[發(fā)明專利]載波頻率恢復(fù)方法和光內(nèi)差相干接收機(jī)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200980157511.1
• 申請(qǐng)日: 2009-06-17
• 公開（公告）號(hào): CN102439877A
• 公開（公告）日: 2012-05-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 解長(zhǎng)松
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華為技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): H04B10/148
• 分類號(hào): H04B10/148
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及信號(hào)接收，更具體地涉及高速光傳輸中相干檢測(cè)的信號(hào)接收。

背景技術(shù)

此部分所作的描述僅提供與本發(fā)明相關(guān)的背景信息，并不一定構(gòu)成現(xiàn)有技術(shù)。

擁有比直檢更高的性能使得相干光傳輸越來(lái)越受到關(guān)注。在內(nèi)差相干光傳輸中，接收機(jī)端的本振激光器可能無(wú)法精確跟蹤發(fā)射機(jī)端的激光頻率。因此兩端之間會(huì)發(fā)生載波頻率偏移。這種頻率偏移會(huì)導(dǎo)致接收信號(hào)出現(xiàn)中頻包絡(luò)。該效應(yīng)應(yīng)在接收機(jī)中使用數(shù)字信號(hào)處理(DSP)算法來(lái)補(bǔ)償。

在現(xiàn)有技術(shù)中(例如，請(qǐng)參閱現(xiàn)有技術(shù)文檔[1]、[2]、[3]、[4]和[5])，補(bǔ)償載波頻率偏移的解決方案是，首先估計(jì)頻率偏移并將頻率偏移轉(zhuǎn)換為各個(gè)取樣信號(hào)的相位偏移，然后使用該估計(jì)的相位反向旋轉(zhuǎn)上述信號(hào)。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)文檔[1]，通過(guò)信號(hào)的相位反轉(zhuǎn)來(lái)補(bǔ)償頻率偏移。逆向相位旋轉(zhuǎn)在時(shí)域中實(shí)施。根據(jù)后面引用的文檔，對(duì)于每個(gè)樣本信號(hào)，逆向旋轉(zhuǎn)需要執(zhí)行4次實(shí)數(shù)乘法、3次加法、1次取模、1次移位運(yùn)算。

然而，光傳輸具有大容量，例如40Gbit/s或更大。即使采用正交相移鍵控(QPSK)外加偏振復(fù)用，符號(hào)率仍然高達(dá)10Gsymbol/s。鑒于如此高的速度，即使是簡(jiǎn)單的乘法器對(duì)于DSP也是一個(gè)挑戰(zhàn)。現(xiàn)有技術(shù)文檔[5]提出了一種光QPSK相干接收機(jī)的預(yù)判決相位恢復(fù)。提出的方法僅使用加法器、減法器、表查找和某些邏輯電路，而未使用乘法器。與傳統(tǒng)的Viterbi&Viberbi的四次乘方方法相比，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)文檔[5]的這種方法需要的計(jì)算時(shí)間被縮短。然而實(shí)踐中使用這種方法來(lái)實(shí)現(xiàn)接收機(jī)似乎也不容易。

除載波頻率偏移外，光纖的光色散也會(huì)導(dǎo)致傳輸信號(hào)失真。接收機(jī)必須補(bǔ)償這個(gè)失真來(lái)改善信號(hào)質(zhì)量，從而保證信號(hào)被正確地檢測(cè)到。因此，在光信號(hào)接收系統(tǒng)中有信號(hào)均衡器來(lái)補(bǔ)償信號(hào)的失真。例如，這種均衡可以是用來(lái)補(bǔ)償色散的和/或用于補(bǔ)償偏振模色散的。在諸如現(xiàn)有技術(shù)文檔[6]的現(xiàn)有技術(shù)中，頻率偏移補(bǔ)償和色散補(bǔ)償是獨(dú)立進(jìn)行的。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)文檔[6]，為了實(shí)現(xiàn)光信號(hào)失真補(bǔ)償，可使用時(shí)域?yàn)V波器或/和使用快速卷積法在頻域中進(jìn)行濾波，以將整個(gè)DSP的復(fù)雜性降至最低。即在頻域中的濾波需要執(zhí)行卷積，例如快速傅里葉變換(FFT)，以及逆卷積，例如快速傅里葉逆變換(IFFT).在大色散情況下，在頻域中的這種濾波需要的運(yùn)算要少于在時(shí)域中濾波需要的運(yùn)算。

完成幾種復(fù)雜的失真補(bǔ)償需要一個(gè)復(fù)雜的接收器結(jié)構(gòu)。

現(xiàn)有技術(shù)文檔：

[1]Digital?phase?estimator，digital?phase?locked?loop?and?optical?coherent?receiver，United?States?Patent?Application?Publication，No.：US?2008/0205905，Aug.28，2008；

[2]Apparatus?and?method?for?a?carrier?recovery，United?States?Patent?Application?Publication，No.：US?2004/0091066，May?13，2004；

[3]Phase?estimation?for?coherent?optical?detection，United?States?Patent?Application?Publication，No.：US?2006/0245766，Nov.2，2006；

[4]Wide-range，accurate?and?simple?digital?frequency?offset?compensator?for?optical?coherent?receivers，OFC?2008；

[5]Multiplier-free?phase?recovery?for?optical?coherent?receivers，OFC?2008；

[6]Digital?filters?for?coherent?optical?receivers，OPTICS?EXPRESS，Jan.2008，Vol.16，No.2，pp.804-817。

發(fā)明內(nèi)容

因此本發(fā)明的一個(gè)目標(biāo)在于，提供一種解決方案用于高速光傳輸中信號(hào)的相干檢測(cè)和接收，降低相干光接收機(jī)的復(fù)雜度。

此概要公開了本發(fā)明的若干方面和實(shí)施方式，通過(guò)它們可以分別實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)。

根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)方面，提供一種方法用于在相干光傳輸系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)載波恢復(fù)，其中，在頻域中對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行至少一種均衡，所述方法包括：