一种基于笛卡尔坐标与极坐标融合的低延迟相偏恢复电路制造技术

本发明专利技术属于相干光纤通信技术领域，具体为一种基于笛卡尔坐标与极坐标融合的低延迟相偏恢复电路。本发明专利技术采用VV4E算法实现CPR，相应的电路结构由相位去噪模块、相位校正模块、相位展开模块、坐标映射模块和相位乘法模块组成。其在笛卡尔坐标中执行计算，降低了计算复杂度；相位偏移通过六次旋转的CORDIC计算，并且相位展开分为滞后加法和相位计数，查找表用于存储三角系数以降低延迟。在Xilinx ZCU102 FPGA平台上评估本电路，时钟频率可达370MHz，处理29.6GBd QPSK信号的延迟为22周期，为最小值。本发明专利技术的实时电路可在满足现代远距离相干光通信对载波相位恢复的准确度、精度要求的前提下，提供非常小的CPR计算延迟。提供非常小的CPR计算延迟。提供非常小的CPR计算延迟。

【技术实现步骤摘要】
一种基于笛卡尔坐标与极坐标融合的低延迟相偏恢复电路


[0001]本专利技术属于相干光纤通信
，具体涉及一种基于笛卡尔坐标运算和极坐标运算相结合的低延迟相偏恢复电路。

技术介绍

[0002]相偏恢复电路：由于发射机调制信号时使用的载波接收后在频率和相位上存在一定的误差。所以对解调信号有影响。需要使用DSP算法对接收到的信号进行相应的补偿。利用强大的数字信号处理(DSP)芯片是相干光通信最重要的优势之一。在DSP算法中，载波相位恢复(CPR)是接收器的关键部分，用于校正由物理器件(例如，本振激光器)引起的相位噪声。
[0003]低延迟维特比
‑
维特比四次方估计(VV4E)算法(Viterbi
‑
Vertibe 4次方估计(VV4E))是CPR的最常用算法，这是因为QPSK信号在4次方后仅有相偏成分保留。盲相位搜索(BPS)是另一种CPR方法，它使用定义的度量查找具有最小距离的相位角。VV4E不适用于高阶调制，而BPS适用于高阶调制(例如，16QAM、64QAM、256QAM等)，但计算密集型算法对硬本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于笛卡尔坐标与极坐标融合的低延迟相偏恢复电路，其特征在于，低延迟相偏恢复算法采用VV4E算法；该算法包括两个部分：相偏计算和相位恢复；设s
k
表示QPSK信号，表示接收信号的4次方，n(k)～CN(0，1)表示加性白高斯噪声(AWGN)，VV4E算法描述为：其中，F(s
k
)是所需项，m
k
是信号和AWGN之间的交叉项之和，n
k
表示加性白高斯噪声，θ
k
表示接收信号的相位；在对求和之后，由于AWGN的平均值为0，总和的角度即为需要的；VV4E设有一个约束，信号位于采用相位展开来修正θ
k
，信号的相位恢复通过乘以来完成，为采用相位展开修正后的θ
k
；基于VV4E算法，所述低延迟相偏恢复电路(CPR)结构由如下五个模块组成：(a)相位去噪模块(PD)，(b)相位校正模块(PC)，(c)相位展开模块(PU)，(d)坐标映射模块(CM)和(e)相位乘法模块(PM)；其中：所述相位去噪模块，由一个4次方MAC、一个移位寄存器和一个43路加法器树组成；4次方计算通过级联MAC单元完成，使用滚动乘法器和加法器结构来实现MAC；移位寄存器用于缓存4次方计算的输出结果；所述43路加法器树由三输入加法器和四输入加法器来组；所述相位校正模块，由两个绝对值模块、一个CORDIC模块、一个象限映射模块组成；相偏值由CORDIC模块经六次旋转迭代计算得到，CORDIC模块的输入通过取实部和虚部的绝对值而映射到第一象限，完成计算后，再将结果映射到四个完整象限；所述相位展开模块，采用全并行结构实现，其过程分为三个...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈赟，林立宇，吕昌隆，
申请(专利权)人：复旦大学，
类型：发明
国别省市：