一種突發相干光纖通信中的聯合均衡和頻偏估計裝置的製作方法

2023-09-10 22:18:35

專利名稱：一種突發相干光纖通信中的聯合均衡和頻偏估計裝置的製作方法
技術領域：
本發明屬於光通信技術領域，更為具體地講，涉及一種突發相干光纖通信中的聯合均衡和頻偏估計裝置。
背景技術：
隨著高速數位訊號處理技術的進步以及人們對通信要求的提高，高速相干光通信成為了研究熱點。當前很多相干光通信系統都處於連續工作狀態，系統一旦建立，信號就連續發生。但是在有些通信系統中，信號卻是間斷髮生甚至突然發生的，稱為突發通信。這種突發模式是一種隱蔽通信，具有短暫性、不易被偵查和幹擾的特點。相干檢測通信系統接收機是利用一個本振雷射器與接收到的載波調製信號進行相干以獲得基帶信號，理論上要求本振雷射器的振蕩頻率與信號載波的頻率完全相同，但實際上每個雷射器都有一定量的振蕩頻率偏移，假設每個雷射器可能的振蕩頻偏範圍是[-X，X] Hz，則兩個雷射器的相對頻偏的範圍就可能為[-2X，2X] Hz，所以載波頻偏是影響高速相干光通信系統性能的主要因素之一，它將在很大程度上決定信號能否準確解調、信息能否完整還原。

圖1是突發通信的頻率漂移示意圖。突發通信在開始階段會出現頻率的不穩定，突發頻率的不穩定性會對後面信號的判決產生很大影響，因此需要對突發頻偏進行估計和補償。另一方面隨著傳輸速率的提高，光纖色散對系統的影響將會更加嚴重，因此高速突發相干光纖通信系統中除了要進行突發頻偏的估計與補償外，信道均衡也是必不可少的。在現有連續相干光通信系統研究中，為了進行頻偏估計與補償，假設已經在光域進行了色散均衡，因此在進行頻偏估計與補償的時候不需要考慮色散的影響。現有光纖通信系統在進行色散均衡時，電信道均衡器抽頭係數採用自適應調整，不但能夠實現色散補償，還能夠一定程度上實現對接收信號中由於頻偏造成的相位抖動的跟蹤，因此在頻偏比較小的情況下不需要另外進行頻偏補償也能正確解調信號。但是，隨著系統中頻偏的增加，均衡器迭代步長也需要隨之增大以便能夠跟蹤到頻偏導致的信號相位的變化；可是過大的迭代步長會導致均衡器抽頭係數不穩定，甚至不收斂，造成系統性能的嚴重劣化。

發明內容
本發明的目的在於克服現有技術的不足，提供一種突發相干光纖通信中的聯合均衡和頻偏估計裝置，通過將電信道均衡與頻偏估計和頻偏補償聯合使用，使頻偏相同條件下信道均衡需要的迭代步長減小，從而避免迭代不收斂的情況，使均衡模塊能夠穩定地發揮作用，同時使系統能夠估計和補償較大範圍的突發頻偏，在頻偏較大的情況下也能具有較好的性能。為實現上述發明目的，本發明突發相干光纖通信中的聯合均衡和頻偏估計裝置，其特徵在於包括:
一均衡模塊，用於接收經AD採樣量化後的信號rk進行均衡處理，即根據判決模塊反饋的前一個信號IV1的判決值和頻偏估計模塊反饋的前一個信號rk-1的累積頻偏θη進行均衡抽頭權值係數的迭代更新:
權利要求
1.一種突發相干光纖通信中的聯合均衡和頻偏估計裝置，其特徵在於包括: 一均衡模塊，用於接收經AD採樣量化後的信號rk進行均衡處理，即根據判決模塊反饋的前一個信號IV1的判決值》^ ,和頻偏估計模塊反饋的前一個信號IV1的累積頻偏θ η進行均衡抽頭權值係數的迭代更新:
2.根據權利要求1所述的聯合均衡和頻偏估計裝置，其特徵在於，所述均衡模塊為基於LMS算法的自適應均衡器，包括一系列FIR濾波器。
3.根據權利要求1所述的聯合均衡和頻偏估計裝置，其特徵在於，所述頻偏估計模塊中包括一存儲器，用於存儲累積相位誤差估計值z_tmpk,先取出Zjmplrf進行延遲一拍處理得到z_tmp_deIaylrf使其與z_tmpk同步,再寫入z_tmpk信號。
4.根據權利要求1所述的聯合均衡和頻偏估計裝置，其特徵在於，所述均衡抽頭權值係數Clr1、誤差信號ε η、累積相位誤差估計值Zjmplr1、累積頻偏θ η的初始值通過訓練序列進行初始化得到，初始化過程為: 訓練序列Pilotk,長度為L，L由用戶設置，需大於頻偏估計模塊中濾波器滑窗的長度.1，並考慮到突發頻偏的發散符號個數要求，L需足夠長以保證可使均衡模塊收斂；訓練序列pilot,經模擬幹擾處理後得到信號序列Rk ； 均衡模塊接收信號序列Rk，均衡抽頭權值係數始終為Ck=I ;信號R1經過均衡模塊生成第I個均衡值
全文摘要
本發明公開了一種突發相干光纖通信中的聯合均衡和頻偏估計裝置，通過將電信道均衡與頻偏估計和頻偏補償聯合使用，使頻偏相同條件下信道均衡需要的迭代步長減小，從而避免迭代不收斂的情況；同時在均衡抽頭權值係數的自適應更新過程中，誤差信號採用均衡值與去掉頻偏補償的判決值進行計算，從而消除了頻偏補償對誤差信號準確度的影響，使均衡模塊能夠準確的發揮作用。本發明不但能夠對一定範圍內的突發頻偏進行估計和補償，而且能夠保證電信道均衡的收斂性，讓採用本發明聯合均衡和頻偏估計裝置組建的突發相干光纖通信接收系統在頻偏較大的情況下也能保持較好的性能。
文檔編號H04L25/03GK103095614SQ20131002723
公開日2013年5月8日 申請日期2013年1月24日 優先權日2013年1月24日
發明者果宏豔, 許渤, 邱昆 申請人:電子科技大學