【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于光纤通信，具体涉及一种适用于分数过采样下的载波相位扰动高容忍度均衡方法。
技术介绍
1、在光通信领域，为了实现更大带宽、更远传输距离以及更高的接收机灵敏度，在接收端采用相干探测的相干光通信系统已逐渐成为主流。通过使用本振光源，相干探测能够完整地保留信号光的幅度、频率或相位信息，与高阶调制格式相结合可以有效提高系统频谱效率，此外，通过高功率的本振光源对信号光进行放大，相干探测可以明显提高接收机灵敏度，从而增大光信号无中继传输距离。然而，由于本振光源与发端光源之间的频率难以保持一致以及激光器线宽的存在，相干探测信号的频率和相位会不可避免的受到扰动，并对相干探测数字信号处理中的关键技术-自适应均衡造成影响。
2、在相干探测数字信号处理中一般采用四个蝶形自适应有限长冲激响应(finite-impulse-response，fir)滤波器组成的二分之一符号间隔均衡器来实现偏振解复用、偏振模色散补偿、残余色散补偿、采样相位调整以及光/电滤波损伤均衡，当延迟抽头长度远大于系统冲激响应时，均衡器可以有效实现上述损伤补偿功能，抽头系数更新一般采用以最小均方算法(least mean square，lms)为代表的基于训练序列的算法或是以常模算法(constant modulus algorithm，cma)为代表的盲算法。lms自适应过程由于引入了参考信号复振幅从而具有相位敏感性，对于存在较大载波相位扰动的系统，fir滤波器会跟踪载波相位导致滤波不稳定，进而造成均衡性能的下降。而cma自适应过程利用的是信号包络，不受载波
3、另一方面，二分之一符号间隔均衡器的使用需要接收端模数转换器(analog-to-digital converter，adc)工作在2倍符号率采样，而随着光网络流量需求的日益增长，相干光通信系统的符号速率也在不断提高，2倍符号率采样使得adc的成本和功耗增加很多，因此需要使用低于2倍符号速率的分数过采样以放宽硬件要求，相应地，均衡器也必须调整为能够在大于二分之一符号间隔下工作的形式。
4、总的来说，使用lms/cma的二分之一符号间隔均衡器已经不顺应当前相干光通信的发展趋势。
技术实现思路
1、为了解决分数过采样下传统均衡方案无法容忍载波相位扰动的问题，以实现分数过采样下的均衡器，并使其自适应过程高效且不受载波相位扰动以及偏振奇异性问题的影响，本专利技术提供一种适用于分数过采样下的载波相位扰动高容忍度均衡方法。
2、本专利技术为解决技术问题所采用的技术方案如下：
3、本专利技术提供的一种适用于分数过采样下的载波相位扰动高容忍度均衡方法，主要包括以下步骤：
4、输入信号依次经分数延迟滤波器延迟和分块延迟模块分块处理后，获得输出块；利用均衡器对输入信号进行均衡；均衡器输出依次通过两级相位估计器进行相位旋转；利用训练序列或判决符号作为参考信号，基于判决-引导最小均方算法进行均衡器抽头和两级相位估计器抽头的联合自适应更新。
5、进一步的，所述输入信号为两路待均衡信号序列流x(n)和y(n)，两路待均衡信号序列分别被复制输入k个多相支路，每个支路内均包含一个分数延迟滤波器和一个分块延迟模块样本速率为m/kt，m/k表示分数过采样因子，m表示分数过采样因子分子，k表示分数过采样因子分母，1/kt表示块速率，1/t表示符号速率即均衡器工作速率，均衡器输入以1/t速率在各支路输出块之间进行切换。
6、进一步的，对于第i个fdf，其第k个抽头系数hi(k)计算为：
7、
8、其中j表示阶乘过程中的参数，l表示fdf抽头长度，di表示第i个fdf的期望时延，计算为：
9、
10、其中表示向下取整；两路待均衡信号序列流x(n)和y(n)在第i个支路经第i个fdf延迟以及第i个bdm分块后的输出分别为：
11、
12、其中表示待均衡信号序列流x(n)在第i个支路经第i个fdf延迟后的输出，表示待均衡信号序列流y(n)在第i个支路经第i个fdf延迟后的输出，xi(n)表示待均衡信号序列流x(n)在第i个支路经第i个fdf延迟以及第i个bdm分块后的输出，yi(n)表示待均衡信号序列流y(n)在第i个支路经第i个fdf延迟以及第i个bdm分块后的输出，n′＝(n-1)m+i，n表示bdm输出块的索引，n′表示块内部序列的索引，n表示均衡器抽头长度，[·]t表示矩阵转置，hi(j)表示第i个fdf的第j个抽头系数。
13、进一步的，所述均衡器输出分别为：
14、rx(m)＝xi(n)wxx(m)+yi(n)wyx(m)#(7)
15、ry(m)＝xi(n)wxy(m)+yi(n)wyy(m)#(8)
16、其中rx(m)表示待均衡信号序列流x(n)经延迟、分块和均衡后的输出，ry(m)表示待均衡信号序列流y(n)经延迟、分块和均衡后的输出，wpq|p，q∈{x,y}表示n个均衡器抽头系数组成的向量，m＝(n-1)k+i，m表示均衡器输出序列索引，n表示均衡器输入块的索引，i＝1，2，...，k。
17、进一步的，使用基于判决-引导最小均方算法对均衡器抽头系数自适应更新，其计算公式如下：
18、wxx(m+1)＝wxx(m)+μex(m)xi(n)*#(9)
19、wxy(m+1)＝wxy(m)+μex(m)yi(n)*#(10)
20、wyx(m+1)＝wyx(m)+μey(m)xi(n)*#(11)
21、wyy(m+1)＝wyy(m)+μey(m)yi(n)*#(12)
22、其中wxx(m)表示第m次迭代中输入为x偏振分量，输出作为x偏振上输出信号分量的滤波器的滤波系数，wxx(m+1)表示第m+1次迭代中输入为x偏振分量，输出作为x偏振上输出信号分量的滤波器的滤波系数，wxy(m)表示第m次迭代中输入为x偏振分量，输出作为y偏振上输出信号分量的滤波器的滤波系数，wxy(m+1)表示第m+1次迭代中输入为x偏振分量，输出作为y偏振上输出信号分量的滤波器的滤波系数，wyx(m)表示第m次迭代中输入为y偏振分量，输出作为x偏振上输出信号分量的滤波器的滤波系数，wyx(m+1)表示第m+1次迭代中输入为y偏振分量，输出作为x偏振上输出信号分量的滤波器的滤波系数，wyy(m)表示第m次迭代中输入为y偏振分量，输出作为y偏振上输出信号分量的滤波器的滤波系数，wyy(m+1)表示第m+1次迭代中输入为y偏振分量，输出作为y偏振上输出信号分量的滤波器的滤波系数，μ表示均衡器抽头更新步长，上标*表示取共轭，i＝1，2，...k，均衡器抽头更新误差信号由以下公式给出：
23、
24、其中e本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.适用于分数过采样下的载波相位扰动高容忍度均衡方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的适用于分数过采样下的载波相位扰动高容忍度均衡方法，其特征在于，所述输入信号为两路待均衡信号序列流x(n)和y(n)，两路待均衡信号序列分别被复制输入K个多相支路，每个支路内均包含一个分数延迟滤波器和一个分块延迟模块样本速率为M/KT，M/K表示分数过采样因子，M表示分数过采样因子分子，K表示分数过采样因子分母，1/KT表示块速率，1/T表示符号速率即均衡器工作速率，均衡器输入以1/T速率在各支路输出块之间进行切换。
3.根据权利要求1所述的适用于分数过采样下的载波相位扰动高容忍度均衡方法，其特征在于，对于第i个FDF，其第k个抽头系数Hi(k)计算为：
4.根据权利要求1所述的适用于分数过采样下的载波相位扰动高容忍度均衡方法，其特征在于，所述均衡器输出分别为：
5.根据权利要求1所述的适用于分数过采样下的载波相位扰动高容忍度均衡方法，其特征在于，使用基于判决-引导最小均方算法对均衡器抽头系数自适应更新，其计算公式如下：
<...【技术特征摘要】
1.适用于分数过采样下的载波相位扰动高容忍度均衡方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的适用于分数过采样下的载波相位扰动高容忍度均衡方法，其特征在于，所述输入信号为两路待均衡信号序列流x(n)和y(n)，两路待均衡信号序列分别被复制输入k个多相支路，每个支路内均包含一个分数延迟滤波器和一个分块延迟模块样本速率为m/kt，m/k表示分数过采样因子，m表示分数过采样因子分子，k表示分数过采样因子分母，1/kt表示块速率，1/t表示符号速率即均衡器工作速率，均衡器输入以1/t速率在各支路输出块之间进行切换。
3.根据权利要求1所述的适用于分数过采样下的载波相位扰动高容忍度均衡方法，其特征在于，对于第i个fdf，其第k个抽头系数hi(k)计算为：
4.根据权利要求1所述的适用于分数过采样下的载波相位扰动高容忍度均衡方法...
【专利技术属性】
技术研发人员：田清华，忻向军，秦孟宇，王富，李志沛，田凤，董泽，高然，王拥军，周思彤，李祖贤，
申请(专利权)人：北京邮电大学，
类型：发明
国别省市：
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