[發(fā)明專利]一種大線寬CO-OFDM系統(tǒng)相位噪聲補償方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710593961.1
• 申請日: 2017-07-20
• 公開（公告）號: CN107395282B
• 公開（公告）日: 2019-11-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 董月軍;唐英杰;任宏亮;盧瑾;樂孜純
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江工業(yè)大學
• 主分類號: H04B10/2513
• 分類號: H04B10/2513;H04B10/61;H04L27/26
• 代理公司: 杭州斯可睿專利事務(wù)所有限公司 33241
• 代理人: 王利強

一種適用于大線寬和高階調(diào)制CO?OFDM系統(tǒng)相位噪聲補償方法，將接收端訓練符號數(shù)據(jù)在頻域利用進行卡爾曼濾波后進行信道均衡；在發(fā)射端對每個OFDM符號設(shè)置一定間隔的導頻子載波數(shù)據(jù)，基于擴展卡爾曼濾波(EKF)在頻域?qū)ьl子載波處進行預先的CPE相位噪聲估計并補償；最后將CPE相位噪聲補償后的頻域數(shù)據(jù)變換到時域并用Avg?BL方法實現(xiàn)盲ICI相位噪聲補償，然后進行預判決，并將判決后的頻域數(shù)據(jù)變換到時域后與接收端原始時域數(shù)據(jù)用于時域無跡卡爾曼濾波，計算其最終相位噪聲估計值并補償。本發(fā)明獲得了較好的相位噪聲均衡效果，較大提高了系統(tǒng)的頻譜利用率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于光通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種大線寬CO-OFDM系統(tǒng)的相位噪聲補償方法。

背景技術(shù)

在相干光通信系統(tǒng)中結(jié)合電域正交頻分復用(OFDM)調(diào)制技術(shù)，形成相干光正交頻分復用(Coherent Optical Orthogonal Frequency Division Multiplexing, CO-OFDM)傳輸技術(shù)，具有對光纖色散和偏振模色散具有良好的抑制作用、用數(shù)字信號處理靈活地補償系統(tǒng)損傷的能力、高頻譜利用率等優(yōu)點，已成為長距離高速通信系統(tǒng)和光接入網(wǎng)等領(lǐng)域備受關(guān)注的技術(shù)之一。

CO-OFDM系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示，按其功能可以分為5個模塊：CO-OFDM系統(tǒng)發(fā)射端模塊101、光調(diào)制模塊102、光纖傳輸模塊103、光電檢測模塊104以及 CO-OFDM系統(tǒng)接收端模塊105，CO-OFDM發(fā)射端模塊產(chǎn)生的電域信號經(jīng)過電光調(diào)制的上變頻變成光域的CO-OFDM信號，CO-OFDM信號經(jīng)光纖傳輸、平衡探測器后經(jīng)光電轉(zhuǎn)換成電域的信號，CO-OFDM接收端再對接收到的電信號進行信號處理以期恢復原始的發(fā)送段數(shù)據(jù)。結(jié)合圖1，對整個系統(tǒng)的工作過程進行詳細表述。 CO-OFDM系統(tǒng)串行輸入的數(shù)據(jù)106經(jīng)過串并轉(zhuǎn)換模塊107，變?yōu)椴⑿械腘路數(shù)據(jù)；按照不同的調(diào)制格式將串并轉(zhuǎn)換后的信號進行數(shù)字調(diào)制108；快速傅里葉逆變換 IFFT模塊109實現(xiàn)信號從頻域到時域的轉(zhuǎn)換；加入循環(huán)前綴CP110；將得到的電域信號進行并串轉(zhuǎn)換111。上述信號的同相分量和正交分量信號分別通過數(shù)模轉(zhuǎn)換器 112、113變換為模擬信號并通過低通濾波器114、115；采用放大器將信號的同相分量116和正交分量117放大并注入到I/Q調(diào)制器中實現(xiàn)同相分量I和正交分量Q對光信號的正交調(diào)制；I/Q調(diào)制器由3個雙臂的馬赫增德爾MZM調(diào)制器120、121和122 組成，其中兩個調(diào)制器實現(xiàn)對信號的調(diào)制，第三個調(diào)制器122控制光調(diào)制的同相分量I和正交分量Q的相位差；分別調(diào)節(jié)兩個調(diào)制器120、121的直流偏置保證實現(xiàn)信號調(diào)制的調(diào)制器工作在最小功率點，而第三個控制相位差的調(diào)制器工作在正交點以保證兩路信號存在90°的相位差；118表示CO-OFDM系統(tǒng)的發(fā)射激光器，通過分路器119分成兩束同樣的激光，用于驅(qū)動二個光調(diào)制器120和121。二個光調(diào)制器輸出的信號通過合束器123，變成單路的光信號，接著輸入到光纖信道進行傳輸。產(chǎn)生的CO-OFDM信號在光纖124中經(jīng)過長距離的傳輸后，經(jīng)過直接的光-光放大器 -摻鉺光纖放大器(EDFA)125補償光纖損耗后再進行傳輸，表示長距離的光纖,126 表示光帶通濾波器。經(jīng)過長距離的光纖傳輸后，光電檢測模塊將光域信號變換成電域的信號。127表示CO-OFDM系統(tǒng)接收端的本地激光器，通過分路器分成兩束同樣的激光，128表示一個90°的相移器；129和130表示兩個耦合器，驅(qū)動4個光電二極管(PD)131、132、133和134。135和136表示兩個減法器，分別對應(yīng)輸出接收信號的同相分量I和正交分量Q。得到的同相分量I和正交分量Q經(jīng)過低通濾波器137、138和模數(shù)轉(zhuǎn)換器139、140轉(zhuǎn)換后進入CO-OFDM接收端。CO-OFDM接收端進行數(shù)字信號處理141，進行CO-OFDM發(fā)送端的逆過程，進行串并轉(zhuǎn)換142，移除循環(huán)前綴CP143，然后進行FFT變換144，對CO-OFDM信號進行數(shù)字解調(diào)145，最后經(jīng)過并串轉(zhuǎn)換146恢復得到原始的發(fā)送端串行數(shù)據(jù)輸出147。