一种正交幅度调制信号相位恢复方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种正交幅度调制信号相位恢复方法及装置，该方法包括：对正交幅度调制信号进行相位搜索，其中，所述相位搜索包括：基于预设的分块规则，将正交幅度调制信号分成多个信号数据块并对每个信号数据块中的各信号数据进行多个预设角度的旋转；计算每个信号数据块中经过多个预设角度旋转后的各信号数据的实部和虚部误差值的总和，确定最小总和对应的目标预设角度；根据所述目标预设角度，计算每个信号数据块的相位估计值；根据所述相位估计值恢复正交幅度调制信号相位。本发明专利技术通过对正交幅度调制信号进行相位搜索得到相位估计值，在相位搜索中简化了搜索过程，降低了算法复杂度，提升了相位估计性能，使得相位恢复更为简便和高效。

【技术实现步骤摘要】
一种正交幅度调制信号相位恢复方法及装置
本专利技术涉及光通信
，更具体地，涉及一种正交幅度调制信号相位恢复方法及装置。
技术介绍
目前，随着互联网、云计算、LTE以及物联网的飞速发展，各种新型应用不断涌现且用户数目持续增长，客户业务需求不断变化，数据流量不断攀升，对网络的带宽、业务快速提供、网络灵活性等方面都提出了更高的需求。这就迫切要求作为流量承载主体的光传输网络数据速率更加可变、调制格式更加多样以及频谱资源分配更加灵活，以实现综合动态连接带宽、频谱效率和功率效率等多需求最佳适配，灵活适应业务和网络性能变化。为了实现上述具有自适应波特率、可调带宽、灵活调制格式和高频谱效率的超高速灵活光传输，目前最为理想的解决方式是采用高阶偏振复用正交幅度调制(PM-mQAM)格式的相干光纤通信技术，并在系统的接收端采用数字信号处理技术来补偿各种损伤。然而，随着调制阶数升高，激光器线宽引入的相位噪声对系统性能的影响愈加凸显，严重限制着系统性能。现有技术中，一般采用盲相位搜索(BPS)及其改进的多级BPS算法进行相位恢复，BPS算法采用大量测试相位对原始信号进行相位估计，以选择出最佳测试相位作为信号相位估计结果。由于BPS算法需采用大量测试相位来保证相位估计精度，因此引入的复乘运算导致算法复杂度很高，不易于实现；并且BPS算法需要针对不同的调制格式进行硬判决，进一步增加了计算复杂度和处理时延，不利于其在超高速灵活光传输系统中的应用。
技术实现思路
针对现有技术中存在的算法复杂度高的问题，本专利技术实施例提供一种信号相位恢复方法及装置。根据本专利技术的一个方面，提供一种正交幅度调制信号相位恢复方法，包括：对正交幅度调制信号进行相位搜索，其中，所述相位搜索包括：S1、基于预设的分块规则，将正交幅度调制信号分成多个信号数据块并对每个信号数据块中的各信号数据进行多个预设角度的旋转；S2、计算每个信号数据块中经过多个预设角度旋转后的各信号数据的实部和虚部误差值的总和，确定最小总和对应的目标预设角度；根据所述目标预设角度，计算每个信号数据块的相位估计值；根据所述相位估计值恢复正交幅度调制信号相位。其中，所述对正交幅度调制信号进行相位搜索包括：对正交幅度调制信号进行多次相位搜索，直至达到预设相位搜索次数。其中，所述对正交幅度调制信号进行多次相位搜索，直至达到预设相位搜索次数包括：S1至S2，且在S2之后，还包括S3至S6：S3、基于预设的分块规则，对各信号数据块分别进行分块；S4、对分块后得到的各信号数据块中的各信号数据进行多个预设角度的旋转；S5、计算分块后得到的各信号数据块中经过多个预设角度旋转后的各信号数据的实部和虚部误差值的总和，确定最小总和对应的目标预设角度；S6、重复执行S3至S5，直至达到预设相位搜索次数。其中，S5中预设角度的个数小于S1中预设角度的个数；且每次重复执行S3至S6时，S5中新增预设角度的个数小于前一次执行时预设角度的个数。其中，所述预设的分块规则为：将正交幅度调制信号按连续N个为一块分为K块，N为预设正整数；所述多个信号数据块为K个信号数据块，且每个信号数据块包含的信号数据的个数相同为N。其中，所述计算每个信号数据块中经过多个预设角度旋转后的各信号数据的实部和虚部误差值的总和，确定最小总和对应的目标预设角度包括：根据预设角度旋转后每个信号数据块中的各信号数据的实部和虚部，计算得到所述各信号数据相对于预设理想星座点的实部误差和虚部误差；在各预设角度下，将每个信号数据块的各信号数据相对于预设理想星座点的实部误差和虚部误差相加，得到经各预设角度旋转后的各信号数据的实部和虚部误差值的总和；确定误差值总和最小时对应的目标预设角度。其中，所述根据所述目标预设角度计算每个信号数据块的相位估计值包括：以预设角度为横坐标，误差值总和为纵坐标建立坐标系；根据所述目标预设角度，选定所述坐标系内所述目标预设角度对应的点以及所述坐标系下另两个不同的预设角度对应的点；根据所述坐标系内所述目标预设角度对应的点分别与所述坐标系下另两个不同的预设角度对应的点的线性关系，计算相位估计值。其中，所述根据所述相位估计值恢复正交幅度调制信号相位包括：对每个信号数据块的相位估计值进行解卷绕得到每个信号数据块的相位估计结果；根据所述相位估计结果对所述每个信号数据块进行相位补偿，恢复所述正交幅度调制信号相位。另一方面，本专利技术实施例提供了一种正交幅度调制信号相位恢复装置，包括：搜索模块，用于对正交幅度调制信号进行相位搜索，其中，所述搜索模块包括：调整子模块，用于基于预设的分块规则，将正交幅度调制信号分成多个信号数据块并对每个信号数据块中的各信号数据进行多个预设角度的旋转；处理子模块，用于计算每个信号数据块中经过多个预设角度旋转后的各信号数据的实部和虚部误差值的总和，确定最小总和对应的目标预设角度；计算模块，用于根据所述目标预设角度，计算每个信号数据块的相位估计值；恢复模块，用于根据所述相位估计值恢复正交幅度调制信号相位。其中，所述搜索模块具体用体用于：对正交幅度调制信号进行多次相位搜索，直至达到预设相位搜索次数。本专利技术实施例提供的正交幅度调制信号相位恢复方法及装置，通过对正交幅度调制信号进行相位搜索得到相位估计值，再由相位估计值对正交幅度调制信号进行相位恢复，在相位搜索中简化了搜索过程，降低了算法复杂度，使得相位恢复过程更为简便和高效。附图说明图1为本专利技术实施例提供的一种信号相位恢复方法流程图；图2为本专利技术实施例提供的相位搜索方法流程图；图3为本专利技术实施例提供的另一相位搜索方法流程图；图4为本专利技术实施例提供的PM-16QAM的BER与OSNR的关系曲线示意图；图5为本专利技术实施例提供的PM-64QAM的BER与OSNR的关系曲线示意图；图6为本专利技术实施例提供的PM-256QAM的BER与OSNR的关系曲线示意图；图7为本专利技术实施例提供的相位估计偏差与误差值的关系曲线示意图；图8为本专利技术实施例提供的一种信号相位恢复装置示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。图1、图2为本专利技术实施例提供的一种信号相位恢复方法流程图，如图1所示，该方法包括：S101，对正交幅度调制信号进行相位搜索，其中，所述相位搜索包括：S1、基于预设的分块规则，将正交幅度调制信号分成多个信号数据块并对每个信号数据块中的各信号数据进行多个预设角度的旋转；S2、计算每个信号数据块中经过多个预设角度旋转后的各信号数据的实部和虚部误差值的总和，确定最小总和对应的目标预设角度；S102，根据所述目标预设角度，计算每个信号数据块的相位估计值；S103，根据所述相位估计值恢复正交幅度调制信号相位。S101中，所述正交幅度调制(QuadratureAmplitudeModulation，QAM)信号为已经频偏恢复后的QAM信号，可以理解的是，QAM信号在相位恢复之前，需对QAM信号进行正交不平衡补偿、固定色散补偿、时钟同步、均衡与偏振解复用、频偏估计与补偿等预处理。S101中，所述相位搜索得到相位估计值为按照一定计算规则，从试探角度中选取与实际相位噪声最接近的值作为相位噪声的估计值。S102中，根据所述目标本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种正交幅度调制信号相位恢复方法，其特征在于，包括：对正交幅度调制信号进行相位搜索，其中，所述相位搜索包括：S1、基于预设的分块规则，将正交幅度调制信号分成多个信号数据块并对每个信号数据块中的各信号数据进行多个预设角度的旋转；S2、计算每个信号数据块中经过多个预设角度旋转后的各信号数据的实部和虚部误差值的总和，确定最小总和对应的目标预设角度；根据所述目标预设角度，计算每个信号数据块的相位估计值；根据所述相位估计值恢复正交幅度调制信号相位。

【技术特征摘要】
1.一种正交幅度调制信号相位恢复方法，其特征在于，包括：对正交幅度调制信号进行相位搜索，其中，所述相位搜索包括：S1、基于预设的分块规则，将正交幅度调制信号分成多个信号数据块并对每个信号数据块中的各信号数据进行多个预设角度的旋转；S2、计算每个信号数据块中经过多个预设角度旋转后的各信号数据的实部和虚部误差值的总和，确定最小总和对应的目标预设角度；根据所述目标预设角度，计算每个信号数据块的相位估计值；根据所述相位估计值恢复正交幅度调制信号相位。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对正交幅度调制信号进行相位搜索包括：对正交幅度调制信号进行多次相位搜索，直至达到预设相位搜索次数。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述对正交幅度调制信号进行多次相位搜索，直至达到预设相位搜索次数包括：S1至S2，且在S2之后，还包括S3至S6：S3、基于预设的分块规则，对各信号数据块分别进行分块；S4、对分块后得到的各信号数据块中的各信号数据进行多个预设角度的旋转；S5、计算分块后得到的各信号数据块中经过多个预设角度旋转后的各信号数据的实部和虚部误差值的总和，确定最小总和对应的目标预设角度；S6、重复执行S3至S5，直至达到预设相位搜索次数。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，S5中预设角度的个数小于S1中预设角度的个数；且每次重复执行S3至S6时，S5中新增预设角度的个数小于前一次执行时预设角度的个数。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设的分块规则为：将正交幅度调制信号按连续N个为一块分为K块，N为预设正整数；所述多个信号数据块为K个信号数据块，且每个信号数据块包含的信号数据的个数相同为N。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算每个信号数据块中经过多个预设角度旋转后的各信号数据的实部和虚部误差值的总和，确定最小总和对应的目标预设角度...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈雪，杨桃，王立芊，
申请(专利权)人：北京邮电大学，
类型：发明
国别省市：北京,11