[發明專利]一種數字副載波復用信號的頻偏處理方法及系統

有效

• 申請號: 202110477882.0
• 申請日: 2021-04-29
• 公開（公告）號: CN113271152B
• 公開（公告）日: 2022-12-09
• 發明（設計）人: 呂紅;向夢;付松年;王云才;秦玉文
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: H04B10/61
• 分類號: H04B10/61
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 林麗明

本發明公開了一種數字副載波復用信號的頻偏處理方法及系統，涉及光纖通信技術領域，所述方法包括步驟：設定頻偏估計范圍，在頻偏估計范圍內選取若干個測試頻率，用每一個測試頻率對初始SCM信號測試頻偏補償，單獨計算每一個頻偏補償SCM信號中的低頻SCM信號的信號平均功率，根據信號平均功率得到頻偏估計值，輸出頻偏估計值對應的頻偏補償SCM信號；通過本發明能夠在色散補償前估計頻偏補償，對系統傳輸性能以及色散補償的復雜度無影響，并且不會犧牲SCM系統的頻譜效率，對調制格式透明。

技術領域

本發明涉及光纖通信技術領域，更具體地，涉及一種數字副載波復用信號的頻偏處理方法及系統。

背景技術

數字信號處理(DSP)已經廣泛用于相干光通信系統，并且能對許多類型的線性損傷進行有效的補償，例如色散(CD)，頻偏(FO)，偏振模色散(PMD)等，然而光纖非線性效應仍然是限制相干光通信系統傳輸容量的決定因素。

最新的相干光通信系統中普遍采用數字副載波復用(SCM)技術，相對于傳統的采用單載波技術的相干光通信系統而言，SCM系統的抗非線性效果更好，此外SCM系統還具有更高的靈活性。

相干光通信系統包括相干發射機和相干接收機，由于相干發射機激光器和相干接收機的本振激光器未鎖定頻率，導致接收的SCM信號中存在頻偏。傳統的單載波相干光通信系統中的頻偏估計方法主要包含差分估計法和頻譜估計法，但差分估計法和頻譜估計法都是針對傳統單載波相干傳輸系統的頻偏估計技術，使用它們進行頻偏估計時，需要在色散補償之后進行，但是對于SCM系統而言，頻偏補償需要在色散補償之前進行，不然一方面會惡化系統傳輸性能，另外一方面會增加色散補償的復雜度。

公開號為CN111585924A公開日：2020-08-25提出的頻偏校正方法及接收器，通過共軛相乘處理前后兩包導頻信息，確定所述前后兩包導頻信息之間的頻偏值；基于所述頻偏值，進行頻偏補償，此方法可以在色散補償之前部署，但是此方法會犧牲頻譜效率，降低接收機靈敏度。

發明內容

本發明為克服上述現有技術所述差分估計法和頻譜估計法在進行頻偏估計時，需要在色散補償之后進行會惡化系統傳輸性能的缺陷，以及現有技術在解決需要在色散補償之后進行頻偏補償問題時，產生的犧牲頻譜效率降低接收機靈敏度的缺陷，提供一種數字副載波復用信號的頻偏處理方法及系統，技術方案如下：

一種數字副載波復用信號的頻偏處理方法，包括步驟：

S1、設定頻偏估計范圍；

S2、在頻偏估計范圍內選取若干個測試頻率；

S3、使用每一個測試頻率對信號接收端接收的初始SCM信號測試頻偏補償，初始SCM信號經過一個測試頻率頻偏補償后得到一個對應的頻偏補償SCM信號；

S4、獲取每一個頻偏補償SCM信號中的低頻SCM信號，單獨計算每一個低頻SCM信號的信號平均功率；

S5、根據每一個信號平均功率得到頻偏估計值，將所述頻偏估計值對應的頻偏補償SCM信號作為頻偏處理結果。

上述技術方案首先根據實際相干光通信系統中的頻偏情況確定頻偏估計范圍，然后從頻偏估計范圍中選取多個測試頻率，再利用每一個測試頻率對初始SCM信號補償頻偏，使用低通濾波器濾除高頻副載波，最后計算濾波后所得信號的平均功率，根據不同測試頻率所對應的平均功率即可判斷頻偏值大小。上述技術方案能夠在色散補償前估計頻偏補償，對系統傳輸性能以及色散補償的復雜度無影響，并且不會犧牲SCM系統的頻譜效率，對調制格式透明。

進一步地，步驟S1所述頻偏估計范圍為[-mG,mG]，m為實數，根據實際相干光通信系統中的頻偏情況確定m的數值，步驟S2所述測試頻率的數量為N+1，相鄰的兩個測試頻率之間的間隔大小為2mG/N，測試頻率的向量集合為：