数据辅助色散估计制造技术

本发明专利技术涉及在光通信系统的接收器中执行色散估计。这里，由接收器接收的信号包括帧，每个帧包括训练部分和数据部分。训练部分包括多个相同的样式序列。将不同的设置应用于均衡器以从所接收的帧中的至少一个生成多个均衡信号。然后，在均衡信号的第一样式序列和第二样式序列之间计算至少一个相关值，并且从各个相关值导出最终相关值。选择与提供最高最终相关值的均衡信号相对应的均衡器的设置以提供色散估计。

Data aided dispersion estimation

The present invention relates to performing dispersion estimation in a receiver of an optical communication system. Here, the signal received by the receiver comprises a frame, each of which comprises a training section and a data section. The training section includes several identical style sequences. The different settings are applied to the equalizer to generate a plurality of equalization signals from at least one of the received frames. Then, at least one correlation value is calculated between the first style sequence of the equalized signal and the second style sequence, and the final correlation value is derived from each correlation value. A setting of an equalizer corresponding to an equalization signal providing the highest ultimate correlation value is selected to provide dispersion estimation.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】数据辅助色散估计
本专利技术属于相干光纤通信领域，并且涉及在光通信系统中执行色散估计的接收器和方法。
技术介绍
光纤通信系统中的当前最先进的收发器可以产生具有高达200Gb/s的比特率的数据流。这种高比特率信号例如可以使用经典的串行开关键控传输来生成，但是这有两个主要缺点。首先，这种方法需要大带宽的电子器件。第二，所得光信号的频谱效率非常低，这通常导致不可接受的频谱占用。鉴于这些缺点，已经采用诸如正交相移键控(QPSK)和16正交调幅(16QAM)的高级调制格式用于更高的比特率。这里，符号率低于比特率，导致比由串行开关键控传输提供的更高的频谱效率，并且通过执行偏振复用(PDM)，频谱效率可以额外加倍。这种与PDM结合的高级调制格式需要相干检测，因为必须分析光场的所有维度以用于适当的信号解调。除了支持高级调制格式的解调之外，相干检测具有两个附加优点：增加的接收器灵敏度和数字损伤补偿的可能性。诸如色散(CD)和偏振模色散(PMD)的传输损伤的数字补偿已经被广泛研究并且已经应用于商业上可用的应答器中。对各个损伤的有效补偿需要精确的损伤估计，通常称为信道估计。用于相干光收发器中的信道估计的不同算法已经使用例如数字信号处理(DSP)架构来提出和实现。例如，图1示出了信道估计器10的相应数字信号处理(DSP)结构。在该架构中，数字化光信号20由体色散(CD)均衡器30处理。通常，这种类型的均衡器在频域中实现，并且然后被称为频域均衡器(FDE)30。频域均衡器(FDE)30粗略地补偿色散(CD)，从而使得到的信号40具有残余色散(CD)。所得到的信号40应当具有足够低的残余色散(CD)，以便能够以鲁棒的方式执行帧检测60、频率偏移校正70和最终MIMO均衡80的后续步骤。如图1所示，色散估计器50从频域均衡器(FDE)30接收信息，并且基于该信息，色散估计器50配置频域均衡器(FDE)30。换句话说，由频域均衡器(FDE)30剩余的残余色散CD的量基本上取决于色散估计器50的性能。此外，由于位于频域均衡器(FDE)30之后的帧检测60、频率偏移校正70和最终MIMO均衡80的后续级的性能取决于频域均衡器(FDE)30，色散估计器50通常位于频域均衡器(FDE)30正好之前或之后，以提高性能。传统的色散估计器50基于恒模算法(CMA)，例如在Kuschnerov，Maxim等人，“Adaptivechromaticdispersionequalizationfornon-dispersionmanagedcoherentsystems”，光纤通信会议，美国光学学会，2009年中描述的一样。恒模算法(CMA)假定所接收信号20的所有星座符号具有相同的振幅，例如QPSK调制符号，因为QPSK星座的所有符号具有相同的振幅。换句话说，恒模算法(CMA)认为这样的信号的振幅(模量)是恒定的，只要其不遭受任何损伤。然而，如果色散使信号失真，则原始星座形状不再保持，这意味着信号不再具有随时间恒定的振幅。在这种情况下，基于恒模算法的色散(基于CMA的CD)估计器50将不同的色散测试值应用于频域均衡器(FDE)30，并且分析频域均衡器(FDE)输出信号40。对于给定的色散测试值，输出信号的振幅是恒定的。在理想条件下，这恰好对应于由链路施加的色散的相反值，并且因此提供信号的光学均衡。然而，基于CMA的CD估计器的精度受到不同因素的影响。首先，如上所述，基于CMA的算法对于调制格式不是不可知的，因为其假定所有星座符号具有相同的振幅。该假设不适用于许多调制方案，例如具有不同振幅和相位的正交振幅调制(QAM)符号。第二，由于频域均衡器(FDE)不补偿偏振模色散(PMD)和偏振相关损耗(PDL)，这些损伤可能不正确地偏置色散估计。第三，该算法不考虑偏振复用(PDM)。应当注意，即使图1中所示的MIMO均衡器80通常具有提供非常精确的色散估计的潜力，这样的后处理估计要求第一基于CMA的CDE传递相当小的误差。然而，直到第一基于CMA的CDE传送这样小的误差，大量的时间可能流逝并且帧可能丢失。总之，与基于CMA的色散估计器相关的问题是调制格式必须定义具有相同振幅的星座符号。此外，基于CMA的色散估计器缺乏针对偏振模色散(PMD)和偏振相关损耗(PDL)的鲁棒性，并且不提供仅能以高实现复杂度来补偿的偏振复用(PDM)。上述参考的Kuschnerov，Maxim等人的文献公开了CMA算法，其中测试不同的色散值，并且使所定义的CMA成本函数最小化的值在理想条件下是链路的色散的相反值。所提出的算法具有的优点是，估计路径使用补偿路径，其中由估计器分析的信号是频域均衡器(FDE)输出信号。然而，该算法不是调制格式透明的，并且不考虑PDM、PMD和PDL。US2012/0213512A1描述了类似的色散均衡。Hauske，FabianN.，等人“Frequencydomainchromaticdispersionestimation”，光纤通信会议，美国光学学会，2010年公开了在频域中工作并且应用输入信号频谱与其自身的循环移位版本的相关性的估计器。因此，对于正确的色散估计，相应的相关功率被最大化。虽然该估计器对调制格式是透明的，但它不使用来自补偿路径的任何信号，导致增加的实现复杂度。在Hauske，FabianN.等人“Precise,robustandleastcomplexityCDestimation”，国家光纤工程师会议，美国光学学会，2011年，中讨论了相关版本的色散估计，其中不是分析输入信号的整个频谱，而是仅分析时钟色调。因此，实现复杂度降低，但是时钟色调功率可以受到例如PMD和PDL的偏振相关效应的不期望的影响。事实上，时钟色调功率甚至可以在某些情况下完全消失，使得该估计器对于PMD受损的输入信号无用。US2012/0281981A1中公开了用于检测和补偿色散的类似的基于时钟色调的方法。这里，二进制信号在伪RZ调制中调制，其在频谱中生成时钟色调。接收器监视这种时钟色调的功率，其取决于色散。因此，该方法代表具有上述缺点的另一种基于时钟色调的技术。Wymeersc、Hen和PontusJohannisso“Maximum-likelihood-basedblinddispersionestimationforcoherentopticalcommunication”，LightwaveTechnology，Journalof30.18(2012)：2976-2982公开了在频域中工作的最大似然色散估计器。该估计器独立于调制格式、定时偏移、差分群延迟(DGD)和输入偏振状态，并且其性能在数学上被证明是优化的。然而，其实现非常复杂，因为其需要过采样输入信号(大于2个采样/符号)的矩阵乘法，并且每个测试偏振矩阵需要一个乘法。Sui,Qi、AlanPakTaoLau和ChaoLu“FastandRobustBlindChromaticDispersionEs-timationUsingAuto-CorrelationofSignalPowerWaveformforDigitalCoherentSystems”，JournalofLightwav本文档来自技高网...

【技术保护点】
在光通信系统的接收器(200)中执行色散估计的方法，包括以下步骤：‑接收被划分为帧(90)的信号(120)，其中每个帧(90)包括训练部分(100)和数据部分(110)，并且其中所述训练部分(100)包括至少两个相同的样式序列，‑均衡所接收的信号(120)，例如生成多个均衡信号(40、280)，每个均衡信号对应于均衡器(30)的不同设置(270)，其中每个所述均衡信号(40、280)包括至少一个帧(90)，‑确定多个相关值(290)，其中为包括所述均衡信号(40、280)的每个帧(90)计算至少一个相关值(270)，并且其中，在对应帧(90)的第一样式序列和第二样式序列之间计算每个相关性，‑通过对为每个均衡信号(40、270)确定的所述多个相关值(290)进行平均来确定每个所述均衡信号(40、280)的最终相关值(300)，以及‑选择与提供最高最终相关值(300)的均衡信号(40、280)相对应的均衡器(270)的设置。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.09.12 EP 14184617.01.在光通信系统的接收器(200)中执行色散估计的方法，包括以下步骤：-接收被划分为帧(90)的信号(120)，其中每个帧(90)包括训练部分(100)和数据部分(110)，并且其中所述训练部分(100)包括至少两个相同的样式序列，-均衡所接收的信号(120)，例如生成多个均衡信号(40、280)，每个均衡信号对应于均衡器(30)的不同设置(270)，其中每个所述均衡信号(40、280)包括至少一个帧(90)，-确定多个相关值(290)，其中为包括所述均衡信号(40、280)的每个帧(90)计算至少一个相关值(270)，并且其中，在对应帧(90)的第一样式序列和第二样式序列之间计算每个相关性，-通过对为每个均衡信号(40、270)确定的所述多个相关值(290)进行平均来确定每个所述均衡信号(40、280)的最终相关值(300)，以及-选择与提供最高最终相关值(300)的均衡信号(40、280)相对应的均衡器(270)的设置。2.根据权利要求1所述的方法，其中，为每个所述均衡信号(40、280)确定至少一个相关值(290)包括：-通过将每个均衡信号(40、280)延迟时间偏移来生成每个所述均衡信号(40、280)的延迟版本(130)，-通过计算延迟的均衡信号(130)的第一样式序列与非延迟的均衡信号(120)的第二样式序列之间的相关性来为每个均衡信号的延迟和非延迟版本(120、130)的每个帧(90)确定至少一个相关值(290)。3.根据权利要求2所述的方法，其中，为每个所述均衡信号(40、280)确定至少一个相关值(290)包括将非延迟的均衡信号(120)的采样与延迟的均衡信号(130)的采样相乘，并且计算相乘后采样的移动平均。4.根据权利要求3所述的方法，其中，计算所述移动平均提供功率值序列，并且其中将相关值(290)确定为所述功率值序列的一部分的峰值功率值(160)。5.根据权利要求2至4中任一项所述的方法，其中，用于延迟所述均衡信号(40、280)的时间偏移对应于帧(90)的训练部分(100)中的样式序列的长度的倍数。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，包括在帧(90)的所述训练部分(100)中的样式序列表示用于信道估计和/或帧检测和/或频率偏移估计的训练序列。7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述均衡器(30)是频域均衡器，特别是色散(CD)均衡器。8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：米古勒·德拉蒙德，伯恩哈德·施平纳勒，斯特凡诺·卡拉布罗，
申请(专利权)人：骁阳网络有限公司，
类型：发明
国别省市：卢森堡,LU