基于IQ调制器的发射机校准方法、系统及介质技术方案

本发明专利技术公开了一种基于IQ调制器的发射机校准方法、系统及介质，属于光通信领域，方法包括：根据预先设计的扫描频点数量、扫描频率间隔和多个拍频频率间隔，控制发射机发射两路多音信号，使得IQ调制器对多音信号进行调制后输出相应的光信号；对光信号依次进行平方探测和隔直流处理，得到低频电信号，并从低频电信号中分离出I路频响关联信号、Q路频响关联信号和IQ时延差关联信号；利用拍频频率间隔的余弦信号和正弦信号，对I路频响关联信号、Q路频响关联信号和IQ时延差关联信号分别进行运算处理，得到I路频率响应、Q路频率响应和IQ两路时延差，以校准发射机。极大降低了测量成本，拓宽了适用场景。适用场景。适用场景。

【技术实现步骤摘要】
基于IQ调制器的发射机校准方法、系统及介质


[0001]本专利技术属于光通信领域，更具体地，涉及一种基于IQ调制器的发射机校准方法、系统及介质。

技术介绍

[0002]为了应对现代光通信系统中业务量的快速增长，高阶调制格式和更高的符号速率正在逐步部署。在高速相干光传输场景下，高速信号对相干光发射机的损伤(例如带宽限制、相位响应、IQ时延差)十分敏感，因此，如何精准测量并补偿这些损伤尤为重要。为测量相干光发射机的损伤，现有方案均需要昂贵的设备，成本高昂，并且在相干光发射机出厂前完成损伤标定，不适用于现场标定。
[0003]目前，通常采用以下方式来应对损伤：在相关系统中传输特定信号；或者利用数字信号处理(Digital Signal Processing，DSP)算法进行均衡等。其中，前一种方法需要使用相干接收机通过接收发射的多音信号来测量发射机IQ时延，成本较高且不适合大规模应用。后一种方法基于DSP算法计算传输矩阵，并将发射端和接收端系数分离以计算出发射端IQ时延。然而，在实际应用中该方法存在复杂的均衡参数选择问题，并且其测量稳定性也需要提升。因此，如何开发一种无需额外硬件结构、具有高精度和稳定性的发射机频率响应和IQ两路时延差测量方法对于补偿损伤至关重要。
[0004]除此之外，现有的IQ调制器偏置点控制方法均为线性点稳定和控制方案，难以对某些特殊点(例如π，π，π或π，π，0)做到稳定控制。如何实现对特殊点的稳定偏置控制，也极具研究意义。

技术实现思路

[0005]针对现有技术的缺陷和改进需求，本专利技术提供了一种基于IQ调制器的发射机校准方法、系统及介质，其目的在于解决现有发射机频率响应和IQ两路时延差测量成本高、测量稳定性差、实现复杂等问题。
[0006]为实现上述目的，按照本专利技术的一个方面，提供了一种基于IQ调制器的发射机校准方法，包括：S1，根据预先设计的扫描频点数量、扫描频率间隔和多个拍频频率间隔，控制发射机发射两路多音信号，使得所述IQ调制器对所述多音信号进行调制后输出相应的光信号；S2，对所述光信号依次进行平方探测和隔直流处理，得到低频电信号，并从所述低频电信号中分离出I路频响关联信号、Q路频响关联信号和IQ时延差关联信号；S3，利用所述拍频频率间隔的余弦信号和正弦信号，对所述I路频响关联信号、Q路频响关联信号和IQ时延差关联信号分别进行运算处理，得到I路频率响应、Q路频率响应和IQ两路时延差；S4，利用所述I路频率响应、所述Q路频率响应和所述IQ两路时延差，校准所述发射机。
[0007]更进一步地，所述S1之前还包括：根据以下约束条件，设计所述扫描频点数量、扫描频率间隔和多个拍频频率间隔：
[0008]ω
m
＝Nω
[0009]nΔω+ω
I
≠nΔω+ω
Q
≠ω
IQ
+ω
Q
+nΔω≠ω
IQ
‑
ω
I
‑
nΔω
[0010]其中，ω
m
为目标扫描带宽范围，N为所述扫描频点数量，ω为所述扫描频率间隔，n＝1,2,
…
,N，Δω为多音信号的频率间隔增长率，ω
I
为I路多音信号相邻两音之间的拍频频率间隔，ω
Q
为Q路多音信号相邻两音之间的拍频频率间隔，ω
IQ
为I、Q两路多音信号中相邻两音之间的拍频频率间隔。
[0011]更进一步地，所述多音信号为：
[0012][0013][0014]其中，V
I
(t)、V
Q
(t)分别为t时刻发射至I路、Q路的多音信号，Δt为两路多音信号的时延差，m＝N,N
‑
1,
…
,1，a
I
(ω)、分别为I路ω处的幅度响应、相位响应，a
Q
(ω)、分别为Q路ω处的幅度响应、相位响应。
[0015]更进一步地，所述I路频响关联信号和所述I路频率响应分别为：
[0016][0017][0018][0019]Amp_I＝5log10(Amp_phase_RI
12
+Amp_phase_RI
22
)
[0020][0021]其中，为所述I路频响关联信号，a
I
(ω)、分别为I路ω处的幅度响应、相位响应，N为所述扫描频点数量，ω为所述扫描频率间隔，n＝1,2,
…
,N，Δt为两路多音信号的时延差，Δω为多音信号的频率间隔增长率，ω
I
为I路多音信号相邻两音之间的拍频频率间隔，Amp_phase_RI1、Amp_phase_RI2分别为运算后得到的I路第一相位响应关联信号、I路第二相位响应关联信号，T为检测周期，t为时刻，Amp_I、Phase_I分别为所述I路频率响应中包含的幅度响应、相位响应，ω
m
为目标扫描带宽范围，unwrap()为相位角解卷绕运算。
[0022]更进一步地，所述Q路频响关联信号和所述Q路频率响应分别为：
[0023][0024]Amp_Q＝5log10(Amp_phase_RQ
12
+Amp_phase_RQ
22
)
[0025][0026][0027][0028]其中，Q为所述Q路频响关联信号，a
Q
(ω)、分别为Q路ω处的幅度响应、相位响应，N为所述扫描频点数量，ω为所述扫描频率间隔，n＝1,2,
…
,N，Δω为多音信号的频率间隔增长率，ω
Q
为Q路多音信号相邻两音之间的拍频频率间隔，ω
IQ
为I、Q两路多音信号中相邻两音之间的拍频频率间隔，Amp_phase_RQ1、Amp_phase_RQ2分别为运算后得到的Q路第一幅度响应关联信号、Q路第二幅度响应关联信号，T为检测周期，t为时刻，Amp_Q、Phase_Q分别为所述Q路频率响应中包含的幅度响应、相位响应，ω
m
为目标扫描带宽范围，unwrap()为相位角解卷绕运算。
[0029]更进一步地，所述IQ时延差关联信号和所述IQ两路时延差分别为：
[0030]IQ＝cos((ω
IQ
+ω
Q
+nΔω)t
‑
nωΔt)+cos((ω
IQ
‑
nΔω
‑
ω
I
)t
‑
(n(ω+Δω)+ω
I
)Δt)
[0031][0032][0033][0034][0035][0036]其中，IQ为所述IQ时延差关联信号，skew为所述IQ两路时延差，n＝1,2,
…
,N，ω为所述扫描频率间隔，Δω为多音信号的频率间隔增长率，ω
I
为I路多音信号相邻两音之间的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于IQ调制器的发射机校准方法，其特征在于，包括：S1，根据预先设计的扫描频点数量、扫描频率间隔和多个拍频频率间隔，控制发射机发射两路多音信号，使得所述IQ调制器对所述多音信号进行调制后输出相应的光信号；S2，对所述光信号依次进行平方探测和隔直流处理，得到低频电信号，并从所述低频电信号中分离出I路频响关联信号、Q路频响关联信号和IQ时延差关联信号；S3，利用所述拍频频率间隔的余弦信号和正弦信号，对所述I路频响关联信号、Q路频响关联信号和IQ时延差关联信号分别进行运算处理，得到I路频率响应、Q路频率响应和IQ两路时延差；S4，利用所述I路频率响应、所述Q路频率响应和所述IQ两路时延差，校准所述发射机。2.如权利要求1所述的基于IQ调制器的发射机校准方法，其特征在于，所述S1之前还包括：根据以下约束条件，设计所述扫描频点数量、扫描频率间隔和多个拍频频率间隔：ω
m
＝NωnΔω+ω
I
≠nΔω+ω
Q
≠ω
IQ
+ω
Q
+nΔω≠ω
IQ
‑
ω
I
‑
nΔω其中，ω
m
为目标扫描带宽范围，N为所述扫描频点数量，ω为所述扫描频率间隔，n＝1,2,,N，Δω为多音信号的频率间隔增长率，ω
I
为I路多音信号相邻两音之间的拍频频率间隔，ω
Q
为Q路多音信号相邻两音之间的拍频频率间隔，ω
IQ
为I、Q两路多音信号中相邻两音之间的拍频频率间隔。3.如权利要求2所述的基于IQ调制器的发射机校准方法，其特征在于，所述多音信号为：为：其中，V
I
(t)、V
Q
(t)分别为t时刻发射至I路、Q路的多音信号，Δt为两路多音信号的时延差，m＝N,N
‑
1,,1，a
I
(ω)、分别为I路ω处的幅度响应、相位响应，a
Q
(ω)、分别为Q路ω处的幅度响应、相位响应。4.如权利要求1所述的基于IQ调制器的发射机校准方法，其特征在于，所述I路频响关联信号和所述I路频率响应分别为：联信号和所述I路频率响应分别为：联信号和所述I路频率响应分别为：Amp_I＝5log10(Amp_phase_RI
12
+Amp_phase_RI
22
)其中，为所述I路频响关联信号，a
I
(ω)、分别为I路ω处的幅度响应、相位响应，
N为所述扫描频点数量，ω为所述扫描频率间隔，n＝1,2,,N，Δt为两路多音信号的时延差，Δω为多音信号的频率间隔增长率，ω
I
为I路多音信号相邻两音之间的拍频频率间隔，Amp_phase_RI1、Amp_phase_RI2分别为运算后得到的I路第一相位响应关联信号、I路第二相位响应关联信号，T为检测周期，t为时刻，Amp_I、Phase_I分别为所述I路频率响应中包含的幅度响应、相位响应，ω
m
为目标扫描带宽范围，unwrap()为相位角解卷绕运算。5.如权利要求1所述的基于IQ调制器的发射机校准方法，其特征在于，所述Q路频响关联信号和所述Q路频率响应分别为：Amp_Q＝5log10(Amp_phase_RQ
12
+Amp_phase_RQ
22
)))其中，Q为所述Q路频响关联信号，a
Q
(ω)、分别为Q路ω处的幅度响应、相位响应，N为所述扫描频点数量，ω为所述扫描频率间隔，n＝1,2,,N，Δω为多音信号的频率间隔增长率，ω
Q
...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓磊，李洪雨，程孟凡，杨奇，刘德明，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：