一种适用于CO-OFDM系统的判决辅助时域平均近似ICI相位噪声补偿方法，该方法先将每个CO-OFDM符号切割成若干个子块符号，将每个子块符号的光相位噪声平均值作为该子块符号的ICI相位噪声估计值。同时为有效抑制频域符号发生错误的概率，将CPE相位噪声补偿以后的频域数据设定一个判决阈值进行初始判决。然后，结合频域符号的判决辅助估计和ICI相位噪声时域近似平均计算出ICI相位噪声估计值，最后进行ICI相位噪声补偿。本发明专利技术提供一种补偿效率良好、复杂度较低、频率利用率较高的适用于CO-OFDM系统的判决辅助时域平均近似ICI相位噪声补偿方法。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于光通信
，特别涉及一种适用于C0-0FDM系统的判决辅助时域 平均近似ICI相位噪声补偿方法。
技术介绍
相干光正交频分复用系统由于其出众的抗色散和偏振模色散能力，是未来高速长 距离光通信系统最有可能采用的备选传输技术之一。 C0-0FDM系统结构如图1所示，按其功能可以分为5个模块：C〇-〇FDM系统发射端 模块101、光调制模块102、光纤传输模块103、光电检测模块104以及C0-0FDM系统接收端 模块105，C0-0FDM发射端模块产生的电域信号经过电光调制的上变频变成光域的C0-0FDM 信号，C0-0FDM信号经光纤传输、平衡探测器后经光电转换成电域的信号，C0-0FDM接收端 再对接收到的电信号进行信号处理以期恢复原始的发送段数据。结合图1，对整个系统的工 作过程进行详细表述。C0-0FDM系统串行输入的数据106经过串并转换模块107,变为并行 的N路数据；按照不同的调制格式将串并转换后的信号进行数字调制108 ;快速傅里叶逆变 换IFFT模块109实现信号从频域到时域的转换；加入循环前缀CP110 ;将得到的电域信号 进行并串转换111。上述信号的同相分量和正交分量信号分别通过数模转换器112、113变 换为模拟信号并通过低通滤波器114、115 ;采用放大器将信号的同相分量116和正交分量 117放大并注入到I/Q调制器中实现同相分量I和正交分量Q对光信号的正交调制；I/Q调 制器由3个双臂的马赫增德尔MZM调制器120、121和122组成，其中两个调制器实现对信 号的调制，第三个调制器122控制光调制的同相分量I和正交分量Q的相位差；分别调节两 个调制器120、121的直流偏置保证实现信号调制的调制器工作在最小功率点，而第三个控 制相位差的调制器工作在正交点以保证两路信号存在90°的相位差；118表示C0-0FDM系 统的发射激光器，通过分路器119分成两束同样的激光，用于驱动二个光调制器120和121。 二个光调制器输出的信号通过合束器123,变成单路的光信号，接着输入到光纤信道进行传 输。产生的C0-0FDM信号在光纤124中经过长距离的传输后，经过直接的光-光放大器-掺 铒光纤放大器（EDFA) 125补偿光纤损耗后再进行传输，表不长距离的光纤，126表不光带通 滤波器。经过长距离的光纤传输后，光电检测模块将光域信号变换成电域的信号。127表示 C0-0FDM系统接收端的本地激光器，通过分路器分成两束同样的激光，128表不一个90°的 相移器；129和130表示两个耦合器，驱动4个光电二极管（PD) 131、132、133和134。135和 136表不两个减法器，分别对应输出接收信号的同相分量I和正交分量Q。得到的同相分量 I和正交分量Q经过低通滤波器137、138和模数转换器139、140转换后进入C0-0FDM接收 端。C0-0FDM接收端进行数字信号处理141，进行C0-0FDM发送端的逆过程，进行串并转换 142,移除循环前缀CP143,然后进行FFT变换144,对C0-0FDM信号进行数字解调145,最后 经过并串转换146恢复得到原始的发送端串行数据输出147。 上述是多载波相干光通信系统的一般结构，其相比于单载波的相干光通信技术 (如目前lOOG/s工业标准采用的PDM-QPSK)，CO-OFDM能够实现更高的光谱效率（即带宽 利用率）、更灵活的频谱使用、更有效的信道均衡和更高频谱扩展性，被学者广泛地认为是 下一代400G/s及lTb/s(lT= 1000G)光纤通信系统的重要解决方案。 与传统的单载波光通信系统相比，C0-0FDM多载波系统0FDM符号周期较长，且在 接收端增加激光器产生本地载波用以相干接收，因此该多载波系统更易受到发射端激光器 和本地激光器之间频率偏差和线宽引起的相位噪声的影响。激光器的相位噪声对C0-0FDM 系统产生两种不利影响，一种是使得每个0FDM符号的所有子载波旋转一个共同的角度，称 为公共相位误差（CPE)，它将使得接收端星座图发生严重旋转。另外一种是加性随机相位 噪声，它将使得子载波间产生相互干扰（ICI)，使接收端星座图发生严重发散。研究界已 经提出了很多方法来补偿CPE相位噪声，其中盲CPE相位噪声补偿方法极大提高了系统的 频谱利用率，与传统的基于导频的最小二乘信道估计相位噪声补偿方法相比具有较大优越 性。 C0-0FDM系统常采用高阶数字调制增加系统传输容量，采用大线宽激光器节约系 统成本，这些实用技术对C0-0FDM系统在下一代高速光纤通信网络中的应用具有重要的意 义。然而在这样的系统中，在接收端的相位噪声补偿不仅包括对CPE相位噪声进行补偿， 而且也包括对ICI相位噪声的补偿（文献1，D.Petrovic,W.Rave,andG.Fettweis,Phase noisesuppressioninOFDMincludingintercarrierinterference,inProc.Int. OFDMWork-shop, 2003,pp. 219-224，即D.Petrovic,W.Rave,andG.Fettweis,包括 载波间干扰的OFDM相位噪声抑制，OFDM专题研讨会，2003,pp. 219-224.)。几种ICI 相位噪声补偿算法已经在光和无线通信系统中得到应用。在文献（文献2,X.Yi，W. Shieh,andY.Tang,PhaseestimationforcoherentopticalOFDM,IEEEPhoton. Technol.Lett, 2007, 19 (12): 919-921，即X.Yi，W.Shieh,andY.Tang,相干光OFDM中的 相位估计，IEEE光子技术学报，2007, 19(12) :919-921)中，使用导频符号进行ICI相位 噪声估计，显然降低了系统的频谱利用率。为了提高系统的频谱利用率，用伪导频信号 替代导频符号，然后利用符号硬判决结果来进行ICI相位噪声补偿（文献3,C.Zhao,C. Yang,F.Yang,F.Zhang,andZ.Chen,AC0-0FDMsystemwithalmostblindphasenoise suppression"，IEEEPhoton.Technol.Lett, 2013, 25 (17) : 1723-1726,即文献 3,C.Zhao,C. Yang,F.Yang,F.Zhang,andZ.Chen,近于盲相位噪声抑制的C0-0FDM系统，IEEE光子技 术学报，2013, 25 (17) : 1723-1726.)。然而符号判决错误将严重恶化这种ICI相位噪声补 偿方法的效果。厘.￡.]\1〇118&-?&8&11(1；\1〇11&1111]1&(1￡.]\1〇118&-?&8&11(1；[，&11(10&￥1(1 V.Plant,Noniterativeinterpolation-basedpartialphasenoiseICImitigation forC0-0FDMtranspo本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种适用于CO‑OFDM系统的判决辅助时域平均近似ICI相位噪声补偿方法，其特征在于：所述补偿方法包括以下步骤：(1)接收端对接收到的CO‑OFDM信号进行相干探测接收，然后进行模数转换，得到电域的信号；(2)电域光纤色散补偿；(3)串并转换；(4)移除循环前缀CP；(5)频率偏移估计和补偿；(6)采用快速傅里叶变换FFT将信号从时域变为频域；(7)对频域数据进行CPE盲相位噪声补偿；(8)对ICI相位噪声进行时域平均近似；(9)设置一个判决阈值δ，对CPE相位噪声补偿后的频域数据的初始判决，频域数据为第n个OFDM符号的第k个子载波频域分量，通过下式实现，0＜δ＜1,l＝1,2,...,M其中，Rl是M进制QAM调制中CPE相位噪声补偿后的最接近某个频域数据的理想星座点位置，如果该判决条件满足，则这些频域数据将被保留使用，否则，这些将这些频域数据去除，不用来估计ICI相位噪声值；(10)ICI相位噪声补偿；(11)将ICI相位噪声补偿后的频域数据进行最终判决。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：卢瑾，任宏亮，薛林林，郭淑琴，覃亚丽，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。