频率误差估计装置和方法、频率误差补偿装置和光接收器制造方法及图纸

技术编号:10430462 阅读:191 留言:0更新日期:2014-09-17 10:00
一种频率误差估计装置和方法、频率误差补偿装置和光接收器。本发明专利技术提供了一种用于相干光接收器的频率误差估计装置,所述频率误差估计装置确定从用相移键控和振幅键控调制的接收到的光信号所转换的基带数字电信号的振幅;基于N个在先符号的相位噪声估计值和频率误差估计值,针对各个确定的振幅,确定基带数字电信号的调制的相位分量,N是正整数;以及基于通过从基带数字电信号消除了调制的相位分量而获得的信号的符号间相位差,来计算频率误差。

【技术实现步骤摘要】
频率误差估计装置和方法、频率误差补偿装置和光接收器
实施方式致力于频率误差估计装置和方法、频率误差补偿装置和光接收器。
技术介绍
作为实现大容量光通信与长距离传输的技术,数字相干接收技术受到关注。在数 字相干接收技术中,根据利用局部振荡光的相干光接收方案,利用相干前端电路来提取接 收信号的强度信息和相位信息。然后,基于所提取的强度信息和所提取的相位信息,利用数 字信号处理对接收到的信号在传输路径中出现的波形失真执行补偿,然后解调接收到的信 号。 在采用相干光接收的情况下,消除接收到的信号与局部振荡光之间的频率误差 (频偏)的装置是重要的。 (频偏补偿) 作为消除接收信号与局部振荡光之间的频偏的方法,已知一种例如 JP2009-135930A中提出的技术。该技术执行:从接收到的数字信号检测频偏;并且通过将 与检测到的频偏对应的反相位旋转施加于接收到的信号,来对频偏进行补偿。 (频偏估计) 同时,作为频偏估计方法,已知在Andreas Leven等人,Frequency Estimation in Intradyne Reception, IEEE Photonics Technology Letters, Vol. 19, No. 6, Marchl5, 2007 ,pp. 366-368 和 JP2009-130935A 中提出的技术。 (N次幂方法) 在Andreas Leven等人公开的估计技术中,在通过对输入的N相位PSK信号的基 带电信号(复信号)执行延迟、共轭和乘法来消除相位噪声的同时,对每个延迟量的相位旋 转量进行计算,并且通过使获得的信号自乘到N次幂并消除数据相位(调制的相位分量)来 获得因频偏引起的每延迟量的相位旋转量。这里,N表示多值的等级,并且在QPSK中N是 4。在QPSK中,数据相位的可能的值是0、土 ji/2、土 π和±3π/4中的任意一个。 这里,通过上述的N次(=4)幂来消除数据相位,然而,频偏成为四倍。在通过平均 化来消除噪声的影响之后,经由1/4辐角计算使频偏经过1/4辐角运算,所以获得频偏估计 值。 (PADE 技术) 同时,与上述N次幂方法不同,在JP2009-130935A中所讨论的估计技术中,未使用 复信号的共轭计算和N次幂,并且将频偏的可估计范围增大,以大于N次幂方法中的可估计 范围。该估计技术也被称为基于预判决的角度差分频偏估计(PADE)。 在PADE技术中,为了去除符号相位项(在QPSK的情况下是n3I/4(n=l,2,3,4)), 通过使用一个符号时间之前的激光相位噪声估计量和频偏估计值,执行符号相位值的临时 性确定,以去除符号相位项。 N次幂方法是仅支持PSK的技术。同时,PADE技术通过使用临时确定器作为支持 各个调制方案的识别电路,可以支持所有的调制方案。 然而,当频偏估计值与实际的频偏明显不同时,难以将适当的频率误差设置到临 时确定器,并且在临时确定中出现误差。例如,如图13所示,当存在频率估计误差时,在 16QAM的确定阈值中,错误地确定为相邻的符号,因而相位误差小于正确的相位误差,或者 看起来不存在误差。 因此,在诸如16QAM这样的相移键控和振幅键控方案中,频偏估计值可能是不稳 定的,因而该值会收敛为错误的频偏估计值,或者针对频偏变化的跟踪性能会明显地恶化。
技术实现思路
本专利技术的目的是提高频偏估计精度。 频率误差估计装置的一方面是用于相干光接收器的频率误差估计装置,并且包 括:振幅确定器,所述振幅确定器被配置为确定从用相移键控和振幅键控调制的接收到的 光信号所转换的基带数字电信号的振幅;按照振幅的相位确定器,所述按照振幅的相位确 定器被配置为相对于由所述振幅确定器确定的各个振幅,利用1至N个在线的符号的相位 噪声估计值和频率误差估计值来确定基带数字电信号的调制的相位分量;以及频率误差计 算器,所述频率误差计算器被配置为基于通过从所述基带数字电信号消除所述调制的相位 分量而获得的信号的符号间相位差,来计算频率误差。 频率误差补偿装置的一个方面包括上述的频率误差估计装置和频率误差补偿器, 所述频率误差补偿器被配置为生成用于对由所述频率误差估计装置获得的频率误差进行 补偿的信号。 光接收器的一个方面包括前端处理器,所述前端处理器被配置为将用相移键控和 振幅键控调制的接收到的光信号转换为基带数字电信号;并且上述频率误差补偿装置被配 置为对由所述前端处理器获得的所述基带数字电信号执行频率误差补偿。 一种频率误差估计方法的一个方面是在相干光接收器中的频率误差估计方法,并 且包括以下步骤:确定从用相移键控和振幅键控调制的接收到的光信号所转换的基带数字 电信号的振幅;针对各个经确定的振幅,通过利用N个在线的符号(N是正整数)的相位噪声 和频偏估计值确定基带数字电信号的调制的相位分量;以及基于通过从所述基带数字电信 号消除所述调制的相位分量所获得的信号的符号间相位差来计算频率误差。 可以提商频率误差估计精度。 【附图说明】 图1是例示了应用了根据实施方式的频率误差估计装置的相干光接收器的示例 的框图; 图2是例示了图1所例示的载波频率误差补偿器的示例性构造的框图; 图3是例示了图2所例示的频率误差估计器的示例性构造的框图; 图4是用于对经由图3所例示的频率误差估计器进行的振幅确定(16QAM)进行说 明的的星座图; 图5A和图5B是用于对经由图3所例示的频率误差估计器进行的振幅确定 (16QAM)进行说明的图; 图6A和图6B是用于对经由图3例示的频率误差估计器进行的振幅确定(16QAM) 进行说明的图; 图7A和图7B是用于对经由图3例示的频率误差估计器进行的振幅确定(16QAM) 进行说明的图; 图8是用于对经由图3例示的频率误差估计器进行的振幅确定(8QAM)进行说明 的星座图; 图9A和图9B是用于对经由图3例不的频率误差估计器进彳丁的振幅确定(8QAM)进 行说明的图; 图10A和图10B是用于说明经由图3例示的频率误差估计器进行的振幅确定 (8QAM)的图; 图11是例示了图3所例示的频率误差估计器的修改例的框图; 图12是例示了与将图3例示的电路构造从1至Μ (1:M) (M是2或更大的整数) 进行并行化得到的电路构造相对应的示例性构造的框图;以及 图13是用于说明相关技术的问题的星座图。 【具体实施方式】 下文中,将参照附图来描述本专利技术的示例性实施方式。以下描述仅是示例而不旨 在排除下面未描述的各种修改例或技术应用。除非本文以其他方式进行阐述,否则在以下 实施方式中使用的附图中,由相同的附图标记表示的组件是相同或类似的组件。 图1是例示应用了根据实施方式的频率误差估计装置的相干光接收器的示例的 框图。 例如,图1例示的相干光接收器10 (光接收器的示例)包括局部振荡光11、相干前 端电路12、模拟/数字转换器13和信号处理器14。信号处理器14包括例如波形失真补偿 /偏振复用信号分离处理器141、载波频率误差补偿器142、载波相位同步器143和本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种用于相干光接收器的频率误差估计装置(1421),该频率误差估计装置包括:振幅确定器(312),所述振幅确定器被配置为确定从用相移键控和振幅键控调制的接收到的光信号所转换的基带数字电信号的振幅;按照振幅的相位确定器(313),所述按照振幅的相位确定器被配置为相对于由所述振幅确定器(312)确定的各个振幅,确定通过从所述基带数字电信号消除了N个在先的符号的相位噪声估计值和频率误差估计值而获得的信号的调制的相位分量,N是正整数;以及频率误差计算器(32),所述频率误差计算器被配置为基于通过从所述基带数字电信号消除所述调制的相位分量而获得的信号的符号间相位差,来计算频率误差。

【技术特征摘要】
2013.03.12 JP 2013-0490171. 一种用于相干光接收器的频率误差估计装置(1421),该频率误差估计装置包括: 振幅确定器(312),所述振幅确定器被配置为确定从用相移键控和振幅键控调制的接 收到的光信号所转换的基带数字电信号的振幅; 按照振幅的相位确定器(313),所述按照振幅的相位确定器被配置为相对于由所述振 幅确定器(312)确定的各个振幅,确定通过从所述基带数字电信号消除了 N个在先的符号 的相位噪声估计值和频率误差估计值而获得的信号的调制的相位分量,N是正整数;以及 频率误差计算器(32 ),所述频率误差计算器被配置为基于通过从所述基带数字电信号 消除所述调制的相位分量而获得的信号的符号间相位差,来计算频率误差。2. 根据权利要求1所述的频率误差估计装置,所述频率误差估计装置还包括: 并行化处理器(30),所述并行化处理器被配置为将所述基带数字电信号并行化成Μ个 信号,Μ是2或更大的整数;以及 Μ个并行分支(#1至#Μ),向所述Μ个并行分支分别输入从所述基带数字电信号并行化 的所述Μ个信号, 其中,各个并行分支(#1至#1)包括所述振幅确定器(312)、所述根据振幅的相位确...

【专利技术属性】
技术研发人员:中岛久雄
申请(专利权)人:富士通株式会社
类型:发明
国别省市:日本;JP

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