时延差进行去路径时延差。
12.—种路径时延差补偿器(900)，用于补偿相干接收机中X偏振同相信号、X偏振正交相位信号、Y偏振同相信号与Y偏振正交相位信号之间的路径时延差，所述路径时延差补偿器(900)包括如权利要求7所述的一种路径时延差评估器，该路径时延差评估器用于提供X偏振同相信号、X偏振正交相位信号、Y偏振同相信号和Y偏振正交相位信号相应的路径时延差，以及四个移相器，这些移相器分别用于根据各自相应的路径时延差对X偏振同相信号、X偏振正交相位信号、Y偏振同相信号和Y偏振正交相位信号进行移相。
13.一种相干接收机，包括所述权利要求1至7中任一权利要求所述的路径时延差评估器，该路径时延差评估器用于提供第一数据路径第一信号与第二数据路径的第二信号之间的路径时延差。
14.如权利要求13所述的相干接收机，包括一种用于提供所述光接收机中的时钟恢复的定时评估器，以及一种根据所述路径时延差来调整所述定时评估器的适配器。
15.一种用于评估相干接收机中第一数据路径第一信号与第二数据路径的第二信号之间路径时延差的评估方法，此方法包括以下步骤检测(1401)第一信号或第二信号的相位以获取相位信号，以及累计(1403)所述已获取的相位信号以提供路径时延差。
全文摘要
本发明提出了一种用于评估相干接收机中第一数据路径第一信号与第二数据路径的第二信号之间路径时延差的路径时延差评估器。路径时延差评估器包括一个检相器和一个积分器。检相器设计成可检测第一信号或第二信号的相位，以获取相位信号。另外，积分器设计成可将已获取的相位信号累计起来以提供路径时延差。
文档编号H04B10/61GK102511135SQ201180003334
公开日2012年6月20日 申请日期2011年2月17日 优先权日2011年2月17日
发明者斯陀亚呢维齐·尼伯伊萨 申请人:华为技术有限公司