光发射机IQ不平衡的估计装置、补偿装置及电子设备制造方法及图纸

本发明专利技术实施例提供一种光发射机IQ不平衡的估计装置、补偿装置及电子设备，通过直接利用基于接收信号和发送信号的变换矩阵的估计模型进行光发射机IQ不平衡的估计和补偿，能够准确估计相位偏置漂移的方法，并且能够保证对于各种角度漂移下的估计精度，另外，能够实现接收信号星座图的准确恢复。

Estimation Device, Compensation Device and Electronic Equipment for IQ Imbalance of Optical Transmitter

【技术实现步骤摘要】
光发射机IQ不平衡的估计装置、补偿装置及电子设备
本专利技术涉及通信
，尤其涉及一种光发射机IQ不平衡的估计装置、补偿装置及电子设备。
技术介绍
相干光通信系统由于其抗色散性能好、可采用无色散补偿光纤以及具有较高的接收机灵敏度等优点，近几年来得到了飞速的发展。在高速光通信系统中，一般需要在光发射机中设置调制器对发送信号进行调制，其中，同相正交(IQ，In-phaseandQuadrature)调制器广泛地应用于光通信系统中以产生高频谱效率的发送信号。图1是现有的光发射机调制器的示意图。如图1中的虚线框所示，光发射机调制器101具有两个马赫曾德调制器(MZM，Mach-Zehndermodulator)，分别记为第一马赫曾德调制器102、第二赫曾德调制器103，另外，还具有相位调制器(PM，phasemodulator)104，第一马赫曾德调制器102、第二马赫曾德调制器103分别用于调制I路和Q路的驱动信号vrf,I、vrf,Q，相位调制器104在I路和Q路之间引入90°相位差。由于环境温度变化、器件老化等原因，调制器的三个偏置点(记为biasI、biasQ、biasP)都有可能发生漂移从而偏离最优工作点。为了保证调制器的调制性能，通常根据对调制器101的输出光场的检测结果对三个偏置点biasI、biasQ、biasP上的偏置电压VI、VQ和VP进行控制。此外，由于I路和Q路这两路信号经历了不同的路径，它们的相对功率大小在调制器101的输出端通常会发生改变，这种改变称为光发射机的IQ幅度不平衡。一般将光发射机端的相位偏置漂移和幅度不平衡统称为光发射机IQ不平衡，其中，相位偏置漂移和IQ幅度不平衡都会影响接收信号的星座图形状，增大误码率。图2是光发射机IQ不平衡对接收信号的星座图产生影响的示意图。如图2所示，左侧的星座图表示发送信号，右侧的星座图表示接收信号，由于光发射机IQ不平衡的影响，在接收端的接收信号的星座图变成了失真的平行四边形。现有的方法一般基于施密特正交化(Gram-Schmidtorthogonalization，GSOP)进行IQ不平衡的估计和补偿，其中，以接收到的I路或Q路的信号作为参考信号，应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本专利技术的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本专利技术的
技术介绍
部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。
技术实现思路
专利技术人发现，在上述现有的方法中，参考信号的相位容易受到接收端均衡器的影响而反相，因此估计出的相位偏置漂移方向具有不稳定性。此外，其对于较大角度的相位偏置漂移的估计精度较差。另外，利用上述现有方法进行IQ不平衡的补偿后，接收到的信号的星座图可能不与直角坐标轴平行。即，该现有方法也能将图2中右侧失真的平行四边形星座图恢复成正方形，但是该正方形的对称轴会与发送信号的星座图的对称轴发生偏移，因此会导致判决误差。本专利技术实施例提供一种光发射机IQ不平衡的估计装置、补偿装置及电子设备，直接利用基于接收信号和发送信号的变换矩阵的估计模型进行光发射机IQ不平衡的估计和补偿，能够准确估计相位偏置漂移的方法，并且能够保证对于各种角度漂移下的估计精度，另外，能够实现接收信号星座图的准确恢复。根据本专利技术实施例的第一方面，提供一种光发射机IQ不平衡的估计装置，所述装置包括：获取单元，其用于在光接收机侧获得I路接收信号和Q路接收信号；耦合单元，其用于对获得的所述I路接收信号和所述Q路接收信号进行交流耦合；估计单元，其用于根据基于接收信号和发送信号的变换矩阵的估计模型，对经过交流耦合后的所述I路接收信号和所述Q路接收信号进行光发射机IQ不平衡的估计，所述变换矩阵包含光发射机对于I路发送信号和Q路发送信号的幅度改变量以及相位改变量的相关参数。根据本专利技术实施例的第二方面，提供一种光发射机IQ不平衡的补偿装置，所述装置包括：根据本专利技术实施例的第一方面所述的光发射机IQ不平衡的估计装置；以及第一补偿单元，其用于在光接收机端，根据所述变换矩阵的逆矩阵，对经过交流耦合后的所述I路接收信号和所述Q路接收信号进行所述光发射机IQ不平衡的补偿，或者，第二补偿单元，其用于在光发射机端，根据由所述变换矩阵获得的所述I路发送信号和所述Q路发送信号的所述幅度改变量的比值和所述相位改变量的差值以及所述变换矩阵中的至少一个，对所述I路发送信号和所述Q路发送信号进行预补偿。根据本专利技术实施例的第三方面，提供一种电子设备，所述电子设备包括根据本专利技术实施例的第一方面所述的光发射机IQ不平衡的估计装置或者根据本专利技术实施例的第二方面所述的光发射机IQ不平衡的补偿装置。根据本专利技术实施例的第四方面，提供一种光发射机IQ不平衡的估计方法，所述方法包括：在光接收机侧获得I路接收信号和Q路接收信号；对获得的所述I路接收信号和所述Q路接收信号进行交流耦合；根据基于接收信号和发送信号的变换矩阵的估计模型，对经过交流耦合后的所述I路接收信号和所述Q路接收信号进行光发射机IQ不平衡的估计，所述变换矩阵包含光发射机对于I路发送信号和Q路发送信号的幅度改变量以及相位改变量的相关参数。根据本专利技术实施例的第五方面，提供一种光发射机IQ不平衡的补偿方法，所述方法包括：根据本专利技术实施例的第四方面所述的光发射机IQ不平衡的估计方法；以及在光接收机端，根据所述变换矩阵的逆矩阵，对经过交流耦合后的所述I路接收信号和所述Q路接收信号进行所述光发射机IQ不平衡的补偿，或者，在光发射机端，根据由所述变换矩阵获得的所述I路发送信号和所述Q路发送信号的所述幅度改变量的比值和所述相位改变量的差值以及所述变换矩阵中的至少一个，对所述I路发送信号和所述Q路发送信号进行预补偿。本专利技术的有益效果在于：通过直接利用基于接收信号和发送信号的变换矩阵的估计模型进行光发射机IQ不平衡的估计和补偿，能够准确估计相位偏置漂移的方法，并且能够保证对于各种角度漂移下的估计精度，另外，能够实现接收信号星座图的准确恢复。参照后文的说明和附图，详细公开了本专利技术的特定实施方式，指明了本专利技术的原理可以被采用的方式。应该理解，本专利技术的实施方式在范围上并不因而受到限制。在所附权利要求的精神和条款的范围内，本专利技术的实施方式包括许多改变、修改和等同。针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。附图说明所包括的附图用来提供对本专利技术实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本专利技术的实施方式，并与文字描述一起来阐释本专利技术的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：图1是现有的光发射机调制器的示意图；图2是光发射机IQ不平衡对接收信号的星座图产生影响的示意图；图3是本专利技术实施例1的光发射机IQ不平衡的估计装置的示意图；图4是本专利技术实施例1的估计单元303的示意图；图5是本专利技术实施例1的第一估计单元401的结构图；图6是本专利技术实施例1的计算单元502的示意图；图7是本专利技术实施例1的计算单元502的另本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光发射机IQ不平衡的估计装置，所述装置包括：获取单元，其用于在光接收机侧获得I路接收信号和Q路接收信号；耦合单元，其用于对获得的所述I路接收信号和所述Q路接收信号进行交流耦合；估计单元，其用于根据基于接收信号和发送信号的变换矩阵的估计模型，对经过交流耦合后的所述I路接收信号和所述Q路接收信号进行光发射机IQ不平衡的估计，所述变换矩阵包含光发射机对于I路发送信号和Q路发送信号的幅度改变量以及相位改变量的相关参数。

【技术特征摘要】
1.一种光发射机IQ不平衡的估计装置，所述装置包括：获取单元，其用于在光接收机侧获得I路接收信号和Q路接收信号；耦合单元，其用于对获得的所述I路接收信号和所述Q路接收信号进行交流耦合；估计单元，其用于根据基于接收信号和发送信号的变换矩阵的估计模型，对经过交流耦合后的所述I路接收信号和所述Q路接收信号进行光发射机IQ不平衡的估计，所述变换矩阵包含光发射机对于I路发送信号和Q路发送信号的幅度改变量以及相位改变量的相关参数。2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述估计单元包括：第一估计单元，其用于基于训练序列，对经过交流耦合后的所述I路接收信号和所述Q路接收信号进行光发射机IQ不平衡的估计。3.根据权利要求2所述的装置，其中，所述第一估计单元包括：同步单元，其用于将经过交流耦合后的所述I路接收信号和所述Q路接收信号与所述训练序列进行同步；计算单元，其用于根据同步后的所述I路接收信号、所述Q路接收信号以及所述训练序列，计算所述变换矩阵。4.根据权利要求3所述的装置，其中，所计算单元包括：第一构成单元，其用于将同步后的所述I路接收信号和所述Q路接收信号的星座图的星座团中心点构成为接收星座矩阵；第二构成单元，其用于将所述训练序列中的与所述星座团中心点对应的训练符号构成参考矩阵；第一计算单元，其用于根据所述接收星座矩阵和所述参考矩阵，计算所述变换矩阵。5.根据权利要求3所述的装置，其中，所述计算单元包括：第二计算单元，其用于根据同步后的所述I路接收信号、所述Q路接收信号以及所述训练序列，利用最小均方误差准则计算所述变换矩阵。6.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：樊洋洋，陶振宁，
申请(专利权)人：富士通株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP