一种突发相干光纤通信中的联合均衡和频偏估计装置制造方法及图纸

技术编号:8685494 阅读:221 留言:0更新日期:2013-05-09 05:08
本发明专利技术公开了一种突发相干光纤通信中的联合均衡和频偏估计装置,通过将电信道均衡与频偏估计和频偏补偿联合使用,使频偏相同条件下信道均衡需要的迭代步长减小,从而避免迭代不收敛的情况;同时在均衡抽头权值系数的自适应更新过程中,误差信号采用均衡值与去掉频偏补偿的判决值进行计算,从而消除了频偏补偿对误差信号准确度的影响,使均衡模块能够准确的发挥作用。本发明专利技术不但能够对一定范围内的突发频偏进行估计和补偿,而且能够保证电信道均衡的收敛性,让采用本发明专利技术联合均衡和频偏估计装置组建的突发相干光纤通信接收系统在频偏较大的情况下也能保持较好的性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于光通信
,更为具体地讲,涉及一种突发相干光纤通信中的联合均衡和频偏估计装置
技术介绍
随着高速数字信号处理技术的进步以及人们对通信要求的提高,高速相干光通信成为了研究热点。当前很多相干光通信系统都处于连续工作状态,系统一旦建立,信号就连续发生。但是在有些通信系统中,信号却是间断发生甚至突然发生的,称为突发通信。这种突发模式是一种隐蔽通信,具有短暂性、不易被侦查和干扰的特点。相干检测通信系统接收机是利用一个本振激光器与接收到的载波调制信号进行相干以获得基带信号,理论上要求本振激光器的振荡频率与信号载波的频率完全相同,但实际上每个激光器都有一定量的振荡频率偏移,假设每个激光器可能的振荡频偏范围是[-X,X] Hz,则两个激光器的相对频偏的范围就可能为[-2X,2X] Hz,所以载波频偏是影响高速相干光通信系统性能的主要因素之一,它将在很大程度上决定信号能否准确解调、信息能否完整还原。附图说明图1是突发通信的频率漂移示意图。突发通信在开始阶段会出现频率的不稳定,突发频率的不稳定性会对后面信号的判决产生很大影响,因此需要对突发频偏进行估计和补偿。另一方面随着传输速率的提高,光纤色散对系统的影响将会更加严重,因此高速突发相干光纤通信系统中除了要进行突发频偏的估计与补偿外,信道均衡也是必不可少的。在现有连续相干光通信系统研究中,为了进行频偏估计与补偿,假设已经在光域进行了色散均衡,因此在进行频偏估计与补偿的时候不需要考虑色散的影响。现有光纤通信系统在进行色散均衡时,电信道均衡器抽头系数采用自适应调整,不但能够实现色散补偿,还能够一定程度上实现对接收信号中由于频偏造成的相位抖动的跟踪,因此在频偏比较小的情况下不需要另外进行频偏补偿也能正确解调信号。但是,随着系统中频偏的增加,均衡器迭代步长也需要随之增大以便能够跟踪到频偏导致的信号相位的变化;可是过大的迭代步长会导致均衡器抽头系数不稳定,甚至不收敛,造成系统性能的严重劣化。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足,提供一种突发相干光纤通信中的联合均衡和频偏估计装置,通过将电信道均衡与频偏估计和频偏补偿联合使用,使频偏相同条件下信道均衡需要的迭代步长减小,从而避免迭代不收敛的情况,使均衡模块能够稳定地发挥作用,同时使系统能够估计和补偿较大范围的突发频偏,在频偏较大的情况下也能具有较好的性能。为实现上述专利技术目的,本专利技术突发相干光纤通信中的联合均衡和频偏估计装置,其特征在于包括:一均衡模块,用于接收经AD采样量化后的信号rk进行均衡处理,即根据判决模块反馈的前一个信号IV1的判决值和频偏估计模块反馈的前一个信号rk-1的累积频偏θη进行均衡抽头权值系数的迭代更新:本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种突发相干光纤通信中的联合均衡和频偏估计装置,其特征在于包括:一均衡模块,用于接收经AD采样量化后的信号rk进行均衡处理,即根据判决模块反馈的前一个信号rk?1的判决值和频偏估计模块反馈的前一个信号rk?1的累积频偏θk?1进行均衡抽头权值系数的迭代更新:Ck=Ck-1-Δϵk-1rk-1*其中,Ck、Ck?1分别是第k个和第k?1个信号通过均衡模块时的均衡抽头权值系数;rk?1是第k?1个信号的接收信号样值,Δ是迭代步长,为正数,由用户设置,εk?1是第k?1个信号得到的误差信号,其计算公式为:ϵk-1=m~k-1-m~k-1·ejθk-1其中,是第k?1个信号通过均衡模块后的均衡值,是判决模块对经过频偏补偿后得到的信号的判决值,θk?1表示第k?1个信号通过频偏估计模块得到的累积频偏;均衡模块根据均衡抽头权值系数Ck对信号rk进行均衡,输出均衡值传送给判决模块和频偏模块;一判决模块,接收均衡值并根据第k?1个信号通过频偏估计模块得到的累积频偏θk?1,计算均衡值的频偏补偿信号并进行判决,输出判决值传送给频偏估计模块并反馈给均衡模块;一频偏估计模块,接收均衡模块传送的均衡值和判决模块传送的判决值均衡值信号相位表示为φd,k+kΔωT+φn,k,其中表示调制相位,kΔωT表示频偏引入的相位误差,是高斯噪声引起的相位误差,判决值信号相位为计算前k个信号的累积相位误差估计值z_tmpk:z_tmpk=(m~k·m^k*)=φd,k+kΔωT+φn,k-φd,k=kΔωT+φn,k计算第k个信号的相位误差估计值αk:αk=z_tmpk·(z_tmp_delayk?1)*=kΔωT+φn,k?[(k?1)ΔωT+φn,k?1]=ΔωT+φn,k?φn,k?1对相位误差估计值αk进行求角度操作得到角度值βk,如果角度值βk在[?π,π]范围内则将相位误差估计值αk送入滤波器抑制噪声相位,否则将相位误差估计值αk丢弃;经滤波器抑制噪声相位后得到频偏估计值ΔωT,计算前k个信号的累积频偏θk=θk?1+ΔωT;频偏估计模块将累积频偏θk分别传送反馈给均衡模块和判决模块,用于下一个信号的均衡处理和判决。FDA00002774589400011.jpg,FDA00002774589400014.jpg,FDA00002774589400015.jpg,FDA00002774589400016.jpg,FDA00002774589400017.jpg,FDA00002774589400018.jpg,FDA00002774589400019.jpg,FDA000027745894000110.jpg,FDA000027745894000111.jpg,FDA000027745894000112.jpg,FDA000027745894000113.jpg,FDA000027745894000114.jpg,FDA000027745894000115.jpg,FDA000027745894000116.jpg,FDA000027745894000117.jpg,FDA000027745894000118.jpg...

【技术特征摘要】
1.一种突发相干光纤通信中的联合均衡和频偏估计装置,其特征在于包括: 一均衡模块,用于接收经AD采样量化后的信号rk进行均衡处理,即根据判决模块反馈的前一个信号IV1的判决值》^ ,和频偏估计模块反馈的前一个信号IV1的累积频偏θ η进行均衡抽头权值系数的迭代更新:2.根据权利要求1所述的联合均衡和频偏估计装置,其特征在于,所述均衡模块为基于LMS算法的自适应均衡器,包括一系列FIR滤波器。3.根据权利要求1所述的联合均衡和频偏估计装置,其特征在于,所述频偏估计模块中包括一存储器,用于存储累积相位误差估计值z_tmpk,先取出Zjmplrf进行延迟一拍处理得到z_tmp_d...

【专利技术属性】
技术研发人员:果宏艳许渤邱昆
申请(专利权)人:电子科技大学
类型:发明
国别省市:

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