專利名稱：用于相位和振蕩器頻率估計(jì)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于估計(jì)相位調(diào)制信號的相位的方法，一種用于估計(jì)相位調(diào)制信號的本地振蕩器頻率偏移信號的方法，和一種用于處理所接收的相位調(diào)制信號的接收器，所述接收器具有相位估計(jì)器和振蕩器頻率估計(jì)器。
背景技術(shù)：
在相干光傳輸系統(tǒng)中，本地振蕩器頻率和相位偏移給系統(tǒng)帶來嚴(yán)重?fù)p耗。Intradyne，即相位差相干接收器需要對數(shù)據(jù)序列與本地振蕩器之間的載波相位偏移和載波頻率偏移進(jìn)行數(shù)字估計(jì)和補(bǔ)償。
通常，對LOFO(本地振蕩器頻率偏移)的估計(jì)是在載波恢復(fù)階段中通過差分Viterbi&Viterbi (V&V)算法做，其中使用平均濾波器、M次方計(jì)算、角度計(jì)算和相位斜度檢測來估計(jì)載波相位増量。類似地，可通過V&V算法使用不同參數(shù)求平均值來估計(jì)載波相位。如果LOFO接近零，則載波相位恢復(fù)得到大幅改善，其需要先前的LOFO估計(jì)階段和對光前端中的本地振蕩器(LO)的控制或數(shù)字LOFO補(bǔ)償。如果LOFO未得到補(bǔ)償，則可能出現(xiàn)嚴(yán)重的性能損耗，如圖17中所描繪，圖17說明由于本地振蕩器頻率偏移而引起的40GDQPSK傳輸?shù)膿p耗。所述圖是在各種軟差分(SD)方案下的來自40G DQPSK模擬系統(tǒng)的本地振蕩器頻率偏移(LOFO)的誤碼率(BER)損耗。應(yīng)注意，在此情況下，不需要相位恢復(fù)。對于500MHz LOFO的實(shí)例且還對于未在此圖中描繪的LOFO的其它示范性值，所有性能與參考曲線1705相比有所損耗，參考曲線1705是在沒有LOFO的情況下的硬差分解碼以供參考。這證明使用差分解調(diào)而非專用的載波相位恢復(fù)的任何方案均遭受較大LOFO的影響，所述LOFO應(yīng)在此階段之前進(jìn)行補(bǔ)償?，F(xiàn)列出以下方案標(biāo)準(zhǔn)軟差分(SD)解調(diào)1701、MSPE (多符號相位估計(jì))1702、非冗余誤差檢測(NEC) 1703和改善的NEC(INEC) 1704。因此，全數(shù)字相干接收器需要本地振蕩器頻率偏移補(bǔ)償。其后，ー些系統(tǒng)甚至可能需要載波相位偏移補(bǔ)償。在這兩種情況下，都需要載波相位估計(jì)。在第一種情況下，僅需要估計(jì)相位(=頻率)的増量，在第二種情況下，需要估計(jì)相位自身。均衡之后的所接收的信號可通過將映射到星座點(diǎn)的隨機(jī)數(shù)據(jù)模式疊加到由相位失真削弱的基本傳輸脈沖來描述。為估計(jì)相位失真，應(yīng)移除由π/2的整數(shù)倍組成的調(diào)制。此可根據(jù)V&V算法由M次方運(yùn)算來執(zhí)行。然而，V&V算法在4次方運(yùn)算的情況下實(shí)施起來較復(fù)雜，即有兩個(gè)復(fù)數(shù)乘法通過使用若干加法進(jìn)行的平均和通過使用查找表進(jìn)行的角度計(jì)算。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供低復(fù)雜性載波相位估計(jì)以及低復(fù)雜性本地振蕩器頻率偏移估計(jì)的概念。此目的由獨(dú)立權(quán)利要求項(xiàng)的特征實(shí)現(xiàn)。從附屬權(quán)利要求項(xiàng)、描述和圖式中容易明白其它實(shí)施方式。本發(fā)明是基于以下發(fā)現(xiàn)對于從調(diào)制信號計(jì)算相位參考，不需要乘法，僅需要邏輯加法和實(shí)數(shù)加法的計(jì)算有效實(shí)施方案是可行的，所帯來的性能損耗微乎其微。進(jìn)ー步的發(fā)現(xiàn)是，表現(xiàn)為相位斜度的通過梯度檢測方法進(jìn)行的對本地振蕩器頻率偏移的估計(jì)對于失真和噪聲非常敏感，其中頻域中的估計(jì)相對于失真和噪聲要穩(wěn)健得多。而且，典型的2 π相位矛盾性需要在檢測相位斜度梯度之前解開，這在存在失真和噪聲的情況下容易出錯(cuò)。為了詳細(xì)描述本發(fā)明，將使用以下術(shù)語、縮寫和符號PDM:偏振復(fù)用(D)QPSK :(差分)四相相移鍵控，(差分)正交相移鍵控CD :色散PMD :偏振模色散 PLL:鎖相環(huán)FD :頻域TD:時(shí)域FFT:快速傅里葉變換IFFT :反向快速傅里葉變換DFT :離散傅里葉變換DSP:數(shù)字信號處理ADC -M /數(shù)轉(zhuǎn)換器FIR :有限脈沖響應(yīng)LO :本地振蕩器FO :頻率偏移TR:時(shí)鐘恢復(fù)PMD :偏振模色散sps :每符號采樣FFff :前饋FB :反饋S0P:偏振狀態(tài)PDL :偏振相關(guān)損耗DGD :差分群延時(shí)FEC:前向糾錯(cuò)BER :誤碼率CPE :載波相位估計(jì)I:同相Q:正交ΜΜ0:多入多出OSNR :光信噪比WDM:波分復(fù)用DffDM :密集波分復(fù)用SD :軟差分
HD :硬差分NEC :非冗余糾錯(cuò)V&V Viterbi&ViterbiMSPE :多符號相位估計(jì)INEC :改善的非冗余糾錯(cuò)P0LMUX-QPSK :偏振復(fù)用的正交相移鍵控根據(jù)第一方面，本發(fā)明涉及ー種用于估計(jì)具有同相分量和正交分量的相位調(diào)制信號的相位的方法，所述方法包括確定所述相位調(diào)制信號的同相分量；確定所述相位調(diào)制信號的正交分量；確定所述同相分量和所述正交分量的絕對值的差以獲得差分量；確定所述同相分量的正負(fù)號以獲得同相正負(fù)號；確定所述正交分量的正負(fù)號以獲得正交正負(fù)號；以及基于所述同相正負(fù)號和所述正交正負(fù)號來調(diào)整所述差分量的正負(fù)號以獲得相位估計(jì)。在沒有M次方計(jì)算的情況下且在沒有角度計(jì)算的情況下從信號計(jì)算對應(yīng)于相位估計(jì)的相位參考是可行的。因此，不需要乘法運(yùn)算，僅必須執(zhí)行邏輯加法和實(shí)數(shù)加法。所述確定所述差分量僅需要實(shí)數(shù)加法，且所述基于同相正負(fù)號和正交正負(fù)號來調(diào)整差分量的正負(fù)號僅需要邏輯加法。在根據(jù)第一方面的方法的第一可能的實(shí)施方式中，所述方法進(jìn)ー步包括對所述相位估計(jì)求平均以用于確定所述相位的平均值。通過對所述相位估計(jì)求平均，所述相位的平均值具有比未經(jīng)平均的相位估計(jì)高的精度。在在根據(jù)上述第一方面或根據(jù)第一方面的第一種實(shí)施方式的方法的第二可能的實(shí)施方式中，所述調(diào)整正負(fù)號包括用呈現(xiàn)同相正負(fù)號與正交正負(fù)號的正負(fù)號乘法的正負(fù)號 來對差分量進(jìn)行加權(quán)。對差分量的加權(quán)的計(jì)算效率很高，因?yàn)檎?fù)號乘法可根據(jù)模2運(yùn)算由邏輯加法執(zhí)行。在根據(jù)上述第一方面或根據(jù)第一方面的前述實(shí)施方式中的任一者的方法的第三可能的實(shí)施方式中，差分量的正負(fù)號是由同相正負(fù)號和正交正負(fù)號的模2加法確定。所述模2加法可容易通過EXOR門在硬件中實(shí)施。EXOR門是在實(shí)施于芯片上時(shí)在計(jì)算方面和裸片大小方面有效的標(biāo)準(zhǔn)電路。在根據(jù)上述第一方面或根據(jù)第一方面的前述實(shí)施方式中的任一者的方法的第四可能的實(shí)施方式中，所述估計(jì)相位僅包括邏輯加法和實(shí)數(shù)加法運(yùn)算。當(dāng)僅使用邏輯加法和實(shí)數(shù)加法運(yùn)算吋，與需要M次方和角度計(jì)算，即表查找，的標(biāo)準(zhǔn)解決方案相比，計(jì)算復(fù)雜性在很大程度上降低。在根據(jù)上述第一方面或根據(jù)第一方面的前述實(shí)施方式中的任一者的方法的第五可能的實(shí)施方式中，所述方法進(jìn)ー步包括通過使用相位估計(jì)來補(bǔ)償相位調(diào)制信號與本地振蕩器信號之間的載波相位偏移。在相干光傳輸系統(tǒng)中，本地振蕩器頻率和相位偏移給系統(tǒng)帶來嚴(yán)重?fù)p耗。Intradyne，即相位差相干接收器需要數(shù)據(jù)序列與本地振蕩器之間的載波相位偏移和載波頻率偏移的數(shù)字估計(jì)和補(bǔ)償。通過使用根據(jù)所述方法的第五可能的實(shí)施方式的相位估計(jì)，相干光傳輸中的損耗可得到顯著降低。
在根據(jù)上述第一方面或根據(jù)第一方面的前述實(shí)施方式中的任一者的方法的第六可能的實(shí)施方式中，所述相位是載波相位。根據(jù)第六實(shí)施方式的載波相位估計(jì)可應(yīng)用于光接收器的載波恢復(fù)階段中，且因此通過噪聲和失真穩(wěn)健的計(jì)算有效算法來取代計(jì)算復(fù)數(shù)V&V算法。根據(jù)第二方面，本發(fā)明涉及一種用于估計(jì)相位調(diào)制信號的本地振蕩器頻率偏移(LOFO)信號的方法，所述方法包括根據(jù)上述第一方面或根據(jù)第一方面的實(shí)施方式中的任一者來確定相位調(diào)制信號的相位估計(jì)；將所述相位估計(jì)變換到頻域中以獲得經(jīng)變換的相位估計(jì)；相對于時(shí)間對所述相位估計(jì)進(jìn)行微分以獲得微分相位估計(jì)；確定經(jīng)變換的相位估計(jì)的最大值以獲得本地振蕩器頻率偏移信號的絕對值；確定微分相位估計(jì)的平均值以獲得經(jīng)平均的微分相位估計(jì)；以及確定經(jīng)平均的微分相位估計(jì)的正負(fù)號以獲得本地振蕩器頻率偏移信號的正負(fù)號。LOFO表現(xiàn)為相位斜度。相位斜度的梯度是指所估計(jì)的L0F0。歸因于典型的2 π相位矛盾性，將相位斜度表示為鋸齒函數(shù)，其中一旦相位超過+/-Pi的范圍，便出現(xiàn)不連續(xù)的2π相位跳躍。在可檢測相位斜度的梯度之前，需要解開這些不連續(xù)性，這在存在失真和噪聲的情況下容易出錯(cuò)。因此，梯度檢測對于失真和噪聲來說不夠穩(wěn)健。然而，轉(zhuǎn)移相位參考，即進(jìn)入頻域中的相位估計(jì)對于失真和噪聲來說是充分穩(wěn)健的。涉及ー階諧波的功率譜的最大時(shí)鐘音調(diào)指示所估計(jì)的LOFO的絕對值。頻率變換計(jì)算充當(dāng)平均濾波器，較大的頻率變換大小提供了對失真的更好的穩(wěn)健性。可簡單地通過微分相位參考來獲得LOFO的正負(fù)號，所述微分相位參考對應(yīng)于微分相位估計(jì)。在根據(jù)第二方面的方法的第一可能的實(shí)施方式中，所獲得的本地振蕩器頻率偏移信號是本地振蕩器頻率偏移信號的絕對值、本地振蕩器頻率偏移信號的正負(fù)號與頻率變換的頻率分辨率Af的乘積。LOFO信號可通過正負(fù)號乘法而獲得。當(dāng)頻率變換的頻率分辨率Af是已知參數(shù)時(shí)，可將LOFO信號輸出為其絕對值與其由頻率分辨率Λ f確定的標(biāo)度上的正負(fù)號的正負(fù)號乘積。由頻率分辨率進(jìn)行的實(shí)際乘法不是必要的，進(jìn)而節(jié)省了計(jì)算復(fù)雜性。在根據(jù)上述第二方面或根據(jù)第二方面的第一種實(shí)施方式的方法的第二可能的實(shí)施方式中，所述變換包括快速傅里葉變換(FFT)。FFT是標(biāo)準(zhǔn)算法。有大量硬件和軟件形式的實(shí)施方案可用于LOFO估計(jì)的應(yīng)用。FFT的計(jì)算效率很高。由于下邊帶的對稱性質(zhì)，只要計(jì)算FFT的上邊帶即可。FFT計(jì)算充當(dāng)平均濾波器，較大的FFT大小提供了對失真的更好的穩(wěn)健性。在根據(jù)上述第二方面或根據(jù)第二方面的前述實(shí)施方式中的任一者的方法的第三可能的實(shí)施方式中，所述差分包括將所述相位估計(jì)延遲預(yù)定時(shí)延以獲得經(jīng)延遲的相位估計(jì)；以及確定相位估計(jì)與經(jīng)延遲的相位估計(jì)的差。延遲了時(shí)延T需要ー個(gè)大小的存儲(chǔ)器以用于存儲(chǔ)相位估計(jì)的經(jīng)時(shí)延的值。所述差可通過算術(shù)加法來計(jì)算。與相位估計(jì)與其經(jīng)延遲的共軛復(fù)數(shù)形式的乘法和需要復(fù)雜的乘法、和表查找運(yùn)算的后續(xù)的角度計(jì)算相比，這種做法比較簡単。在根據(jù)上述第二方面或根據(jù)第二方面的前述實(shí)施方式中的任一者的方法的第四可能的實(shí)施方式中，所述方法包括將頻率分辨率確定為數(shù)字調(diào)制的復(fù)數(shù)值數(shù)據(jù)信號的波特率與用于將相位估計(jì)變換到頻域中的變換的大小N的四倍的商。
當(dāng)LOFO僅緩慢地改變時(shí)，不需要連續(xù)的估計(jì)且可對某些塊執(zhí)行計(jì)算。歸因于LOFO的緩慢改變，頻域LOFO的分辨率可取決于頻率變換的大小N和波特率。在根據(jù)上述第二方面或根據(jù)第二方面的前述實(shí)施方式中的任一者的方法的第五可能的實(shí)施方式中，所述方法包括將相位估計(jì)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中，所述存儲(chǔ)器的大小等于或大于用于將相位估計(jì)變換到頻域中的變換的大小N。深度為N的存儲(chǔ)器，尤其是FIFO (先入先出)存儲(chǔ)器，可存儲(chǔ)N個(gè)相位估計(jì)值。其可用于形成相位估計(jì)的平均值并用于頻率變換所需的相位估計(jì)的值。在根據(jù)上述第二方面或根據(jù)第二方面的前述實(shí)施方式中的任一者的方法的第六可能的實(shí)施方式中，所述方法進(jìn)ー步包括通過使用本地振蕩器頻率偏移信號來補(bǔ)償相位調(diào)制信號與本地振蕩器信號之間的載波頻率偏移。
全數(shù)字相干接收器需要本地振蕩器頻率偏移補(bǔ)償。因此，根據(jù)第六實(shí)施方式的方法可實(shí)施于任何數(shù)字相干接收器中，且降低了接收器的復(fù)雜性。所述方法還可用也需要先前的LOFO補(bǔ)償?shù)姆侨哂嗉m錯(cuò)(NEC)通過軟差分(SD)解碼應(yīng)用于解調(diào)中。當(dāng)應(yīng)用于所述解調(diào)時(shí)，解調(diào)器的復(fù)雜性得以降低。在根據(jù)上述第二方面或根據(jù)第二方面的前述實(shí)施方式中的任一者的方法的第七可能的實(shí)施方式中，所述相位調(diào)制信號為BPSK或QPSK信號，尤其是光BPSK或光QPSK信號。所述方法適用于使用BPSK或QPSK的任何調(diào)制方案，尤其針對光BPSK和QPSK信號。BPSK和QPSK信號中的姆ー者可使用單ー偏振傳輸或使用POLMUX傳輸進(jìn)行傳輸。所述計(jì)算是快速、穩(wěn)健和準(zhǔn)確的。所述方法尤其適用于使用100-Gb/s偏振-復(fù)用的正交相移鍵控(P0LMUX-QPSK)調(diào)制的長程傳輸，100-Gb/s偏振-復(fù)用的正交相移鍵控(P0LMUX-QPSK)調(diào)制有可能成為用于長程光傳輸系統(tǒng)的下ー標(biāo)準(zhǔn)。P0LMUX-QPSK調(diào)制還常被稱作CP-QPSK、PDM-QPSK、2P-QPSK或 DP-QPSK。P0LMUX-QPSK傳輸器由兩個(gè)正交(例如，QPSK)調(diào)制器和偏振分束器(PBS)組成以對正交偏振上的兩個(gè)輸出進(jìn)行復(fù)用。在接收器側(cè)，如下文關(guān)于圖4所描述，使用第二 PBS將所接收的光信號任意地，但正交和偏振地分離為兩個(gè)支流。兩個(gè)支流隨后與本地振蕩器的輸出一起混合于90°混合結(jié)構(gòu)中。90°混合體的輸出(兩個(gè)偏振的同相和正交分量)隨后用4個(gè)光電ニ極管(平衡的或單端的)檢測且使用高速摸/數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)轉(zhuǎn)換到數(shù)字域中。當(dāng)P0LMUX-QPSK每符號調(diào)制4個(gè)位時(shí)，約28Gbaud的低符號速率足以獲得Ill-Gb/s的線速率。當(dāng)減去約7%的前向糾錯(cuò)(FEC)開銷和約4%的以太網(wǎng)開銷時(shí)，此線速率轉(zhuǎn)變?yōu)?00-Gb/s的凈數(shù)據(jù)速率。符號速率較低，能改善對線性傳輸損傷的容忍度，這又使得對電均衡的要求不那么苛刻，而且可使用較低頻率的電組件并使用如本文中所描述的低復(fù)雜性方法。在根據(jù)上述第二方面或根據(jù)第二方面的前述實(shí)施方式中的任一者的方法的第八可能的實(shí)施方式中，所述方法進(jìn)ー步包括通過接收前端接收相位調(diào)制信號；以及使用本地振蕩器頻率偏移信號來控制所述接收前端。當(dāng)使用LOFO信號來控制接收前端時(shí)，可調(diào)整本地振蕩器以用于補(bǔ)償頻率偏移，進(jìn)而改善接收前端的精度。
根據(jù)第三方面，本發(fā)明涉及一種用于處理所接收的相位調(diào)制信號的相干接收器，所述接收器包括相位估計(jì)器，其經(jīng)配置以根據(jù)上述第一方面的方法或根據(jù)第一方面的實(shí)施方式中的任一者的方法來估計(jì)相位調(diào)制信號的相位；以及振蕩器頻率估計(jì)器，其經(jīng)配置以根據(jù)上述第二方面的方法或根據(jù)第二方面的實(shí)施方式中的任一者的方法來估計(jì)本地振蕩器頻率偏移信號。相干接收器可為基于相干檢測方案的光相干接收器，其不僅檢測光信號的振幅，還檢測相位和偏振。由于光相干檢測的檢測能力和譜效率都有所提高，所以可在相同的光帶寬內(nèi)傳輸更多的數(shù)據(jù)。另外，因?yàn)橄喔蓹z測允許檢測且因此測量和處理光信號的相位和偏振，所以在將所接收的光信號轉(zhuǎn)換到電子域中吋，可用電子方式減輕先前對準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)接收造成阻礙的傳輸損傷。根據(jù)第四方面，本發(fā)明涉及一種計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算 機(jī)程序具有在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行時(shí)用于執(zhí)行上述第一方面或根據(jù)第一方面的任一種實(shí)施方式或上述第二方面或根據(jù)第二方面的任一種實(shí)施方式中的一者的ー種方法的程序代碼。本文中所描述的方法可在數(shù)字信號處理器(DSP)中、在微控制器中或在任何其它副處理器中實(shí)施為軟件，或在專用集成電路(ASIC)內(nèi)實(shí)施為硬件電路。本發(fā)明可用數(shù)字電子電路或用計(jì)算機(jī)硬件、固件、軟件或用其組合來實(shí)施。


將相對于下圖來描述本發(fā)明的其它實(shí)施例，在圖中圖I是根據(jù)一種實(shí)施方式的用于估計(jì)相位調(diào)制信號的相位的方法的示意圖；圖2是根據(jù)一種實(shí)施方式的用于估計(jì)本地振蕩器頻率偏移信號的方法的示意圖；圖3是根據(jù)一種實(shí)施方式的用于處理所接收的相位調(diào)制信號的相干接收器的方框圖；圖4是根據(jù)一種實(shí)施方式的包括用于處理所接收的相位調(diào)制信號的相干接收器的光傳輸系統(tǒng)的方框圖；圖5是根據(jù)一種實(shí)施方式的用于處理所接收的相位調(diào)制信號的相干接收器的方框圖；圖6是根據(jù)一種實(shí)施方式的用于處理所接收的相位調(diào)制信號的相干接收器的方框圖；圖7是說明在使用根據(jù)ー種實(shí)施方式的用于估計(jì)相位的方法時(shí)同相和正交分量的絕對值的示意圖；圖8是說明在使用根據(jù)ー種實(shí)施方式的用于估計(jì)相位的方法時(shí)差分量的示意圖；圖9是說明在使用根據(jù)ー種實(shí)施方式的用于估計(jì)相位的方法時(shí)同相和正交正負(fù)號的示意圖；圖10是說明在使用根據(jù)ー種實(shí)施方式的用于估計(jì)相位的方法時(shí)所估計(jì)相位的示意圖；圖11是說明QPSK調(diào)制和相應(yīng)相位參考的星座圖的不意圖；圖12是說明正(上圖)和負(fù)(下圖)本地振蕩器頻率偏移的相位參考的不意圖；圖13是說明恒定的本地振蕩器頻率偏移的相位參考(上圖)和用于檢測LOFO的正負(fù)號的相應(yīng)微分相位參考(下圖)的不意圖；圖14是說明在使用根據(jù)ー種實(shí)施方式的用于估計(jì)本地振蕩器頻率偏移信號的方法時(shí)模擬結(jié)果的示意圖；圖15是說明在使用根據(jù)ー種實(shí)施方式的用于估計(jì)本地振蕩器頻率偏移信號的方法時(shí)估計(jì)誤差的直方圖；以及圖16是說明在使用根據(jù)ー種實(shí)施方式的用于估計(jì)本地振蕩器頻率偏移信號的方法時(shí)誤碼率對OSNR的性能圖。圖17是歸因于本地振蕩器頻率偏移的40G DQPSK傳輸?shù)膿p耗。
具體實(shí)施例方式圖I是根據(jù)一種實(shí)施方式的用于估計(jì)相位調(diào)制信號的相位的方法的示意圖。 方法100用于估計(jì)具有同相分量I和正交分量Q的相位調(diào)制信號Z(k)的相位。方法100包括確定101相位調(diào)制信號Z (k)的同相分量I ;確定103相位調(diào)制信號Z (k)的正交分量Q;確定105同相分量I和正交分量Q的絕對值的差以獲得差分量(IiI-IqI);確定107同相分量I的正負(fù)號以獲得同相正負(fù)號Sgn(I);確定109正交分量Q的正負(fù)號以獲得正交正負(fù)號sgn(Q);以及基于同相正負(fù)號sgn⑴和正交正負(fù)號sgn(Q)來調(diào)整111差分量(IiI-IqI)的正負(fù)號以獲得相位估計(jì)各步驟的序列可呈不同次序,具體來說,確定同相分量101和確定正交分量103可互換，且確定差分量105、確定同相正負(fù)號107和確定正交正負(fù)號109可任意互換。可由確定105正交分量Q和同相分量I的絕對值的差以獲得差分量(IQI -111)來取代確定105同相分量I和正交分量Q的絕對值的差以獲得差分量(111-IqDo圖2是根據(jù)一種實(shí)施方式的用于估計(jì)本地振蕩器頻率偏移信號的方法的示意圖。方法200用于估計(jì)相位調(diào)制信號Z(k)的本地振蕩器頻率偏移信號。方法200包括根據(jù)如關(guān)于圖I所描述的用于估計(jì)相位調(diào)制信號的相位的方法100來確定201相位調(diào)制信號Z (k)的相位估計(jì)cpest ,將相位估計(jì)Cpest變換203到頻域中以獲得經(jīng)變換的相位估計(jì)FFT((pesth相對于時(shí)間對所述相位估計(jì)(pest進(jìn)行微分205以獲得微分相位估計(jì)d(pest/dt;確定207經(jīng)變換的相位估計(jì)FFT(q>est)的最大值以獲得本地振蕩器頻率偏移信號的絕對值；確定209微分相位估計(jì)dcpest/dt的平均值以獲得經(jīng)平均的微分相位估計(jì)卻Idt ;以及確定211經(jīng)平均的微分相位估計(jì)^73的正負(fù)號以獲得本地振蕩器頻率偏移信號的正負(fù)號。各步驟的序列可呈不同次序，具體來說，變換相位估計(jì)203與對相位估計(jì)進(jìn)行差分205可互換，且確定最大值207與對相位估計(jì)205進(jìn)行差分可互換。圖3是根據(jù)一種實(shí)施方式的用于處理所接收的相位調(diào)制信號Z(k)的相干接收器的方框圖。相干接收器300包括相位估計(jì)器301和振蕩器頻率估計(jì)器303。相位估計(jì)器301耦合到振蕩器頻率估計(jì)器303以使得振蕩器頻率估計(jì)器303接收由相位估計(jì)器301估計(jì)的相位估計(jì)(Pest。相位估計(jì)器301根據(jù)關(guān)于圖I所描述的方法來估計(jì)相位調(diào)制信號Z(k)的相位，且將相位估計(jì)提供給振蕩器頻率估計(jì)器303。振蕩器頻率估計(jì)器303根據(jù)關(guān)于圖2所描述的方法來估計(jì)本地振蕩器頻率偏移信號。圖4是根據(jù)一種實(shí)施方式的包括用于處理所接收的相位調(diào)制信號的相干接收器的光傳輸系統(tǒng)的方框圖。光傳輸系統(tǒng)402包括用于提供光信號450的光發(fā)送器401、用于傳輸光信號450的光通道409，和用于接收所接收的光信號452的相干接收器400，所接收的光信號452對應(yīng)于經(jīng)由光通道409傳輸且受光通道409影響的光信號450。光發(fā)送器401包括用于向光載波信號提供中心頻率fT和給定的激光線寬的激光ニ極管403。光發(fā)送器401進(jìn)ー步包括用于用用戶數(shù)據(jù)信號調(diào)制光載波信號以提供經(jīng)調(diào)制的光數(shù)據(jù)信號的QPSK調(diào)制器405。光發(fā)送器401進(jìn)ー步包括用于用其它經(jīng)調(diào)制的光數(shù)據(jù)信號復(fù)用所述經(jīng)調(diào)制的光數(shù)據(jù)信號以提供經(jīng)復(fù)用的光數(shù)據(jù)信號的復(fù)用器。可根據(jù)波分復(fù)用(WDM)算法對經(jīng)復(fù)用的光信號進(jìn)行復(fù)用。經(jīng)復(fù)用的光信號對應(yīng)于待傳輸?shù)墓庑盘?50。 光通道409包括多個(gè)放大階段和光纖以用于傳輸光信號450。光通道409的輸出率禹合到相干接收器400的輸入，以使得相干接收器400在其輸入處接收所接收的光信號452， 所接收的光信號452對應(yīng)于經(jīng)由光通道409傳輸?shù)墓庑盘?50。相干接收器400包括解復(fù)用器423、偏振分束器(PBS) 425、兩個(gè)6端ロ 90度光混合體427、429、兩組平衡檢測器433、兩組跨導(dǎo)放大器(TIA) 435、四個(gè)摸/數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC) 437，和數(shù)字信號處理器(DSP) 439。解復(fù)用器423耦合到相干接收器400的輸入端ロ且在其輸入處接收所接收的光信號452。解復(fù)用器423將所接收的光信號452解復(fù)用為跟隨相干接收器400中的多個(gè)接收路徑的多個(gè)經(jīng)解復(fù)用的光信號。圖4僅描繪所述多個(gè)接收路徑中的ー個(gè)。下文說明這些接收路徑中的ー個(gè)。跟隨一個(gè)接收路徑的經(jīng)解復(fù)用的光信號被提供給偏振分束器425，偏振分束器425將所述信號分離為其X偏振的信號分量和其Y偏振的信號分量。X偏振的信號分量被提供給第一 6端ロ 90度光混合體427的第一輸入，即信號輸入，且Y偏振的信號分量被提供給第二 6端ロ 90度光混合體429的第一輸入，即信號輸入。第一 6端ロ 90度光混合體427的第二輸入，即LO輸入，從提供具有中心頻率fB的本地振蕩器信號的激光二極管431接收本地振蕩器信號。相同的本地振蕩器信號被提供給所述6端ロ 90度光混合體429的第二輸入，即LO輸入。90°光混合體427、429包括用于信號和LO的兩個(gè)輸入和混合信號和LO的四個(gè)輸出。90°光混合體427、429遞送信號的振幅和相位，線性地放大信號，且適合于零差和外差檢測。六端ロ 90°光混合體427、429包括以特定方式互連的線性分割器和組合器，以便獲得待檢測的參考信號(LO)與所述信號的四個(gè)不同向量加法。由平衡接收器433檢測四個(gè)輸出信號的電平。通過應(yīng)用合適的基帶信號處理算法，可確定未知信號的振幅和相位。對于光相干檢測，六端ロ 90°光混合體427、429中的每ー者在復(fù)合場空間中將傳入信號和與參考信號相關(guān)聯(lián)的四個(gè)正交狀態(tài)進(jìn)行混合。光混合體427、429中的每ー者隨后將四個(gè)光信號遞送到兩對平衡檢測器433，平衡檢測器433檢測相應(yīng)的光信號并將對應(yīng)的電信號提供給后續(xù)組的跨導(dǎo)放大器435，每ー對平衡檢測器433 —個(gè)跨導(dǎo)放大器。ー組A/D轉(zhuǎn)換器437對由跨導(dǎo)放大器435放大的電信號進(jìn)行模/數(shù)轉(zhuǎn)換，隨后作為數(shù)字信號454提供給數(shù)字信號處理439。數(shù)字信號處理可實(shí)施為數(shù)字信號處理器(DSP)上或微控制器上的軟件，或?qū)嵤閷Ｓ眉呻娐?ASIC)內(nèi)的硬件電路。另外，為了限制與芯片間通信相關(guān)聯(lián)的功率消耗，ADC 437和數(shù)字信號處理439可都優(yōu)選集成于單個(gè)芯片上。
數(shù)字信號處理439應(yīng)用如關(guān)于圖I和圖2所描述的方法中的一者。用于數(shù)字信號處理439的硬件可如關(guān)于圖3所描述而結(jié)構(gòu)化。光系統(tǒng)402是基于相干檢測方案，其不僅檢測光信號的振幅，還檢測相位和偏振。由于光相干檢測系統(tǒng)402的檢測能力和譜效率都有所提高，所以可在相同的光帶寬內(nèi)傳輸更多的數(shù)據(jù)。另外，因?yàn)橄喔蓹z測允許檢測且因此測量和處理光信號的相位和偏振，所以在將所接收的光信號452轉(zhuǎn)換到電子域中時(shí)，可用電子方式減輕先前對準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)接收造成阻礙的傳輸損傷。光系統(tǒng)402提供ー種用以在緊公差內(nèi)穩(wěn)定發(fā)送器401與接收器400之間的頻率差的方法。將本地振蕩器頻率偏移確定為fK_fT，其中fK為所接收的光信號452的頻率，且fT是待經(jīng)由光通道409傳輸?shù)墓庑盘?50的頻率。光系統(tǒng)402進(jìn)ー步提供用以最少化或減輕頻率啁啾或其它抑制信號的噪聲的能力，和用以適當(dāng)?shù)亟M合信號和本地放大光源或本地振蕩器(LO)的“光混合器”的可用性。光系統(tǒng)402具有優(yōu)于傳統(tǒng)的檢測技術(shù)的以下優(yōu)點(diǎn)
與不相干的系統(tǒng)相比，接收器的靈敏度增加約15dB到20dB，因此，準(zhǔn)許更長的傳輸距離(在I. 55 μ m的光纖附近高達(dá)額外的100km)。此增強(qiáng)對于基于空間的激光通信可能特別有意義，在基于空間的激光通信中，基于光纖的解決方案不可用?！づc例如DPSK或DQPSK等復(fù)雜調(diào)制格式的兼容性?！び捎谀芡瑫r(shí)檢測光信號的振幅、相位和偏振，所以能傳達(dá)和提取更詳細(xì)的信息，進(jìn)而增加對例如色散等網(wǎng)絡(luò)損傷的容忍度，且改善系統(tǒng)性能。·在密集波分復(fù)用(DWDM)系統(tǒng)中更好地抑制來自鄰近通道的干擾，從而允許將更多通道填裝在傳輸頻帶中。 所接收的光信號452到電信號454的線性變換，其隨后可使用現(xiàn)代DSP技術(shù)439進(jìn)行分析。 適合于安全通信。圖5是根據(jù)一種實(shí)施方式的用于處理所接收的相位調(diào)制信號的相干接收器的方框圖。相干接收器500包括光前端503、線性有限脈沖響應(yīng)(FIR)濾波器507、本地振蕩器(L0)505、L0F0估計(jì)單元509和乘法器511，即解調(diào)器，以用于數(shù)字本地振蕩器頻率偏移補(bǔ)償。光前端503接收光信號，所述光信號可對應(yīng)于關(guān)于圖4所描述的所接收的光信號452。光前端503可包括關(guān)于圖4所描述的相同組件，即解復(fù)用器423、偏振分束器(PBS) 425、兩個(gè)6端ロ 90度光混合體427、429、兩組平衡檢測器433、兩組跨導(dǎo)放大器(TIA)435和四個(gè)模/數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC) 437。光前端503將關(guān)于圖4所描述的數(shù)字信號454提供給線性FIR濾波器507。線性FIR濾波器507經(jīng)配置以將數(shù)字信號均衡化且在其輸出處提供經(jīng)均衡化的數(shù)字信號530。在這些經(jīng)均衡化的數(shù)字信號530的情況下，LOFO估計(jì)單元509估計(jì)所接收的光信號的本地振蕩器頻率偏移對本地振蕩器頻率。反饋環(huán)路將本地振蕩器頻率偏移提供給本地振蕩器505，且用于控制本地振蕩器505的驅(qū)動(dòng)器。本地振蕩器505的驅(qū)動(dòng)器可調(diào)適由本地振蕩器產(chǎn)生的本地振蕩的頻率，且將經(jīng)調(diào)適的LO信號提供給光前端503。替代地或另外，由LOFO估計(jì)單元509提供的LOFO信號532用于線性濾波器507中的均衡化之后的數(shù)字LOFO補(bǔ)償。具有到本地振蕩器頻率的頻率偏移的經(jīng)均衡化的數(shù)字信號530通過與頻率偏移，S卩，由LOFO估計(jì)單元509提供的LOFO信號532，相乘而在解調(diào)器511中被解調(diào)。解調(diào)器511在其輸出處提供經(jīng)LOFO補(bǔ)償?shù)臄?shù)字信號538。解調(diào)器511可實(shí)施數(shù)字前饋(FFW)補(bǔ)償。LOFO估計(jì)單元509進(jìn)ー步執(zhí)行對快速跟蹤的寬帶寬控制。可根據(jù)關(guān)于圖3所描述的相干接收器來實(shí)施LOFO估計(jì)單元509。LOFO估計(jì)單元509可實(shí)施關(guān)于圖I和2所描述的方法。LOFO估計(jì)單元509可對應(yīng)于關(guān)于圖4所描述的數(shù)字信號處理單元439。依據(jù)速度要求，所述估計(jì)可實(shí)施于高速ASIC中、微控制器中、DSP中或任何其它副處理器中。LOFO估計(jì)單元509中的LOFO估計(jì)是在線性濾波器507中的線性濾波之后但在解調(diào)器511中的解調(diào)之前執(zhí)行。所估計(jì)的LOFO可通過模擬反饋控制環(huán)路來控制LO的驅(qū)動(dòng)器或可用于數(shù)字LOFO補(bǔ)償。在一種實(shí)施方式中，根據(jù)關(guān)于圖I所描述的方法而在LOFO估計(jì)單元509中執(zhí)行相位估計(jì)。經(jīng)補(bǔ)償?shù)南辔豢捎糜谇梆?FFW)相位誤差補(bǔ)償。圖6是根據(jù)一種實(shí)施方式的用于處理所接收的相位調(diào)制信號的相干接收器的方 框圖。相干接收器600包括對應(yīng)于關(guān)于圖3所描述的相位估計(jì)器301和LOFO估計(jì)器303的相位估計(jì)器601和LOFO估計(jì)器603。相干接收器600在其輸入處接收對應(yīng)于關(guān)于圖4所描述的所接收的光信號452的光信號Z(k),所述輸入可對應(yīng)于相位估計(jì)器601的輸入。所接收的光信號包括同相(I)信號分量Re {Z(k)} 650和正交(Q)信號分量Im {Z (k)} 652，其在相位估計(jì)器601的兩個(gè)輸入處提供。相位估計(jì)器601包括兩個(gè)正負(fù)號處理單元605和607、兩個(gè)絕對值處理單元609和611、ー個(gè)模2加法器613、ー個(gè)減法單元615、一個(gè)乘法器617和ー個(gè)先入先出(FIFO)存儲(chǔ)器619。第一正負(fù)號處理單元605形成所接收的光信號的同相(I)信號分量Re {Z(k)} 650的算木正負(fù)號(sgn(I))654，且第二正負(fù)號處理單元607形成所接收的光信號的正交(Q)信號分量Im {Z (k)} 650的算術(shù)正負(fù)號(sgn (Q)) 658。第一絕對值處理單元609形成所接收的光信號的同相(I)信號分量Re {Z(k)} 650的絕對值111656，且第二絕對值處理單元611形成所接收的光信號的正交(Q)信號分量Im{Z(k)}652的絕對值|Q|660。模2加法器613形成同相(I)信號分量Re {Z(k)}650的算術(shù)正負(fù)號(sgn(I))654與正交(Q)信號分量Im{Z(k)}652的算術(shù)正負(fù)號(sgn (Q)) 658的模2加法，且提供正負(fù)號相乘的分量662。模2加法可由XOR門執(zhí)行。當(dāng)?shù)谝惠斎霝镺且第二輸入為O時(shí)，或當(dāng)?shù)谝惠斎霝镮且第二輸入為I時(shí)，輸出為O。當(dāng)?shù)谝惠斎霝镺且第二輸入為I時(shí)，或當(dāng)?shù)谝惠斎霝镮且第二輸入為O時(shí),輸出為I。因此，可將模2加法描述為正負(fù)號乘法。乘法器617執(zhí)行差分量664與正負(fù)號相乘的分量662的乘法,且提供相位估計(jì)q>est666。相位估計(jì)器601進(jìn)ー步包括深度為N的FIFO存儲(chǔ)器619，其存儲(chǔ)相位估計(jì)( _ 666的N個(gè)值，且可用于形成相位估計(jì)<pest668的平均值。相位估計(jì)(pest666或其平均值提供于相位估計(jì)器601的輸出處。同相正負(fù)號(sgn(I))654和正交正負(fù)號(sgn(Q))658的正負(fù)號乘法表示對差分量664的調(diào)整，或表示用得自正負(fù)號乘法的正負(fù)號對差分量664的加權(quán)。當(dāng)執(zhí)行模2加法613時(shí)，相位估計(jì)器601通過僅使用邏輯加法和實(shí)數(shù)加法運(yùn)算來估計(jì)相位。在一種實(shí)施方式中，待補(bǔ)償?shù)南辔皇禽d波相位。
在未在圖6中描繪的ー種實(shí)施方式中，接收器600經(jīng)配置以用于使用相位估計(jì)cpMt來補(bǔ)償相位調(diào)制信號Z(k)與本地振蕩器信號之間的載波相位偏移。LOFO估計(jì)器603包括絕對值FFT單元631、最大值搜索單元633、時(shí)延單元635、減法器637、平均單元639、算術(shù)正負(fù)號單元641和乘法器643。LOFO估計(jì)器603在其輸入處接收相位估計(jì)(pest 668，且將其提供給絕對值FFT單元631，絕對值FFT單元631將大小為N的快速傅里葉變換應(yīng)用于相位估計(jì)668以獲得頻率經(jīng)變換的相位估計(jì)(FFT(tpest))4色對值FFT単元631進(jìn)ー步確定頻率經(jīng)變換的相位估計(jì)(FFT(Cpest))的絕對值，以獲得本地振蕩器頻率偏移信號的絕對值670，且在其輸出處提供。最大值搜索單元633耦合到絕對值FFT單元631的輸出以用于找出本地振蕩器頻率偏移信號的絕對值670的最大頻率值672。LOFO估計(jì)器603還將相位估計(jì)(pest 668提供給時(shí)延單元635，時(shí)延單元635將相位估計(jì)9_ 668延遲時(shí)延T，且在其輸出處提供經(jīng)延遲的相位估計(jì)(pest.T。 減法器637從經(jīng)延遲的相位估計(jì)φ^,τ減去相位估計(jì)q)est668，且在其輸出處提供微分相位估計(jì)(dcpest/dt)676。在ー替代實(shí)施方式中，減法器637從相位估計(jì)Cpest 668減去經(jīng)延遲的相位估計(jì)φΜ .τ，且在其輸出處提供微分相位估計(jì)(d<Pest/dt) 676。時(shí)延單兀645與減法器637 —起形成微分單兀以用于相對于時(shí)間對相位估計(jì)tPest 668進(jìn)行微分。在一替代實(shí)施方式中，使用差分單兀的其它實(shí)施方案，例如基于相位估計(jì)Cpest 668與經(jīng)延遲的相位估計(jì)(Pm τ的共軛復(fù)數(shù)的乘法。平均単元639形成微分相位估計(jì)(dq>est/dt)676的平均值，從而提供經(jīng)平均的微分相位估計(jì)(マ—" ) 678。算術(shù)正負(fù)號單元641確定經(jīng)平均的微分相位估計(jì)(dfest Idt) 678的算木正負(fù)號，且在其輸出處提供本地振蕩器頻率偏移信號的正負(fù)號680。乘法器643經(jīng)配置以使本地振蕩器頻率偏移信號的絕對值670的最大頻率值672與本地振蕩器頻率偏移信號的正負(fù)號680相乘，且在其輸出處提供所估計(jì)的本地振蕩器頻率偏移682，上述輸出為LOFO估計(jì)器603的輸出和相干接收器600的輸出。將所估計(jì)的本地振蕩器頻率偏移682提供為帶正負(fù)號的頻率索引，且可乘以FFT的頻率分辨率Af，以便獲得以赫茲為単位的所估計(jì)的LOFO信號。在一種實(shí)施方式中，后續(xù)的乘法單元執(zhí)行此類乘法。換句話說，將本地振蕩器頻率偏移信號獲得為本地振蕩器頻率偏移信號的絕對值、本地振蕩器頻率偏移信號的正負(fù)號與頻率變換的頻率分辨率的乘積。在一種實(shí)施方式中，將頻率分辨率△ f確定為數(shù)字調(diào)制的復(fù)數(shù)值數(shù)據(jù)信號，即所接收的光信號的同相分量650和正交分量652，的波特率與用于將相位估計(jì)(pest 668變換到頻域中的變換的大小N的四倍的商。圖6描繪應(yīng)用于相位估計(jì)(Rest 668的頻率變換為快速傅里葉變換。在其它實(shí)施方式中，頻率變換為任何其它頻率變換，例如離散傅里葉變換(DFT)、離散余弦變換(DCT)、離散正弦變換(DST)或其反向形式，例如反向快速傅里葉變換、反向DFT、反向DCT或反向DST。在一種實(shí)施方式中，相干接收器600包括補(bǔ)償單元(圖6中未描繪)，其用于通過使用本地振蕩器頻率偏移信號來補(bǔ)償相位調(diào)制信號Z(k)與本地振蕩器信號之間的載波頻率偏移。在一種實(shí)施方式中，相位調(diào)制信號z (k)是BPSK或QPSK信號。在一種實(shí)施方式中，相位調(diào)制信號Z (k)是光BPSK或光QPSK信號?？蓪δ承K執(zhí)行估計(jì)。當(dāng)LOFO僅緩慢地改變時(shí)，不需要連續(xù)的估計(jì)。頻域(FD)LOFO估計(jì)的分辨率取決于FFT的大小N，且可確定為Λ f =波特率/N/4。最大LOFO估計(jì)范圍是指波特率/8 (3. 5GHzi28Gbaud)。對于28Gbaud，下表表示FFT大小N與頻率分辨率Δ f之間的關(guān)系對于28Gbaud
權(quán)利要求
1.ー種用于估計(jì)具有同相分量I和正交分量Q的相位調(diào)制信號z(k)的相位的方法(100)，所述方法包括 確定(101)所述相位調(diào)制信號Z (k)的所述同相分量I ; 確定(103)所述相位調(diào)制信號Z (k)的所述正交分量Q ; 確定(105)所述同相分量I和所述正交分量Q的絕對值的差以獲得差分量I Q ； 確定(107)所述同相分量I的正負(fù)號以獲得同相正負(fù)號sgn(I)； 確定(109)所述正交分量Q的正負(fù)號以獲得正交正負(fù)號sgn(Q);以及 基于所述同相正負(fù)號sgn⑴和所述正交正負(fù)號Sgn(Q)來調(diào)整(111)所述差分量II-IqI的正負(fù)號以獲得相位估計(jì)Φθ#。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法(100)，其進(jìn)ー步包括對所述相位估計(jì)(test求平均以用于確定所述相位的平均值。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的方法(100)，其中所述調(diào)整(111)所述正負(fù)號包括用表示所述同相正負(fù)號sgn(I)與所述正交正負(fù)號sgn(Q)的正負(fù)號乘法的正負(fù)號來對所述差分量11卜IQl進(jìn)行加權(quán)。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任ー權(quán)利要求所述的方法(100)，其中通過所述同相正負(fù)號sgn(I)和所述正交正負(fù)號sgn(Q)的模2加法來確定所述差分量|l|-|Q|的所述正負(fù)號。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任ー權(quán)利要求所述的方法(100)，其中所述估計(jì)所述相位僅包括邏輯加法和實(shí)數(shù)加法運(yùn)算。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任ー權(quán)利要求所述的方法(100)，其進(jìn)ー步包括 通過使用所述相位估計(jì)來補(bǔ)償所述相位調(diào)制信號Z (k)與本地振蕩器信號之間的載波相位偏移。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任ー權(quán)利要求所述的方法(100)，其中所述相位是載波相位。
8.一種用于估計(jì)相位調(diào)制信號Z (k)的本地振蕩器頻率偏移信號的方法(200)，所述方法包括 根據(jù)權(quán)利要求I到7中任ー權(quán)利要求來確定(201)所述相位調(diào)制信號Z (k)的相位估計(jì) Φ est ； 將所述相位估計(jì)Φ est變換(203)到頻域中以獲得經(jīng)變換的相位估計(jì)FFT ((test)； 相對于時(shí)間對所述相位估計(jì)Φθ8 進(jìn)行微分(205)以獲得微分相位估計(jì)d<i)est/dt ; 確定(207)所述經(jīng)變換的相位估計(jì)FFT((test)的最大值以獲得所述本地振蕩器頻率偏移信號的絕對值； 確定(209)所述微分相位估計(jì)dctest/dt的平均值以獲得經(jīng)平均的微分相位估計(jì)；以及 確定(211)所述經(jīng)平均的微分相位估計(jì)的正負(fù)號以獲得所述本地振蕩器頻率偏移信號的正負(fù)號。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法(200)，其中獲得所述本地振蕩器頻率偏移信號作為所述本地振蕩器頻率偏移信號的所述絕對值、所述本地振蕩器頻率偏移信號的所述正負(fù)號與所述頻率變換(203)的頻率分辨率Af的乘積。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的方法(200)，其中所述變換(203)包括快速傅里葉變換。
11.根據(jù)權(quán)利要求8、9或10所述的方法(200)，其中所述微分(205)包括將所述相位估計(jì)Φθ#延遲預(yù)定時(shí)延T以獲得經(jīng)延遲的相位估計(jì)(test，T ;以及 確定所述相位估計(jì)<i>est與所述經(jīng)延遲的相位估計(jì)<i)est, T的差。
12.根據(jù)權(quán)利要求8到11中任ー權(quán)利要求所述的方法(200)，其包括 將所述頻率分辨率確定為數(shù)字調(diào)制的復(fù)數(shù)值數(shù)據(jù)信號的波特率與用于將所述相位估計(jì)變換到頻域中的所述變換的大小N的四倍的商。
13.根據(jù)權(quán)利要求8到12中任ー權(quán)利要求所述的方法(200)，其包括 將所述相位估計(jì)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中，所述存儲(chǔ)器的大小等于或大于用于將所述相位估計(jì)Φ est變換(203)到頻域中的所述變換的所述大小N。
14.根據(jù)權(quán)利要求8到13中任ー權(quán)利要求所述的方法(200)，其進(jìn)ー步包括 通過使用所述本地振蕩器頻率偏移信號來補(bǔ)償所述相位調(diào)制信號Z (k)與本地振蕩器信號之間的載波頻率偏移。
15.根據(jù)前述權(quán)利要求8到14中任ー權(quán)利要求所述的方法(200)，其中所述相位調(diào)制信號Z (k)是BPSK或QPSK信號，尤其是光BPSK或光QPSK信號。
16.根據(jù)前述權(quán)利要求8到15中任ー權(quán)利要求所述的方法(200)，其進(jìn)ー步包括 接收前端(503)接收所述相位調(diào)制信號Z (k);以及 使用所述本地振蕩器頻率偏移信號來控制所述接收前端(503)。
17.一種用于處理所接收的相位調(diào)制信號Z(k)的相干接收器(300)，所述接收器包括 相位估計(jì)器(301)，其經(jīng)配置以根據(jù)權(quán)利要求I到7中任ー權(quán)利要求所述的方法來估計(jì)所述相位調(diào)制信號Z (k)的相位；以及 振蕩器頻率估計(jì)器(303)，其經(jīng)配置以根據(jù)權(quán)利要求8到16中任ー權(quán)利要求所述的方法來估計(jì)本地振蕩器頻率偏移信號。
18.ー種具有程序代碼的計(jì)算機(jī)程序，所述程序代碼在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行時(shí)用于執(zhí)行權(quán)利要求I到16中任ー權(quán)利要求所述的方法(I00、200)中的ー種。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于估計(jì)具有同相分量和正交分量的相位調(diào)制信號的相位的方法(100)，所述方法包括確定(101)所述相位調(diào)制信號的所述同相分量；確定(103)所述相位調(diào)制信號的正交分量；確定(105)所述同相分量和所述正交分量的絕對值的差以獲得差分量；確定(107)所述同相分量的正負(fù)號以獲得同相正負(fù)號；確定(109)所述正交分量的正負(fù)號以獲得正交正負(fù)號；以及基于所述同相正負(fù)號和所述正交正負(fù)號來調(diào)整(111)所述差分量的正負(fù)號以獲得相位估計(jì)。
文檔編號H03L7/085GK102725960SQ201180004845
公開日2012年10月10日 申請日期2011年8月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月19日
發(fā)明者法比安·尼古拉斯·漢斯科, 齊娟 申請人:華為技術(shù)有限公司