[發(fā)明專利]一種相干光OFDM系統(tǒng)中結(jié)合DF算法和LCSC算法的相位噪聲補償方法

有效

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• 申請日: 2019-06-20
• 公開（公告）號: CN110278039B
• 公開（公告）日: 2021-12-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 袁建國;南蜀崇;劉書涵;彭云;趙鑫鑫;袁江;辛雪琪
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶郵電大學
• 主分類號: H04B10/61
• 分類號: H04B10/61;H04L27/26
• 代理公司: 北京同恒源知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11275
• 代理人: 趙榮之

本發(fā)明涉及一種相干光OFDM系統(tǒng)中結(jié)合DF算法和LCSC算法的相位噪聲補償方法，屬于光通信技術(shù)領(lǐng)域。在該方法中，首先在發(fā)送端運用線性組合自消除算法來編碼子載波信息，然后在接收端運用線性組合自消除算法來解碼而獲得解調(diào)信息和ICI相關(guān)信息。然后利用導頻信息，再通過改進的判決反饋算法獲得最終補償信號。仿真分析表明，該方法構(gòu)造的LCSC?DF算法的相位噪聲補償性能要優(yōu)于DF算法，且在相位噪聲線寬較大時，性能隨信噪比增加趨近于SC?DF算法性能，且子載波利用率較SC?DF算法高，有效提高系統(tǒng)的性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于相干光正交頻分復用(Coherent Optical Orthogonal FrequencyDivision Multiplexing,CO-OFDM)系統(tǒng)相位噪聲補償技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種結(jié)合判決反饋(Decision Feedback,DF)算法和線性組合自消除(Linear Combination SelfCancellation,LCSC)算法(即：LCSC-DF算法)的相位噪聲補償方案。

背景技術(shù)

相干光正交頻分復用(Coherent Optical Orthogonal Frequency-DivisionMultiplexing,CO-OFDM)技術(shù)是一種將正交頻分復用技術(shù)、光通信系統(tǒng)以及相干檢測相結(jié)合的技術(shù)。它具有高傳輸速率、高抗色散(Chromatic Dispersion,CD)和偏振模色散(Polarization Mode Dispersion,PMD)能力、高頻譜效率以及帶寬資源分配靈活等優(yōu)點，且能夠通過數(shù)字信號處理以有效補償系統(tǒng)的各種損傷。

相位噪聲會破壞各子載波間的正交性，降低系統(tǒng)性能，是相干光通信系統(tǒng)中亟待解決的關(guān)鍵問題之一。引起相位噪聲的因素有很多方面，其中激光器線寬是引起相位噪聲的主要影響因素。因而尋找一種有效的相位噪聲補償算法十分必要。相位噪聲在CO-OFDM系統(tǒng)中的影響主要有兩個方面：由相位噪聲的零階頻譜分量引起的公共相位誤差(CommonPhase Error，CPE)和非零階頻譜分量引起的子載波間干擾(Inter-CarrierInterference，ICI)。為了有效地補償相位噪聲對CO-OFDM系統(tǒng)所帶來的影響，目前國內(nèi)外的專家學者針對相位噪聲提出了諸多解決方案，如導頻輔助方案、自適應(yīng)子空間方案、DF方案、自消除(Self Cancellation,SC)方案等。在目前的解決方案中，DF相位噪聲補償方案是一種能夠有效補償CPE相位噪聲和ICI相位噪聲，且易實現(xiàn)的方案。該方案通過最小平方準則(Least Squares,LS)得到Q_P(0)，再根據(jù)最小均方誤差(Minimum Mean Square Error,MMSE)準則獲得頻域均衡系數(shù)經(jīng)判決得到優(yōu)化的并補償相位噪聲。該方案可以顯著提高相位噪聲的補償效果且復雜度較低。同時，SC方案能通過編碼相鄰子載波，在相位噪聲較大時，能有效補償ICI相位噪聲，且復雜度低。可以得出，結(jié)合DF算法和SC算法(即：SC-DF算法)的相位噪聲補償方案，能在相位噪聲較大時有效補償相位噪聲。但是SC算法性能的提升是以損失一半子載波利用率為代價，且DF算法由于采用MMSE準則，需要部分虛擬子載波代替，這也會帶來子載波利用率下降。針對以上情況，本專利提出了一種結(jié)合DF算法和LCSC算法(即：LCSC-DF算法)的相位噪聲補償方案。

本發(fā)明方案中，首先在發(fā)送端運用LCSC算法來編碼子載波信息，然后在接收端運用LCSC算法來解碼獲得解調(diào)信息和ICI相關(guān)信息。然后利用導頻信息，通過改進的DF算法獲得最終補償信號。該方案構(gòu)造的LCSC-DF算法的相位噪聲補償性能要優(yōu)于DF算法，且在相位噪聲線寬較大時，性能隨信噪比增加趨近于SC-DF算法性能，且子載波利用率較高，有效提高系統(tǒng)的性能。

發(fā)明內(nèi)容