[發(fā)明專利]一種光纖通信中精確估計載波頻偏的方法及系統(tǒng)

在審

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• 申請日: 2017-08-23
• 公開（公告）號: CN107659526A
• 公開（公告）日: 2018-02-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 黃田野;任凱旋;李響
• 申請（專利權(quán)）人: 中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）
• 主分類號: H04L27/26
• 分類號: H04L27/26;H04L27/00;H04B10/61;H04B10/2569
• 代理公司: 武漢知產(chǎn)時代知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司42238
• 代理人: 龔春來

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光纖通信領(lǐng)域，具體涉及一種光纖通信中精確估計載波頻偏的方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

在相干探測技術(shù)中，要求接收端的本地激光器和發(fā)射端的激光器波長相同。然而，由于激光器的制作工藝和激光器自身的不穩(wěn)定性，無法保證發(fā)射端激光器與本地振蕩器完全工作于同一種頻率。所以，經(jīng)過拍頻后的信號存在頻偏，致使接收信號在復(fù)平面發(fā)生旋轉(zhuǎn)，影響后續(xù)載波相位恢復(fù)的進(jìn)行，僅子載波頻率間隔1％的頻偏就能使光信噪比(OSNR)下降30dB，因此需要載波頻偏估計算法對其進(jìn)行恢復(fù)補(bǔ)償。

在常用的單模光纖傳輸系統(tǒng)中，光的兩個偏振態(tài)都可以用來傳輸信號。將兩個偏振態(tài)的光信號分別用來傳輸信息的方式就是偏振復(fù)用(PDM)，偏振復(fù)用技術(shù)的引入使得光纖通信系統(tǒng)的容量增加了一倍。但是，偏振復(fù)用的信號在光纖中傳輸時，兩個偏振態(tài)會在光纖中隨機(jī)的旋轉(zhuǎn)，這種隨機(jī)的旋轉(zhuǎn)被稱為偏振模色散，這也會導(dǎo)致能量損耗引發(fā)信號失真。因此，在偏振復(fù)用的實現(xiàn)過程中必須克服偏振模色散和偏振相關(guān)損耗對OFDM信號的影響，這種影響表現(xiàn)在對頻偏估計的方面較為明顯。如何克服這種影響從而得到較高精度的頻偏估計值就成為亟待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種光纖通信中精確估計載波頻偏的方法及系統(tǒng)，通過將CMA應(yīng)用到OFDM信號處理中可以有效去除偏振模色散以及光纖的非線性損耗等因素。最后結(jié)合頻偏估計算法，可以有效解決上述問題。

本發(fā)明提供的技術(shù)方案是：一種光纖通信中精確估計載波頻偏的方法，所述方法包括步驟：在發(fā)射端對光信號做快速傅里葉逆變換和并/串轉(zhuǎn)換得到OFDM信號；在OFDM中的偏振態(tài)光信號中插入由QPSK信號構(gòu)成的訓(xùn)練符號作為訓(xùn)練序列Tx及Ty；將接收機(jī)得到的來自發(fā)射機(jī)的偏振態(tài)訓(xùn)練序列rBt_x及rBt_y分別作為CMA均衡器的輸入信號；所述輸入信號經(jīng)過CMA均衡之后得到輸出信號x_Pol及y_Pol；將輸出信號x_Pol及y_Pol與訓(xùn)練序列Tx及Ty做自相關(guān)運(yùn)算得到兩個相關(guān)向量tmp_x及tmp_y；將全頻段頻偏以0.001個載波頻偏的間隔分別補(bǔ)償給相關(guān)向量tmp_x及tmp_y得到結(jié)果Ψx及Ψy；重復(fù)上一步驟直到全頻段的頻偏都被用到，得到所有結(jié)果Ψx及Ψy；所述Ψx及Ψy中模值最大的載波頻偏即為頻偏實際估計值。一種存儲設(shè)備，所述存儲設(shè)備存儲指令及數(shù)據(jù)用于實現(xiàn)所述的一種光纖通信中精確估計載波頻偏的方法。一種光纖通信中精確估計載波頻偏的系統(tǒng)，包括所述存儲設(shè)備和處理設(shè)備。所述系統(tǒng)用于實現(xiàn)所述的一種光纖通信中精確估計載波頻偏的方法。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明提供了一種光纖通信中精確估計載波頻偏的方法及系統(tǒng)，通過將CMA應(yīng)用到OFDM信號處理中可以有效去除偏振模色散以及光纖的非線性損耗等因素，再結(jié)合頻偏估計算法，最后得出高精度的頻偏估計值。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例中精確估計載波頻偏方法的整體流程圖；

圖2是本發(fā)明實施例中訓(xùn)練序列Tx及Ty的示意圖；

圖3是本發(fā)明實施例的設(shè)備系統(tǒng)工作示意圖；

圖4是本發(fā)明實施例載波頻偏估計誤差和實際頻偏值之間的關(guān)系曲線圖；

圖5是本發(fā)明實施例中誤碼率和實際頻偏值之間的關(guān)系曲線圖。

具體實施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明實施方式作進(jìn)一步地描述，下文中提到的具體技術(shù)細(xì)節(jié)，如：方法，設(shè)備等，僅為使讀者更好的理解技術(shù)方案，并不代表本發(fā)明僅局限于以下技術(shù)細(xì)節(jié)。

本發(fā)明的實施例提供了一種光纖通信中精確估計載波頻偏的方法及系統(tǒng)，通過將CMA應(yīng)用到OFDM信號處理中可以有效去除偏振模色散以及光纖的非線性損耗等因素，再結(jié)合頻偏估計算法，最后得出高精度的頻偏估計值。請參閱圖1，圖1是本發(fā)明實施例中精確估計載波頻偏方法的整體流程圖，所述方法由一種光纖通信中精確估計載波頻偏的系統(tǒng)實現(xiàn)，具體步驟包括：

S101：在發(fā)射端對光信號做快速傅里葉逆變換和并/串轉(zhuǎn)換得到OFDM信號。