一種自適應的載波相位估計方法及其實現結構的製作方法
2023-05-29 13:50:46
專利名稱：一種自適應的載波相位估計方法及其實現結構的製作方法
技術領域：
本發明涉及載波相位估計領域，具體來講是一種自適應的載波相位估計方法及其實現結構。
背景技術：
在高速相干光通信系統中，由於雷射器相位噪聲、鏈路中非線性因素等帶來的相位噪聲，已成為通信系統的主要幹擾之一。基於DSP的相位估計算法可在接收端恢復接收信號的相位，通過數字處理算法減小相位噪聲對傳輸性能的影響，是目前高速相干光通信系統的重要研究內容之一。由於相位噪聲的波動變化迅速，基於接收的信號只能估計出歷史相位偏轉，已有的各種相位估計算法通常需要對多個相位估計結果進行平均，以避免估計相位的過度波動。以基於M_th Power算法的QPSK (Quadrature Phase Shift Keying,正交相移鍵控)編碼相位估計為例，其相位估計結構如
圖1所示包括4次方乘法器101、緩存隊列102(TS)、加法器103、求幅角計算單元104和乘法器105，基於QPSK編碼中各星座點
幅值相同，相位為f + f(n=0，l，2，3)的特點，所有數據在4次方后角度都應落在X軸負半4 2
軸上，若接收到的數據點Xk在4次方後幅角指向π + φ，則可知Xk實際相位為f + f ,
相位偏差為A。採樣符號進行4次方後，取L個周期的接收數據進行平均，則第i個周期的估計相位為
權利要求
1.一種自適應的載波相位估計方法，其特徵在於，包括如下步驟51.對第k個時刻的接收符號Xk進行M次方運算得到結果Xf，其中M為相移鍵控的調製階數，將結果xf送入緩存並求第三幅角ak;52.從緩存中取Ltjpt個結果X進行求和，得到總和對應的第一幅角穴其中Ltjpt為緩存隊列的最優取值個數；同時從緩存中取Ls_個結果xf求和，得到總和對應的第二幅角^， Lscan為緩存隊列的掃描取值個數；53.統計滿足|%-%|</ 的接收符號的個數，其中β為判決信號相位是否收斂的閥值；54.重複步驟SI至S3，直至接收到1000個以上的接收符號後，進入S5；55.計算S3中滿足條件的接收符號的統計個數與S4中全部接收符號總數的比值 1Usam，緩存該比值及其對應的掃描取值個數Lsean，將掃描取值個數Lsean減I後，進入S6；56.重複步驟SI至S5，直至掃描取值個數Ls_降到2；57.在S5比值JUsam的緩存隊列中，找出緩存隊列的最大值及其對應的掃描取值個數 Lscan值，並以Ls_值作為新的最優取值個數Ltjpt值，根據新的最優取值個數L_值調整緩存隊列的最優取值個數；58.掃描取值個數Lscan復原到最大值，重複步驟SI至S7。
2.如權利要求1所述的自適應的載波相位估計方法，其特徵在於所述S2中，第一幅角％乘以1/M後，得到接收信號的相位估計值est。
3.如權利要求1所述的自適應的載波相位估計方法，其特徵在於所述S3中，β角度的取值範圍為1>/4，π /3] ο
4.如權利要求1所述的自適應的載波相位估計方法，其特徵在於所述緩存隊列的掃描取值個數Lscal^P最優取值個數L_的取值範圍為2至緩存隊列的物理長度Lmax,掃描取值個數Lscan和最優取值個數L_的初始取值都等於所述物理長度Lmax ;所述物理長度Lmax經驗取值為15。
5.如權利要求4所述的自適應的載波相位估計方法，其特徵在於所述SI至S6中，最優取值個數L_值是上一輪SI至S8循環過程中自適應運算的結果；掃描取值個數Ls_持續遞減，並重複步驟SI至S6掃描從緩存隊列的物理長度Lmax到2的各種取值。
6.一種基於權利要求1中自適應的載波相位估計方法的實現結構，其特徵在於包括 3個乘法器、3個加法器、3個幅角計算單元、2個緩存隊列、計數器和統計單元，第一乘法器對接收符號進行M次方運算，結果xf分別輸入第一緩存隊列和第三幅角計算單元；第二加法器從第一緩存隊列取Ls_個結果xf進行求和，並送入第二幅角計算單元，Lscan為緩存隊列的掃描取值個數；第三加法器接收第二幅角計算單元求得的第二幅角么及第三幅角計算單元求得的第三幅角ak，計算1 -色I ;計數器統計1 -色I 的符號個數，並將統計值送入第三乘法器；第三乘法器計算滿足條件的符號個數與接收符號總數的比值IUsam及其對應的掃描取值個數Ls_，二者均存入第二緩存隊列後，再將取值掃描個數匕_減1 ;統計單元找出第二緩存隊列中所有比值IUsam中最大的一個及其對應的掃描取值個數Lscan,該掃描取值個數Ls_值作為新的最優取值個數Ltjpt值，用於調整緩存隊列的最優取值個數；第一加法器連接第一緩存隊列和第一幅角計算器，第一幅角計算器連接第二乘法器。
7.如權利要求6所述的自適應的載波相位估計方法的實現結構，其特徵在於所述第一加法器按上一輪計算得出的最優取值個數Ltjpt，從第一緩存隊列中取值進行求和計算，第一幅角計算器計算求和結果對應的第一幅角％ ;第二乘法器將第一幅角％乘以1/M後，輸出相位估計值Φ#。
全文摘要
一種自適應的載波相位估計方法及其實現結構，涉及載波相位估計領域，S1.對第k個時刻的接收符號進行M次方運算得到結果，求第三幅角αk；S2.取Lopt個進行求和，得到第一幅角，其中Lopt為緩存隊列的最優取值個數；取Lscan個求和，Lscan為緩存隊列的掃描取值個數；S3.統計滿足的接收符號的個數；S4.重複步驟S1至S3，直至接收到1000個以上的接收符號；S5.統計個數與接收符號總數的比值ηLsacn，將Lscan減1；S6.重複步驟S1至S5，直至Lscan降到2；S7.找出最大比值ηLsacn及其的Lscan值，根據新的Lopt值調整最優取值個數；S8.掃描Lscan復原到最大值，重複步驟S1至S7。本發明在自適應的調整參數進行載波相位估計，硬體實現結構簡單，運算量小，有利於提高系統傳輸性能。
文檔編號H04L25/02GK103036830SQ20121053942
公開日2013年4月10日 申請日期2012年12月14日 優先權日2012年12月14日
發明者劉武, 楊奇, 黎偲, 楊鑄 申請人:武漢郵電科學研究院