本发明专利技术涉及一种用于估计具有同相分量和正交分量的相位调制信号的相位的方法(100)，所述方法包括：确定(101)所述相位调制信号的所述同相分量；确定(103)所述相位调制信号的正交分量；确定(105)所述同相分量和所述正交分量的绝对值的差以获得差分量；确定(107)所述同相分量的正负号以获得同相正负号；确定(109)所述正交分量的正负号以获得正交正负号；以及基于所述同相正负号和所述正交正负号来调整(111)所述差分量的正负号以获得相位估计。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于估计相位调制信号的相位的方法，一种用于估计相位调制信号的本地振荡器频率偏移信号的方法，和一种用于处理所接收的相位调制信号的接收器，所述接收器具有相位估计器和振荡器频率估计器。
技术介绍
在相干光传输系统中，本地振荡器频率和相位偏移给系统带来严重损耗。Intradyne，即相位差相干接收器需要对数据序列与本地振荡器之间的载波相位偏移和载波频率偏移进行数字估计和补偿。 通常，对LOFO(本地振荡器频率偏移)的估计是在载波恢复阶段中通过差分Viterbi&Viterbi (V&V)算法做，其中使用平均滤波器、M次方计算、角度计算和相位斜度检测来估计载波相位増量。类似地，可通过V&V算法使用不同參数求平均值来估计载波相位。如果LOFO接近零，则载波相位恢复得到大幅改善，其需要先前的LOFO估计阶段和对光前端中的本地振荡器(LO)的控制或数字LOFO补偿。如果LOFO未得到补偿，则可能出现严重的性能损耗，如图17中所描绘，图17说明由于本地振荡器频率偏移而引起的40GDQPSK传输的损耗。所述图是在各种软差分(SD)方案下的来自40G DQPSK模拟系统的本地振荡器频率偏移(LOFO)的误码率(BER)损耗。应注意，在此情况下，不需要相位恢复。对于500MHz LOFO的实例且还对于未在此图中描绘的LOFO的其它示范性值，所有性能与參考曲线1705相比有所损耗，參考曲线1705是在没有LOFO的情况下的硬差分解码以供參考。这证明使用差分解调而非专用的载波相位恢复的任何方案均遭受较大LOFO的影响，所述LOFO应在此阶段之前进行补偿。现列出以下方案标准软差分(SD)解调1701、MSPE (多符号相位估计)1702、非冗余误差检测(NEC) 1703和改善的NEC(INEC) 1704。因此，全数字相干接收器需要本地振荡器频率偏移补偿。其后，ー些系统甚至可能需要载波相位偏移补偿。在这两种情况下，都需要载波相位估计。在第一种情况下，仅需要估计相位(=频率)的増量，在第二种情况下，需要估计相位自身。均衡之后的所接收的信号可通过将映射到星座点的随机数据模式叠加到由相位失真削弱的基本传输脉冲来描述。为估计相位失真，应移除由π/2的整数倍组成的调制。此可根据V&V算法由M次方运算来执行。然而，V&V算法在4次方运算的情况下实施起来较复杂，即有两个复数乘法通过使用若干加法进行的平均和通过使用查找表进行的角度计算。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供低复杂性载波相位估计以及低复杂性本地振荡器频率偏移估计的概念。此目的由独立权利要求项的特征实现。从附属权利要求项、描述和图式中容易明白其它实施方式。本专利技术是基于以下发现对于从调制信号计算相位參考，不需要乘法，仅需要逻辑加法和实数加法的计算有效实施方案是可行的，所帯来的性能损耗微乎其微。进ー步的发现是，表现为相位斜度的通过梯度检测方法进行的对本地振荡器频率偏移的估计对于失真和噪声非常敏感，其中频域中的估计相对于失真和噪声要稳健得多。而且，典型的2 π相位矛盾性需要在检测相位斜度梯度之前解开，这在存在失真和噪声的情况下容易出错。为了详细描述本专利技术，将使用以下术语、縮写和符号PDM:偏振复用(D)QPSK :(差分)四相相移键控，(差分)正交相移键控CD :色散PMD :偏振模色散 PLL:锁相环FD :频域TD:时域FFT:快速傅里叶变换IFFT :反向快速傅里叶变换DFT :离散傅里叶变换DSP:数字信号处理ADC -M /数转换器FIR :有限脉冲响应LO :本地振荡器FO :频率偏移TR:时钟恢复PMD :偏振模色散sps :每符号采样FFff :前馈FB :反馈S0P:偏振状态PDL :偏振相关损耗DGD :差分群延时FEC:前向纠错BER :误码率CPE :载波相位估计I:同相Q:正交ΜΜ0:多入多出OSNR :光信噪比WDM:波分复用DffDM :密集波分复用SD :软差分HD :硬差分NEC :非冗余纠错V&V Viterbi&ViterbiMSPE :多符号相位估计INEC :改善的非冗余纠错P0LMUX-QPSK :偏振复用的正交相移键控根据第一方面，本专利技术涉及ー种用于估计具有同相分量和正交分量的相位调制信号的相位的方法，所述方法包括确定所述相位调制信号的同相分量；确定所述相位调制信号的正交分量；确定所述同相分量和所述正交分量的绝对值的差以获得差分量；确定所述同相分量的正负号以获得同相正负号；确定所述正交分量的正负号以获得正交正负号；以及基于所述同相正负号和所述正交正负号来调整所述差分量的正负号以获得相位估计。在没有M次方计算的情况下且在没有角度计算的情况下从信号计算对应于相位估计的相位參考是可行的。因此，不需要乘法运算，仅必须执行逻辑加法和实数加法。所述确定所述差分量仅需要实数加法，且所述基于同相正负号和正交正负号来调整差分量的正负号仅需要逻辑加法。在根据第一方面的方法的第一可能的实施方式中，所述方法进ー步包括对所述相位估计求平均以用于确定所述相位的平均值。通过对所述相位估计求平均，所述相位的平均值具有比未经平均的相位估计高的精度。在在根据上述第一方面或根据第一方面的第一种实施方式的方法的第二可能的实施方式中，所述调整正负号包括用呈现同相正负号与正交正负号的正负号乘法的正负号 来对差分量进行加权。对差分量的加权的计算效率很高，因为正负号乘法可根据模2运算由逻辑加法执行。在根据上述第一方面或根据第一方面的前述实施方式中的任一者的方法的第三可能的实施方式中，差分量的正负号是由同相正负号和正交正负号的模2加法确定。所述模2加法可容易通过EXOR门在硬件中实施。EXOR门是在实施于芯片上时在计算方面和裸片大小方面有效的标准电路。在根据上述第一方面或根据第一方面的前述实施方式中的任一者的方法的第四可能的实施方式中，所述估计相位仅包括逻辑加法和实数加法运算。当仅使用逻辑加法和实数加法运算吋，与需要M次方和角度计算，即表查找，的标准解决方案相比，计算复杂性在很大程度上降低。在根据上述第一方面或根据第一方面的前述实施方式中的任一者的方法的第五可能的实施方式中，所述方法进ー步包括通过使用相位估计来补偿相位调制信号与本地振荡器信号之间的载波相位偏移。在相干光传输系统中，本地振荡器频率和相位偏移给系统带来严重损耗。Intradyne，即相位差相干接收器需要数据序列与本地振荡器之间的载波相位偏移和载波频率偏移的数字估计和补偿。通过使用根据所述方法的第五可能的实施方式的相位估计，相干光传输中的损耗可得到显著降低。在根据上述第一方面或根据第一方面的前述实施方式中的任一者的方法的第六可能的实施方式中，所述相位是载波相位。根据第六实施方式的载波相位估计可应用于光接收器的载波恢复阶段中，且因此通过噪声和失真稳健的计算有效算法来取代计算复数V&V算法。根据第二方面，本专利技术涉及一种用于估计相位调制信号的本地振荡器频率偏移(LOFO)信号的方法，所述方法包括根据上述第一方面或根据第一方面的实施方式中的任一者来确定相位调制信号的相位估计；将所述相位估计变换到频域中以获得经变换的相位估计；相对于时间对所述相位估计进行微本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.ー种用于估计具有同相分量I和正交分量Q的相位调制信号z(k)的相位的方法(100)，所述方法包括 确定(101)所述相位调制信号Z (k)的所述同相分量I ; 确定(103)所述相位调制信号Z (k)的所述正交分量Q ; 确定(105)所述同相分量I和所述正交分量Q的绝对值的差以获得差分量I Q ； 确定(107)所述同相分量I的正负号以获得同相正负号sgn(I)； 确定(109)所述正交分量Q的正负号以获得正交正负号sgn(Q);以及 基于所述同相正负号sgn⑴和所述正交正负号Sgn(Q)来调整(111)所述差分量II-IqI的正负号以获得相位估计Φθ#。2.根据权利要求I所述的方法(100)，其进ー步包括对所述相位估计(test求平均以用于确定所述相位的平均值。3.根据权利要求I或2所述的方法(100)，其中所述调整(111)所述正负号包括用表示所述同相正负号sgn(I)与所述正交正负号sgn(Q)的正负号乘法的正负号来对所述差分量11卜IQl进行加权。4.根据前述权利要求中任ー权利要求所述的方法(100)，其中通过所述同相正负号sgn(I)和所述正交正负号sgn(Q)的模2加法来确定所述差分量|l|-|Q|的所述正负号。5.根据前述权利要求中任ー权利要求所述的方法(100)，其中所述估计所述相位仅包括逻辑加法和实数加法运算。6.根据前述权利要求中任ー权利要求所述的方法(100)，其进ー步包括 通过使用所述相位估计来补偿所述相位调制信号Z (k)与本地振荡器信号之间的载波相位偏移。7.根据前述权利要求中任ー权利要求所述的方法(100)，其中所述相位是载波相位。8.一种用于估计相位调制信号Z (k)的本地振荡器频率偏移信号的方法(200)，所述方法包括 根据权利要求I到7中任ー权利要求来确定(201)所述相位调制信号Z (k)的相位估计 Φ est ； 将所述相位估计Φ est变换(203)到频域中以获得经变换的相位估计FFT ((test)； 相对于时间对所述相位估计Φθ8 进行微分(205)以获得微分相位估计d<i)est/dt ; 确定(207)所述经变换的相位估计FFT((test)的最大值以获得所述本地振荡器频率偏移信号的绝对值； 确定(209)所述微分相位估计dctest/dt的平均值以获得经平均的微分相位估计；以及 确定(21...
【专利技术属性】
技术研发人员：法比安·尼古拉斯·汉斯科，齐娟，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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