[發明專利]相干接收機中提高精細頻偏估計的估計準確性和魯棒性的方法和設備

有效

• 申請號: 201680006801.6
• 申請日: 2016-01-05
• 公開（公告）號: CN107210806B
• 公開（公告）日: 2020-01-03
• 發明（設計）人: 馬赫迪·扎馬尼;張筑虹;李傳東
• 申請（專利權）人: 華為技術有限公司
• 主分類號: H04B7/204
• 分類號: H04B7/204
• 代理公司: 11329 北京龍雙利達知識產權代理有限公司
• 代理人: 王君;肖鸝

本公開內容通過估計不同頻率處輸出符號的信號相位的概率質量函數(PMF)，提供用于精細估計相干接收機處所接收信號的本地振蕩器頻偏的方法和系統。在不同于實際頻偏的頻率處，信號相位在[?π,π]區間均勻分布，這樣PMF值的函數的總和可以被用于確定頻偏，以被相干接收機所用，其中所述函數是0到1之間的凸函數或凹函數。

交叉引用

本申請要求于2015年12月22日提交的申請號為No.14/978380的美國專利申請的優先權，該美國專利申請要求于2015年1月23日提交的申請號為No.14/603890的美國專利申請的優先權，其全部內容通過引用結合在本申請中。

技術領域

本公開總體上涉及確定數據傳輸系統中接收信號的頻偏。

背景技術

通過分布式數據網絡向用戶提供數據內容的遞送，其可以包括例如互聯網內容、媒體內容以及語音通信。圖1是示例數據網絡圖，示出了服務提供商10如何向在家或在辦公大樓12、或任何所在地方的端用戶提供數據內容。依據所覆蓋的地理區域，可能需要通過各種中間節點向端用戶12分發數據內容。在圖1的例子中，區域節點14可作為區域節點14附近的用戶的數據遞送節點，并且可作為中繼器，用于向基站16重新分發從服務提供商10接收到的數據內容。基站16可以位于鄰域，以便便于向附近的家或大樓12遞送數據內容。基站16也可以配置為向用戶提供無線服務。應理解，服務提供商10和端用戶12之間的中間節點的數量可以依據數據業務所需的地理覆蓋范圍進行調整。

用于傳輸表示節點之間，例如服務提供者10和區域節點14之間、區域節點14和基站16之間以及基站16和家或大樓12之間的數據內容的信號的介質是數據電纜18、20和22。這些數據電纜可以是銅做的電子導電電纜，或它們可以是以調制的激光的形式傳輸數據的光纜。眾所周知，光纜的數據帶寬比銅線大的多，并且在遠程上具有信號損失低的益處。雖然如此，但光數據傳輸仍然受制于各種使光信號失真的現象，為了恢復傳輸的數據，必須對此進行補償。

圖2是光數據傳輸鏈路30的簡化圖，其包括發射機32和通過光傳播信道36互相連接的相干接收機34。圖1數據網絡圖的例子中所示的每對節點都可以具有當前圖2所示的光數據傳輸鏈路30。

發射機32生成由兩個正交線性極化分量(X和Y)組成的光信號，其中每個分量由兩個具有相同載波頻率的正交相位組件(同相I和正交Q)組成。載波頻率是激光器提供的光波長，具有相位噪聲。傳播信道36由光濾波器組成，例如級聯的WSS、纖維、放大器，它們是色散(CD)、非線性相位噪聲、極化模色散(PMD)、極化依賴損耗(PDL)、極化依賴增益、極化旋轉和光學白高斯噪聲的來源。

相干接收機34由集成的相干接收機、光檢器(PIN)、模數轉換器(ADC)和DSP單元組成。在集成的相干接收機34處，具有與發射機激光密切匹配的頻率的本地振蕩器(LO)與傳播的光信號混合，并將其分裂為四個信號，每個信號都是發射信號的混合。在DSP單元處進行信號處理和數據恢復。下面對所有上述組件進行進一步詳細討論。

關于光傳輸的其中一個問題是頻率漂移，其中基帶信號中相對于發射機32處的頻率發生頻移。這稱為本地振蕩器頻偏(LOFO)，并且接收機34處產生的信號具有與發射機32的頻率并不完全匹配的頻率。為了恢復光信號中的數據，需要在接收機34處對LOFO進行糾正。在一些當前已知的系統中，LOFO的大小可以為±5GHz。

大多數已知方案遵循用于確定所接收信號的頻偏的兩步法。首先粗頻率偏移估計器(FOE)可以估計和糾正LOFO使其小于±1GHz的估計誤差。然后執行細估計以確定小于10MHz的估計誤差的最終LOFO。然而，大多數已知的細LOFO估計器方案實現非常復雜，因此成本高，易受到不同類型的減損，這些減損會增加估計誤差，使其超出預期的閾值，或者這些方案僅對特定的調制格式如BPSK和QPSK有效，而對也必須由相同產品支持的其他格式則不是有效的。