專利名稱：光相干接收機(jī)、光相干接收機(jī)用頻差估計(jì)裝置及方法
光相干接收機(jī)、光相干接收機(jī)用頻差估計(jì)裝置及方法 應(yīng)用領(lǐng)域
本發(fā)明涉及光通信，更具體地，涉及光通信用的光相干接收機(jī)。 背景介紹
隨著對(duì)光通信系統(tǒng)的容量要求和靈活性要求的逐步提升，相干光通
信技術(shù)變得越來越重要。和非相干技術(shù)(比如"開一關(guān)"鍵控，on-offkey， OOK)或自相千技術(shù)(如差分四相相移鍵控DQPSK)相比，相干技術(shù)有 如下優(yōu)點(diǎn)大約3dB的光信噪比(OSNR)增益；可以采用更高效的調(diào)制 技術(shù)(如正交調(diào)制QAM)來提高傳輸容量，可以方便地采用電均衡技術(shù) 來應(yīng)對(duì)信道變化，降低成本等。和電相干技術(shù)一樣，光相干接收機(jī)也需 要一個(gè)裝置來控制本振激光器的頻率使之與載波的頻率之間的差值(即 頻差)為零。而在光通信系統(tǒng)中，并沒有電通信系統(tǒng)中的導(dǎo)頻等信息來 直接提取載波的頻率，所以在光相干接收機(jī)中，控制頻差的第一步是從 接收到的信號(hào)中估計(jì)出頻差。光通信系統(tǒng)的特點(diǎn)對(duì)光相干接收機(jī)中的頻 差估計(jì)裝置提出了以下的要求。首先，由于激光器的溫度穩(wěn)定度、老化 等問題，在實(shí)際系統(tǒng)中頻差可能高達(dá)-5GHz到+5GHz;其次，由于光通信 系統(tǒng)不間斷傳輸?shù)奶攸c(diǎn)，頻差的估計(jì)必須非常準(zhǔn)確和穩(wěn)定；最后，由于 光通信傳輸?shù)男盘?hào)速率很高，相應(yīng)的AD速率和數(shù)字信號(hào)速率都很高， 所以頻差估計(jì)的方法的計(jì)算復(fù)雜度要低。綜上所述，在光相干接收機(jī)中 需要一種大范圍的、穩(wěn)定的、計(jì)算復(fù)雜度低的進(jìn)行頻差估計(jì)的方法和裝 置。
圖l給出了頻差估計(jì)裝置110在光相干接收機(jī)中的位置。圖中的光 混頻器102、本振激光器103、光電檢測(cè)器104， 105、模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC) 106， 107以及控制器112構(gòu)成了相干接收機(jī)的前端處理部118。前端處 理部118將光信號(hào)101變成基帶數(shù)字電信號(hào)I+jQ 108，其中I是同相分量，Q是正交分量。頻差估計(jì)裝置110根據(jù)基帶數(shù)字電信號(hào)I+jQ108估計(jì)出 頻差的數(shù)值111，并將其傳送給控制模塊112來控制本振激光器的頻率使 得頻差為零。數(shù)據(jù)恢復(fù)器109進(jìn)行數(shù)據(jù)恢復(fù)，并輸出恢復(fù)后的數(shù)據(jù)。
圖2給出了 一種由Andreas Leven等提出的實(shí)現(xiàn)頻差估計(jì)裝置的方法 ("Frequency Estimation in Intradyne Reception" ， IEEE Photonics Technology Letters, Volume: 19, No. 6, March 15， 2007, page 366-368)。圖2 中的寄存器201和取共軛器202將輸入的基帶電信號(hào)延時(shí)一個(gè)符號(hào)周期， 并取其共軛，得到信號(hào)207。然后信號(hào)207在乘法器203處與輸入的基 帶電信號(hào)相乘得到信號(hào)208。上述的延時(shí)、共軛和乘法運(yùn)算去除了相位噪 聲(本振和載波相位的隨機(jī)變化，可以認(rèn)為在相鄰的數(shù)個(gè)符號(hào)內(nèi)為常數(shù))。 信號(hào)208的相位中包含了兩個(gè)相鄰符號(hào)的數(shù)據(jù)信息之差和由頻差引入的 在一個(gè)符號(hào)周期內(nèi)的相位偏移。然后，4次方器204去除了數(shù)據(jù)信息，復(fù) 數(shù)求和器205對(duì)信號(hào)209的N個(gè)數(shù)據(jù)求和來去除噪聲的影響；最后，通 過取1/4輻角器206得到了由頻差引入的在一個(gè)符號(hào)周期內(nèi)的相位變化 111。因?yàn)閷?duì)光傳輸系統(tǒng)而言，符號(hào)周期(即符號(hào)速率)是定值，因而相 位變化111就直接代表了要估計(jì)的頻差，比如，如果相位變化111的值為 e,則對(duì)應(yīng)的頻差就是(^/2;0><& (Br為符號(hào)速率)。上述的現(xiàn)有方法的存 在兩個(gè)問題。首先，因?yàn)槿?/4輻角器206的輸出范圍是[-兀/4， +兀/4]， 所以該方法所能估計(jì)的頻差范圍是[-Br/8， +Br/8]。目前光傳輸中可實(shí)現(xiàn) 的最高的符號(hào)速率為20G符號(hào)/秒(symbol/second)，以這樣的系統(tǒng)為例， 該方法可估計(jì)的頻差范圍也只有[-2.5GHz， +2.5GHz]，遠(yuǎn)小于所需要的 [-5GHz， 5GHz]。其次，該方法中既包含了復(fù)數(shù)的乘法運(yùn)算又包含了復(fù)數(shù) 的4次方運(yùn)算，這樣的運(yùn)算的復(fù)雜度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于對(duì)實(shí)數(shù)的加減或邏輯運(yùn)算。 以目前的數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)而言，對(duì)光傳輸系統(tǒng)中速率高達(dá)10G符號(hào)/秒 或20G符號(hào)/秒的符號(hào)進(jìn)行運(yùn)算復(fù)雜度如此高的處理幾乎是不現(xiàn)實(shí)的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的上述問題而作出，其目的是提供一種在光 相干接收機(jī)中使用的估計(jì)頻差的方法和裝置，該方法和裝置可以對(duì)實(shí)際系統(tǒng)中可能出現(xiàn)的頻差實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定、準(zhǔn)確而快捷的估計(jì)。
為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種光相 干接收機(jī)用頻差估計(jì)裝置，所述光相干接收機(jī)包括前端處理部，所述前 端處理部將光信號(hào)變成基帶數(shù)字電信號(hào)，所述頻差估計(jì)裝置包括相位 偏移計(jì)算部，用于計(jì)算所述基帶數(shù)字電信號(hào)中的相位偏移；相位偏移變 化計(jì)算部，用于根據(jù)所述相位偏移計(jì)算部所計(jì)算出的相位偏移，計(jì)算所 述相位偏移的變化，即相位偏移變化；模糊判斷部，用于判斷所述相位 偏移變化計(jì)算部計(jì)算出的所述相位偏移變化中是否存在模糊，輸出不存 在模糊的相位偏移變化；環(huán)路濾波部，用于獲得所述模糊判斷部輸出的
相位偏移變化的加權(quán)平均。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種根據(jù)本發(fā)明第一方面的光相干 接收機(jī)用頻差估計(jì)裝置，其特征在于，所述模糊判斷部通過將所述相位 偏移變化的絕對(duì)值與預(yù)定閾值進(jìn)行比較來判斷所述相位偏移變化中是否 存在模糊。
根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供了一種根據(jù)本發(fā)明第二方面的光相干
接收機(jī)用頻差估計(jì)裝置，其特征在于，所述預(yù)定閾值為7U/4、 71/2或兀。
根據(jù)本發(fā)明的第四方面，提供了一種根據(jù)本發(fā)明第一方面的光相干
接收機(jī)用頻差估計(jì)裝置，其特征在于，所述光接收機(jī)采用QPSK調(diào)制方式。
根據(jù)本發(fā)明的第五方面，提供了一種根據(jù)本發(fā)明第一至第四方面中 任一方面所述的光相干接收機(jī)用頻差估計(jì)裝置，其特征在于，所述相位 偏移計(jì)算部包括取幅角器、預(yù)判器和相位偏移計(jì)算單元，所述取幅角器 用于獲取基帶數(shù)字電信號(hào)的幅角，所述預(yù)判器根據(jù)所述取幅角器獲取的 幅角、所述相位偏移計(jì)算部計(jì)算出的前一相位偏移以及所述環(huán)路濾波器 的前一輸出，判斷所述基帶數(shù)字電信號(hào)的數(shù)據(jù)信息，所述相位偏移計(jì)算 單元根據(jù)所述預(yù)判器的判斷結(jié)果，計(jì)算所述基帶數(shù)字電信號(hào)中的相位偏
移；所述相位偏移變化計(jì)算部包括相位偏移寄存部和減法部，所述相位 偏移寄存部用于寄存所述相位偏移計(jì)算部所計(jì)算出的相位偏移，所述減 法部用于將所述相位偏移計(jì)算部所計(jì)算出的當(dāng)前相位偏移與所述相位偏移寄存部中寄存的前一相位偏移相減，獲得所述相位偏移變化。
根據(jù)本發(fā)明的第六方面，提供了一種根據(jù)本發(fā)明第一方面到第四方 面中任一方面所述的光相干接收機(jī)用頻差估計(jì)裝置，其特征在于，所述 相位偏移計(jì)算部包括抽取分路器、第一相位偏移計(jì)算部、第二相位偏移 計(jì)算部；所述抽取分路器獲得所述基帶數(shù)字電信號(hào)中由相鄰符號(hào)構(gòu)成的
兩路信號(hào)，即第一分路信號(hào)和第二分路信號(hào)；所述第一相位偏移計(jì)算部 計(jì)算所述第一分路信號(hào)的相位偏移；所述第二相位偏移計(jì)算部計(jì)算所述 第二分路信號(hào)的相位偏移；所述相位偏移變化計(jì)算部包括減法部，用于 將所述第一相位偏移計(jì)算部計(jì)算出所述第一分路信號(hào)的相位偏移與所述 第二相位偏移計(jì)算部計(jì)算出的所述第二分路信號(hào)的相位偏移相減，從而 獲得所述相位偏移變化。
根據(jù)本發(fā)明的第七方面，提供了一種根據(jù)本發(fā)明第六方面所述的光 相干接收機(jī)用頻差估計(jì)裝置，其特征在于，所述第一相位偏移計(jì)算部包 括第一取幅角器、第一預(yù)判器和第一偏移計(jì)算單元，所述第一取幅角器 用于獲取所述第一分路信號(hào)的幅角，所述第一預(yù)判器根據(jù)所述第一取幅 角器獲取的幅角，判斷所述第一分路信號(hào)的數(shù)據(jù)信息，所述第一偏移計(jì) 算單元根據(jù)所述預(yù)判器的判斷結(jié)果，計(jì)算所述第一分路信號(hào)中的相位偏 移；所述第二相位偏移計(jì)算部包括第二取幅角器、第二預(yù)判器和第二偏 移計(jì)算單元，所述第二取幅角器用于獲取所述第二分路信號(hào)的幅角，所 述預(yù)判器根據(jù)所述第二取幅角器獲取的幅角、所述第一相位偏移計(jì)算部 計(jì)算出的所述第一分路信號(hào)中的相位偏移、以及從所述環(huán)路濾波器反饋 的輸出，判斷所述第二分路信號(hào)的數(shù)據(jù)信息，所述第二偏移計(jì)算單元根 據(jù)所述預(yù)判器的判斷結(jié)果，計(jì)算所述第二分路信號(hào)中的相位偏移。
根據(jù)本發(fā)明的第八方面，提供了一種根據(jù)本發(fā)明第六方面的所述的 光相干接收機(jī)用頻差估計(jì)裝置，其特征在于，所述抽取分路器由以下兩 種結(jié)構(gòu)中的一種實(shí)現(xiàn)，第一種結(jié)構(gòu)所述抽取分路器包括第一下采樣器、 時(shí)延單元、第二下采樣器，所述第一下采樣器對(duì)所述基帶數(shù)字電信號(hào)進(jìn) 行第一N比1下采樣，將采樣后的信號(hào)作為所述第一分路信號(hào)；所述時(shí) 延單元對(duì)所述基帶數(shù)字電信號(hào)進(jìn)行一個(gè)符號(hào)的延時(shí)；所述第二下采樣器對(duì)所述基帶數(shù)字電信號(hào)進(jìn)行第二N比1下采樣，將采樣后的信號(hào)作為所 述第二分路信號(hào)；其中N為大于1的整數(shù)；第二種結(jié)構(gòu)所述抽取分路 器包括串并轉(zhuǎn)換器，所述串并轉(zhuǎn)換器對(duì)所述基帶數(shù)字電信號(hào)進(jìn)行串并轉(zhuǎn) 換，將轉(zhuǎn)換后的多路并聯(lián)信號(hào)中的相鄰兩路信號(hào)分別所述第一分路信號(hào) 和所述第二分路信號(hào)輸出，所述轉(zhuǎn)換后的多路并聯(lián)信號(hào)中的其它路信號(hào) 接地。
根據(jù)本發(fā)明的第九方面，提供了一種光相干接收機(jī)，其特征在于， 所述相干接收機(jī)包括以上第一至第八方面中任一方面所述的相干接收機(jī) 用頻差估計(jì)裝置。
根據(jù)本發(fā)明的第十方面，提供了一種根據(jù)本發(fā)明第九方面所述的光 相干接收機(jī)，其特征在于，所述光相干接收機(jī)還包括粗頻差監(jiān)測(cè)裝置、 數(shù)字均衡器、選擇器；所述粗頻差監(jiān)測(cè)裝置接收所述數(shù)字均衡器之前的 信號(hào)，所述相干接收機(jī)用頻差估計(jì)裝置接收所述數(shù)字均衡器輸出的信號(hào);
所述選擇器根據(jù)所述數(shù)字均衡器的輸出信號(hào)中的殘余色度色散和偏振模 式色散來選擇所述粗頻差監(jiān)測(cè)裝置和所述相干接收機(jī)用頻差估計(jì)裝置中 的一個(gè)。
根據(jù)本發(fā)明的第十一方面，提供了一種光相干接收機(jī)用頻差估計(jì)方 法，所述光相干接收機(jī)包括前端處理部，所述前端處理部將光信號(hào)變成
基帶數(shù)字電信號(hào)，所述頻差估計(jì)方法包括以下步驟相位偏移計(jì)算步驟， 用于計(jì)算所述基帶數(shù)字電信號(hào)中的相位偏移；相位偏移變化計(jì)算步驟，
用于根據(jù)所述相位偏移計(jì)算步驟所計(jì)算出的相位偏移，計(jì)算所述相位偏
移的變化，即相位偏移變化；模糊判斷步驟，用于判斷所述相位偏移變 化計(jì)算步驟計(jì)算出的所述相位偏移變化中是否存在模糊，輸出不存在模 糊的相位偏移變化；環(huán)路濾波步驟，用于獲得所述模糊判斷步驟輸出的 相位偏移變化的加權(quán)平均。
根據(jù)本發(fā)明的第十二方面，提供了一種根據(jù)本發(fā)明第五到第八方面 中的任一方面所述的光相干接收機(jī)用頻差估計(jì)裝置，其特征在于，所述 預(yù)判器包括減法器、2tt取模器以及71/2求商取整器；所述減法器從所述 取輻角器所獲得的輻角中去除被反饋的相位偏差；所述2tt取模器對(duì)經(jīng)所述相位偏差消除部消除了被反饋的所述相位偏差之后的信號(hào)進(jìn)行2 tc 取模運(yùn)算，將其限制在0到2 "之間；所述求商取整部將經(jīng)2 it取模器
限制在0到2k之間之后的信號(hào)除以預(yù)定值，并獲取商的整數(shù)部分。
根據(jù)本發(fā)明的第十三方面，提供了一種根據(jù)本發(fā)明第五到第八方面 中的任一方面所述的光相干接收機(jī)用頻差估計(jì)裝置，其特征在于，所述
預(yù)判器包括第一減法器、2tu取模器、第一判斷部、第二減法器、第二判
斷部、査表確定部，所述減法器從所述取輻角器所獲得的輻角中去除被
反饋的相位偏差；所述2 t:取模器對(duì)已消除了被反饋的所述相位偏差之后 的信號(hào)迸行2ti取模運(yùn)算，將其限制在0到2n之間；所述第一判斷部 用于將所述2 取模器的輸出與第一閾值進(jìn)行比較；所述第二減法器在所 述2 e取模器的輸出大于所述第一閾值時(shí)，將所述2 取模器的輸出減去 所述第一閾值；所述第二判斷部將所述第二減法器的輸出與第二閾值進(jìn) 行比較；查表確定部，通過査表，根據(jù)所述第一判斷部和所述第二判斷 部的輸出確定所述基帶電信號(hào)中的數(shù)據(jù)相位。
根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供了一種計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序 在被計(jì)算機(jī)或邏輯部件執(zhí)行時(shí)，可以使所述計(jì)算機(jī)或邏輯部件實(shí)現(xiàn)以上 第i""一方面所述的方法或第一到第八方面任一方面所述的頻差估計(jì)裝 置。
根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供了一種計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，該計(jì)算機(jī)可 讀介質(zhì)存儲(chǔ)有所述的計(jì)算機(jī)程序。
根據(jù)本發(fā)明的光相干接收機(jī)用的頻差估計(jì)方法和裝置，不進(jìn)行任何 復(fù)數(shù)乘法運(yùn)算，大大降低了算法復(fù)雜度，可以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定、準(zhǔn)確而快捷的 頻差估計(jì)。


附圖構(gòu)成了本申請(qǐng)的一部分，與說明書一起對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方 式進(jìn)行說明，通過結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的詳細(xì)說明，本發(fā)明的以上及其他 目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將更加顯而易見。在附圖中-
圖1用于說明在現(xiàn)有技術(shù)的光相干接收機(jī)中頻差估計(jì)裝置的位置；圖2示出了現(xiàn)有技術(shù)的頻差估計(jì)裝置；
圖3示出了依據(jù)本發(fā)明一種實(shí)施方式的頻差估計(jì)裝置；
圖4示出了依據(jù)本發(fā)明另一種實(shí)施方式的頻差估計(jì)裝置；
圖5示出了依據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式的光相干接收機(jī)；
圖6示出了利用頻差估計(jì)裝置輸出的頻差控制本振頻率的流程；
圖7示出了利用本發(fā)明相干接收機(jī)的光通信系統(tǒng)；以及
圖8示出了依據(jù)本發(fā)明的頻差估計(jì)方法的示意流程圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明，這些說明都 是示例性的，不是對(duì)本發(fā)明的限制。在整個(gè)附圖中，相同的附圖標(biāo)記表 示相同或?qū)?yīng)的部件。
圖3示出了依據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式的頻差估計(jì)裝置。其輸入是
由光相干接收機(jī)前端處理部118輸出的基帶電信號(hào)108，艮P， / + /2 =，(從+#。+^加)。 一般情況下，基帶電信號(hào)108的輻角既包含了
數(shù)據(jù)信息A，也包含了載波與本振之間的相位偏移，而相位偏移包含了
兩部分， 一部分是相位噪聲A，而另一部分是由頻差引入的相位偏移A①t
(t為時(shí)間)。基于激光器的特性，可以認(rèn)為A在相鄰的幾個(gè)符號(hào)之內(nèi)是不
變的。而顯而易見的是，Acot隨時(shí)間而增加。本發(fā)明的目的在于如何估計(jì) 頻差A(yù)"。下面的說明以QPSK調(diào)制方式，即以^e;r/4,3K/4,5;r/4,7;r/4，為例。
基帶電信號(hào)108首先輸入到取輻角器301，得到基帶電信號(hào)108的 輻角302。預(yù)判器303根據(jù)輻角302和前一個(gè)符號(hào)的相位偏移307以及由 頻差引入的在一個(gè)符號(hào)周期后的相位偏移變化lll (即頻差值A(chǔ)wr， T為 符號(hào)周期)，對(duì)所傳輸?shù)男畔⑦M(jìn)行大致的判斷，輸出預(yù)判值304，其將作 為開關(guān)控制信號(hào)去控制選路開關(guān)305。該預(yù)判的目的是大致地得到基帶信 號(hào)108的數(shù)據(jù)信息A。預(yù)判值304可以為0， 1， 2， 3;分別表示 & =;r/4,3;r/4,5;r/4,7;r/4。選路開關(guān)305根據(jù)開關(guān)控制信號(hào)304將基帶電信 號(hào)的輻角302連接到相位偏移計(jì)算單元306的輸入端口 314、 315、 316或317。相位偏移計(jì)算單元306用輻角302減去通過預(yù)判得到的數(shù)據(jù)信 息A，所得到的差值即為該符號(hào)的相位偏移307。比如，當(dāng)開關(guān)控制信號(hào)
304為0時(shí)，選路開關(guān)305將輻角302連接到端口 314，此時(shí)得到的相 位偏移307就是輻角302減去兀/4。類似地，當(dāng)開關(guān)控制信號(hào)304為1時(shí)， 選路開關(guān)305將輻角302連接到端口315，此時(shí)得到的相位偏移307就 是輻角302減去3兀/4。當(dāng)開關(guān)控制信號(hào)304為2時(shí)，選路開關(guān)305將 輻角302連接到端口 316，此時(shí)得到的相位偏移307就是輻角302減去 5兀/4。當(dāng)開關(guān)控制信號(hào)304為3時(shí)，選路開關(guān)305將輻角302連接到 端口 317，此時(shí)得到的相位偏移307就是輻角302減去7兀/4。
相位偏移307與存于寄存器308中的上一個(gè)符號(hào)的相位偏移經(jīng)減法 器329相減，輸出經(jīng)過一個(gè)符號(hào)周期后的相位偏移變化309，即Awr + w (n 為因信道白噪聲、接收機(jī)電噪聲等引起的相位噪聲)。因?yàn)檩椊?02的范 圍為[O， 2tt]，所以計(jì)算所得的相位偏移有360度模糊，而當(dāng)兩個(gè)符號(hào)的 相位偏移具有不同程度的360度模糊時(shí)，相位偏移變化309中也出現(xiàn)了 360度模糊，此時(shí)的相位偏移變化309的值已不再是Awr + n。
下面用一個(gè)例子說明360度模糊和判決器工作原理。假設(shè)兩個(gè)相鄰 的符號(hào)的相位偏移是e,和92 (-co〈^^ <+00)，而相位偏移計(jì)算部306對(duì) 這兩個(gè)符號(hào)的相位偏移的計(jì)算輸出值為《和A。因?yàn)檩椊?02的輸出范圍 是[O， 2兀]，所以《和4有360度模糊，即^ =《+mx2;r,4 =6>2+h2;r (m 和k是整數(shù))。這樣相位偏移變化309的值為& - ^ =《-A + ("w)x2;r ，
當(dāng)k不等于m時(shí)，相位偏移變化309中就出現(xiàn)了 360度模糊。判決器310
的存在正是為了除去這樣的360度模糊。而判決器的門限設(shè)為兀是基于 以下的原因假設(shè)|《-《|<;r，那么當(dāng)k不等于m時(shí)，卩2-司〉;r，這樣通
過用相位偏移變化309的絕對(duì)值是否大于7c就可以判斷出相位偏移變化
309中是否出現(xiàn)了 360度模糊。從另一個(gè)角度而言，判決器的門限同時(shí)也 把頻差估計(jì)裝置的工作范圍限制到了[-Br/2，Br/2]( |《-創(chuàng)<;r的假設(shè))，當(dāng)
符號(hào)速率為20G符號(hào)/秒時(shí)，本發(fā)明的頻差估計(jì)裝置的工作范圍為 [-10GHz， lOGHz]，已涵蓋了實(shí)際系統(tǒng)中可能出現(xiàn)的頻差的范圍。根據(jù)需 要，判決器310也可以采用其他的門限，例如可以采用tt/2，此時(shí)，將頻差估計(jì)裝置的工作范圍限制到了[-Br/4，Br/4]。而如果采用;r/4，則將頻差 估計(jì)裝置的工作范圍限制到了[-Br/8, Br/8]，雖然此時(shí)所能估計(jì)的頻差范 圍與現(xiàn)有技術(shù)中的相當(dāng)，但由于本發(fā)明不釆用復(fù)雜的包含復(fù)數(shù)的運(yùn)算， 因而仍然具有穩(wěn)定、準(zhǔn)確、快捷的優(yōu)點(diǎn)。也就是說，本領(lǐng)域技術(shù)人員可 以根據(jù)具體的應(yīng)用采用不同的門限。判決器310根據(jù)上述的工作原理拋 棄那些出現(xiàn)了模糊的值并將不包含360度模糊的相位偏移變化312輸入 環(huán)路濾波器311。環(huán)路濾波器311通過加權(quán)的滑動(dòng)平均來去除噪聲，并同 時(shí)跟蹤頻差的變化。環(huán)路濾波器311的輸出(即頻差lll，也就是A"r) 通過加法器312與該符號(hào)的相位偏移307相加，其和即為估算的下一個(gè) 符號(hào)的相位偏移，該估算值被存入寄存器314作為預(yù)判下一個(gè)符號(hào)的依 據(jù)；同時(shí)頻差lll也作為整個(gè)頻差估計(jì)裝置的輸出。
預(yù)判器303例如可以由減法器318、 Mod2兀器(2兀取模器)319和 floor兀/2器320構(gòu)成。減法器318從符號(hào)的輻角302中減去估算出的輸入 符號(hào)的相位偏差313，所以減法器318的輸出321大致上為輸入符號(hào)的數(shù) 據(jù)信息。Mod 2兀器319對(duì)該輸出321進(jìn)行2兀取模運(yùn)算，將其限制在0 到2ti之間，得到輸出322。 floor兀/2器(兀/2求商取整器)320先將該數(shù) 據(jù)相位除以兀/2 (應(yīng)注意，這里兀/2只是示例性的，其比較易于實(shí)現(xiàn)。但 也可采取其它的值，如2兀/5等，只要取整后能夠得到開關(guān)控制信號(hào)即可)，
然后取商的整數(shù)部分并輸出，得到開關(guān)控制信號(hào)304。由此，當(dāng) & =兀/4,3丌/4,5冗/4,7兀/4時(shí)，預(yù)判器的輸出304分別為0， 1， 2， 3。
圖3還示出了另一種預(yù)判器。如圖3的下部所示，預(yù)判器303包 括減法器318、 Mod2;i器319、第一判斷部341、減法器342、第二判 斷部343以及查表部345。第一判斷部341判斷Mod 2兀器319的輸出 (即經(jīng)限制的數(shù)據(jù)相位)是否小于兀。如果小于7U，則進(jìn)入判斷部345; 如果不小于Ti，則在部件342中減去7t后進(jìn)入第二判斷部343。第二判 斷部343判斷其輸入是否小于71/2，并輸出判斷值。查表部345根據(jù)判 斷部341， 343的判斷結(jié)果，輸出開關(guān)控制信號(hào)304。其轉(zhuǎn)換關(guān)系例如
如圖所示。應(yīng)注意，此處的7l/2和7l都只是示例性的，不是對(duì)本發(fā)明的限制。
13環(huán)路濾波器311由乘法器323、 325，加法器324以及寄存器326構(gòu) 成。乘法器323將輸入的相位偏移變化312乘以一個(gè)固定的系數(shù)(l-a) 并獲得輸出327 (a是一個(gè)大于零而且小于1的實(shí)數(shù))。加法器324將該 輸出327與信號(hào)328 (如后所述，信號(hào)328是上一符號(hào)的加權(quán)頻差)相加， 輸出頻差lll。同時(shí)將頻差111輸入到寄存器326。寄存器326中的數(shù)據(jù) 經(jīng)乘法器325乘以一個(gè)固定的系數(shù)a后，得到輸出328，該輸出328到加 法器324來處理下一個(gè)輸入。
環(huán)路濾波器311用于抑制估計(jì)值的噪聲，以得到穩(wěn)定而準(zhǔn)確的估計(jì) 值。在上面的示例中，環(huán)路濾波器311進(jìn)行了一次滑動(dòng)，即只與前一頻 差進(jìn)行了加權(quán)平均。但本領(lǐng)域技術(shù)人員可以意識(shí)到，也可以進(jìn)行多級(jí)滑 動(dòng)。即與前面估計(jì)出的多個(gè)符號(hào)的頻差進(jìn)行加權(quán)平均。此時(shí)，個(gè)符號(hào)的 系數(shù)和仍應(yīng)保持為1。系數(shù)決定了滑動(dòng)的速度，從而確定了在噪聲抑制和 變化跟蹤(即響應(yīng)時(shí)間)之間的折衷。系數(shù)的值應(yīng)該根據(jù)所期望的響應(yīng) 時(shí)間來選擇。
圖3所示的頻差估計(jì)裝置需要對(duì)到達(dá)的每一個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)進(jìn)行處理。 即圖3中的所有運(yùn)算處理必須在一個(gè)符號(hào)周期內(nèi)完成。這樣，當(dāng)傳輸系 統(tǒng)的數(shù)據(jù)速率極高(如數(shù)十Gbit每秒)時(shí)，圖3所示的頻差估計(jì)裝置也 可能存在硬件實(shí)現(xiàn)困難的問題。針對(duì)該問題，本發(fā)明提出了圖4所示的 頻差估計(jì)裝置的低速實(shí)現(xiàn)方法。
如圖4 (a)所示，頻差估計(jì)裝置的低速實(shí)現(xiàn)包括抽取分路器401、 相位偏移及變化計(jì)算器404、模糊判斷器310和環(huán)路濾波器311。對(duì)比圖 3，在圖4所示的低速實(shí)現(xiàn)中主要增加了抽取分路器401并將相位偏移計(jì) 算部和相位偏移變化計(jì)算部合并為相位偏移和變化計(jì)算器406。抽取分路 器可以由圖4(b)或圖4(c)所示的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。
圖4 (b)所示的抽取分路器包括一個(gè)寄存器404和兩個(gè)N比1下采 樣器405和406?；鶐?shù)字信號(hào)108分為兩路， 一路直接輸入下采樣器 405，而另一路經(jīng)寄存器404時(shí)延一個(gè)符號(hào)后輸入下采樣器406。下采樣 器405和406對(duì)輸入的基帶數(shù)字信號(hào)進(jìn)行N比1抽取，分別得到輸出的 數(shù)字信號(hào)402和403。圖4 (c)示出了用串/并變換器實(shí)現(xiàn)的抽取分路器?；鶐?shù)字信號(hào)108輸入串/并變換器418，串/并變換器418的N個(gè)輸出端 口的前兩個(gè)端口的輸出即為所需要的信號(hào)402和403，而串/并變換器418 的其它輸出端口接地。當(dāng)然，也可以使用串/并變換器418的N個(gè)輸出端 口中的前兩個(gè)端口以外的其它兩個(gè)相鄰端口作為輸出端口。圖4 (a)中 的例子說明了當(dāng)抽取比例(N: 1)為4時(shí)，信號(hào)402/403與基帶數(shù)字信 號(hào)108的關(guān)系經(jīng)過抽取分路器后，基帶信號(hào)的第一個(gè)符號(hào)到第十個(gè)符 號(hào)中的第一個(gè)、第五個(gè)、第九個(gè)符號(hào)作為輸出402;而第二個(gè)、第六個(gè)、 第十個(gè)符號(hào)作為輸出403。從該例子可以看出，輸出403始終是輸出402 的下一個(gè)符號(hào)。盡管上面是以抽取比例為4進(jìn)行描述的，但對(duì)于本領(lǐng)域 技術(shù)人員來說，顯見的是，無論抽取比例為多少，輸出403始終是輸出 402的下一個(gè)符號(hào)。輸出402和403被輸入到相位偏移及變化計(jì)算部。
如圖4(d)所示，輸出402經(jīng)取輻角器407得到符號(hào)的輻角409， floor-7i/2器411對(duì)輸入的輻角409除以7t/2，取其商的整數(shù)部分輸出。該 輸出412作為開關(guān)控制信號(hào)將輸入的輻角409輸入相位偏移計(jì)算部306。 開關(guān)控制信號(hào)412和相位偏移計(jì)算部306的工作與圖3中的對(duì)應(yīng)部分完 全相同。相位偏移計(jì)算部306的輸出414與估算的頻差111經(jīng)加法器415 相加得到對(duì)輸出403的符號(hào)的相位偏移的估計(jì)值419，將該值419輸入預(yù) 判器303。預(yù)判器303根據(jù)該估計(jì)值419和所述輸出403的符號(hào)的輻角 410產(chǎn)生并輸出開關(guān)控制信號(hào)413。在該開關(guān)控制信號(hào)413的控制下，輻 角410輸入另一個(gè)相位偏移計(jì)算器306，得到輸出403的符號(hào)的相位偏移 417。相位417和414通過減法器416相減就得到了相鄰符號(hào)的相位偏移 變化309。對(duì)相位偏移變化309的后繼處理(如模糊判斷、環(huán)路濾波等) 與圖3的實(shí)施方式完全相同。
應(yīng)該注意的是，在圖4所示的實(shí)施方式中，floor-兀/2器411也可以 由將相位偏差視為0的預(yù)判器實(shí)現(xiàn)(即對(duì)于圖3所示的預(yù)判器，將其輸 入313視為0)。這樣，部件411和部件303可以由相同的部件實(shí)現(xiàn)。
還應(yīng)該注意的是，雖然在圖4中采用了加法器414，但也可以不采 用該加法器414，而直接將頻差111和相位偏移414直接輸入預(yù)判器。在 預(yù)判器中進(jìn)行相減。綜上所述，圖4所示的實(shí)施例通過抽取分路，在結(jié)構(gòu)上將所有運(yùn)算 處理必須在一個(gè)符號(hào)周期內(nèi)完成這一要求降低為在N個(gè)符號(hào)周期內(nèi)完成 (N為抽取比例)。而對(duì)性能的影響僅僅是響應(yīng)時(shí)間的增加(估計(jì)的精度 和范圍不受影響)。在具體的硬件實(shí)現(xiàn)上，可以根據(jù)硬件的處理能力和需 要的響應(yīng)時(shí)間選擇恰當(dāng)?shù)某槿”壤?br> 本發(fā)明的頻差估計(jì)裝置可直接用于圖1所示的光相干接收機(jī)中來取
代以往的估計(jì)器110。而圖5給出了應(yīng)用本頻差估計(jì)裝置的另一種光相干
接收機(jī)。在該光相干接收機(jī)中，已經(jīng)進(jìn)行了對(duì)頻差的粗略估計(jì)和補(bǔ)償。
該接收機(jī)可以參見陶振寧等人作出的申請(qǐng)?zhí)枮?00710139769.1的中國專 利申請(qǐng)。在此通過引用并入其全部內(nèi)容。針對(duì)該光相干接收機(jī)，本發(fā)明 的頻差估計(jì)裝置可以作為精細(xì)頻差估計(jì)裝置509。
在陶振寧等人的專利申請(qǐng)中，頻差監(jiān)測(cè)器的輸出的極性根據(jù)頻差的 正負(fù)的變化而變化，所以該監(jiān)測(cè)器的輸出可以作為反饋信號(hào)來控制本振 激光器的頻率。而且該監(jiān)測(cè)器的健壯性很強(qiáng)，可以容忍很大的色度色散、 偏振模式色散以及發(fā)送/接收數(shù)據(jù)時(shí)鐘不同步的問題。但是該監(jiān)測(cè)器的問 題在于當(dāng)頻差小于一定的范圍(如lGHz)后，該監(jiān)測(cè)器會(huì)給出錯(cuò)誤的監(jiān) 測(cè)信號(hào)。而這樣范圍內(nèi)的頻差對(duì)于光相干接收而言，仍然是大到了無法 接受的程度。對(duì)比圖l，圖5中增加了數(shù)字均衡器507、粗頻差監(jiān)測(cè)裝置 501、選擇控制裝置503、和針對(duì)頻差估計(jì)裝置的選擇器504。數(shù)字均衡 器507的作用是對(duì)數(shù)字基帶信號(hào)108進(jìn)行均衡來去除色度色散和偏振模 式色散的影響。數(shù)字均衡器507可以由公知技術(shù)實(shí)現(xiàn)(如"Adaptive digital equalization in the presence of chromatic dispersion, PMD, and phase noise in coherent fiber optic systems", CWve〃z' 等，Global Telecommunications Conference, 2004， Page(s): 2545 - 2551 Vol.4)。圖5中粗頻差監(jiān)測(cè)器501 的輸入108是數(shù)字均衡器507前的信號(hào)而精細(xì)頻差估計(jì)裝置的輸入508 是經(jīng)過數(shù)字均衡器507之后的信號(hào)。圖5中的選擇器504包括開關(guān)506， 開關(guān)506根據(jù)控制信號(hào)503將粗頻差監(jiān)測(cè)器的輸出502或精細(xì)頻差估計(jì) 裝置的輸出lll切換到本振激光器的頻率控制器112的輸入。
圖6示出了圖5所示的光相干接收機(jī)的頻差估計(jì)裝置的工作流程。
16如圖6所示，在接收機(jī)啟動(dòng)/重新啟動(dòng)或信道切換時(shí)(步驟601)，選
擇器504將輸出505切換到與輸入502相連(步驟602)。此時(shí)，粗頻差 監(jiān)測(cè)裝置501開始控制本振激光器。此后，當(dāng)粗頻差監(jiān)測(cè)裝置501將頻 差控制到一定的程度后，數(shù)字均衡器507開始正常工作，色度色散和偏 振模式色散的影響被去除(步驟603)。然后，判斷色度色散和偏振模式 色散的影響是否被去除(步驟604)，如被去除(步驟604，是)，則選擇 器504將輸出505切換到與輸入111相連；精細(xì)頻差估計(jì)裝置509開始 控制本振激光器(步驟605)。
由以上的工作流程可以看出，決定精細(xì)頻差估計(jì)裝置開始控制本振 激光器的標(biāo)準(zhǔn)是色度色散和偏振模式色散的影響己經(jīng)基本上被去除(圖6 中步驟604，是)。所以選擇器的控制信號(hào)503可以根據(jù)數(shù)字均衡器的誤 差信號(hào)來確定，也可以通過監(jiān)測(cè)信號(hào)508中殘余的色度色散和偏振模式 色散的方法來得到。色度色散和偏振模式色散的監(jiān)測(cè)可以通過公知技術(shù) 來實(shí)現(xiàn)，如Fiber chromatic dispersion and polarization-mode dispersion monitoring using coherent detection, Biao Fu等，Photonics Technology Letters, IEEE， Volume 17， Issue 7, July 2005 Page(s):1561 — 1563。
圖7給出了利用本發(fā)明的光相干接收機(jī)的光通信系統(tǒng)。該系統(tǒng)用發(fā) 射機(jī)701，光纖鏈路706和接收機(jī)705構(gòu)成。光纖鏈路可以包含一個(gè)或多 個(gè)的節(jié)點(diǎn)702，光纖703，放大器704。除本發(fā)明的光相干接收機(jī)705夕卜， 以上各部分均可由公知技術(shù)構(gòu)成。如"Optical Differential Quadrature Phase-Shift Key (oDQPSK) for High Capacity Optical Transmission" R.A.Griffin等，OFC 2002，所公開的發(fā)射機(jī)技術(shù)。
圖8示出了依據(jù)本發(fā)明的頻差估計(jì)方法的流程圖。該頻差估計(jì)方法 用于以上說明的根據(jù)本發(fā)明的相干接收機(jī)。如圖8所示，所述頻差估計(jì) 方法包括以下步驟相位偏移計(jì)算步驟，用于計(jì)算所述基帶數(shù)字電信號(hào) 中的相位偏移；相位偏移變化計(jì)算步驟，用于根據(jù)所述相位偏移計(jì)算步 驟所計(jì)算出的相位偏移，計(jì)算所述相位偏移的變化，即相位偏移變化； 模糊判斷步驟，用于判斷所述相位偏移變化計(jì)算步驟計(jì)算出的所述相位 偏移變化中是否存在模糊，輸出不存在模糊的相位偏移變化；環(huán)路濾波步驟，用于獲得所述模糊判斷步驟輸出的相位偏移變化的加權(quán)平均。
其中，該相位偏移計(jì)算步驟例如可以由上述的取幅角器301、預(yù)判
器303和相位偏移計(jì)算單元306等實(shí)現(xiàn)。所述相位偏移變化計(jì)算步驟例 如可以由上述寄存器308、減法器329實(shí)現(xiàn)。模糊判斷步驟例如可以由上 述的判決器310實(shí)現(xiàn)，而環(huán)路濾波步驟例如可以由上述環(huán)路濾波器311 實(shí)現(xiàn)。由于以上部件都已在前面進(jìn)行了詳細(xì)描述，因而閱讀了本申請(qǐng)的 本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以很容易理解和實(shí)現(xiàn)這些步驟，并且本文不再對(duì) 這些步驟進(jìn)行詳細(xì)說明。
本發(fā)明的上述裝置也可以由計(jì)算機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)，該計(jì)算機(jī)軟件可以使 計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)上述的裝置的功能，或使計(jì)算機(jī)執(zhí)行上述方法中的步驟。所 述計(jì)算機(jī)例如可以是包括CPU、 ROM、輸入輸出裝置、硬盤、RAM等 的通用計(jì)算機(jī)，也可以是專用的計(jì)算機(jī)。所述計(jì)算機(jī)程序可以是單個(gè)計(jì) 算機(jī)程序，也可是由多個(gè)計(jì)算機(jī)程序組成的程序組。
所述計(jì)算機(jī)程序或計(jì)算機(jī)程序組可保存在計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)上。 所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)例如可以是CD、 DVD、軟盤、閃存、磁帶等本
領(lǐng)域技術(shù)人員所知的各種介質(zhì)。
本發(fā)明的以上說明都是示例性和解釋性的，并不是對(duì)本發(fā)明的限制。 本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求及其等同物來限定。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本 發(fā)明作出各種修改和變型，本發(fā)明旨在覆蓋這些改和變型。
權(quán)利要求
1、一種光相干接收機(jī)用頻差估計(jì)裝置，所述光相干接收機(jī)包括前端處理部，所述前端處理部將光信號(hào)變成基帶數(shù)字電信號(hào)，所述頻差估計(jì)裝置包括相位偏移計(jì)算部，用于計(jì)算所述基帶數(shù)字電信號(hào)中的相位偏移；相位偏移變化計(jì)算部，用于根據(jù)所述相位偏移計(jì)算部所計(jì)算出的相位偏移，計(jì)算所述相位偏移的變化，即相位偏移變化；模糊判斷部，用于判斷所述相位偏移變化計(jì)算部計(jì)算出的所述相位偏移變化中是否存在模糊，輸出不存在模糊的相位偏移變化；環(huán)路濾波部，用于獲得所述模糊判斷部輸出的相位偏移變化的加權(quán)平均。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光相干接收機(jī)用頻差估計(jì)裝置，其特征在 于，所述模糊判斷部通過將所述相位偏移變化的絕對(duì)值與預(yù)定閾值進(jìn)行 比較來判斷所述相位偏移變化中是否存在模糊。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的光相干接收機(jī)用頻差估計(jì)裝置，其特征在 于，所述預(yù)定閾值為兀/4、兀/2或兀。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的光相干接收機(jī)用頻差估計(jì)裝置，其特征在 于，所述光接收機(jī)采用QPSK調(diào)制方式。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1到4任一項(xiàng)所述光相干接收機(jī)用頻差估計(jì)裝置， 其特征在于，所述相位偏移計(jì)算部包括取幅角器、預(yù)判器和相位偏移計(jì)算單元， 所述取幅角器用于獲取基帶數(shù)字電信號(hào)的幅角，所述預(yù)判器根據(jù)所述取 幅角器獲取的幅角、所述相位偏移計(jì)算部計(jì)算出的前一相位偏移以及所 述環(huán)路濾波部的前一輸出，判斷所述基帶數(shù)字電信號(hào)的數(shù)據(jù)信息，所述 相位偏移計(jì)算單元根據(jù)所述預(yù)判器的判斷結(jié)果，計(jì)算所述基帶數(shù)字電信 號(hào)中的相位偏移；所述相位偏移變化計(jì)算部包括相位偏移寄存部和減法部，所述相位 偏移寄存部用于寄存所述相位偏移計(jì)算部所計(jì)算出的相位偏移，所述減法部用于將所述相位偏移計(jì)算部所計(jì)算出的當(dāng)前相位偏移與所述相位偏 移寄存部中寄存的前一相位偏移相減，獲得所述相位偏移變化。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1到4任一項(xiàng)所述的光相干接收機(jī)用頻差估計(jì)裝置， 其特征在于，所述相位偏移計(jì)算部包括抽取分路器、第一相位偏移計(jì)算部、第二 相位偏移計(jì)算部；所述抽取分路器獲得所述基帶數(shù)字電信號(hào)中由相鄰符 號(hào)構(gòu)成的兩路信號(hào)，即第一分路信號(hào)和第二分路信號(hào)；所述第一相位偏 移計(jì)算部計(jì)算所述第一分路信號(hào)的相位偏移；所述第二相位偏移計(jì)算部 計(jì)算所述第二分路信號(hào)的相位偏移；所述相位偏移變化計(jì)算部包括減法部，用于將所述第一相位偏移計(jì) 算部計(jì)算出所述第一分路信號(hào)的相位偏移與所述第二相位偏移計(jì)算部計(jì) 算出的所述第二分路信號(hào)的相位偏移相減，從而獲得所述相位偏移變化。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的光相干接收機(jī)用頻差估計(jì)裝置，其特征在于，所述第一相位偏移計(jì)算部包括第一取幅角器、第一預(yù)判器和第一偏 移計(jì)算單元，所述第一取幅角器用于獲取所述第一分路信號(hào)的幅角，所 述第一預(yù)判器根據(jù)所述第一取幅角器獲取的幅角，判斷所述第一分路信 號(hào)的數(shù)據(jù)信息，所述第一偏移計(jì)算單元根據(jù)所述第一預(yù)判器的判斷結(jié)果， 計(jì)算所述第一分路信號(hào)中的相位偏移；所述第二相位偏移計(jì)算部包括第二取幅角器、第二預(yù)判器和第二偏 移計(jì)算單元，所述第二取幅角器用于獲取所述第二分路信號(hào)的幅角，所述第二預(yù)判器根據(jù)所述第二取幅角器獲取的幅角、所述第一相位偏移計(jì) 算部計(jì)算出的所述第一分路信號(hào)中的相位偏移、以及從所述環(huán)路濾波器 反饋的輸出，判斷所述第二分路信號(hào)的數(shù)據(jù)信息，所述第二偏移計(jì)算單 元根據(jù)所述第二預(yù)判器的判斷結(jié)果，計(jì)算所述第二分路信號(hào)中的相位偏 移。
8、 一種光相干接收機(jī)，其特征在于，所述光相干接收機(jī)包括權(quán)利要 求1_7任一項(xiàng)所述的光相干接收機(jī)用頻差估計(jì)裝置。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的光相干接收機(jī)，其特征在于，所述光相干接收機(jī)還包括粗頻差監(jiān)測(cè)裝置、數(shù)字均衡器、選擇器；所述粗頻差監(jiān)測(cè) 裝置接收所述數(shù)字均衡器之前的信號(hào)，所述光相干接收機(jī)用頻差估計(jì)裝置接收所述數(shù)字均衡器輸出的信號(hào)；所述選擇器根據(jù)所述數(shù)字均衡器的輸出信號(hào)中的殘余色度色散和偏振模式色散來選擇所述粗頻差監(jiān)測(cè)裝置 和所述光相干接收機(jī)用頻差估計(jì)裝置中的一個(gè)。
10、 一種光相干接收機(jī)用頻差估計(jì)方法，所述光相干接收機(jī)包括前端處理部，所述前端處理部將光信號(hào)變成基帶數(shù)字電信號(hào)，所述頻差估計(jì)方法包括以下步驟相位偏移計(jì)算步驟，用于計(jì)算所述基帶數(shù)字電信號(hào)中的相位偏移；相位偏移變化計(jì)算步驟，用于根據(jù)所述相位偏移計(jì)算步驟所計(jì)算出的相位偏移，計(jì)算所述相位偏移的變化，即相位偏移變化；模糊判斷步驟，用于判斷所述相位偏移變化計(jì)算步驟計(jì)算出的所述相位偏移變化中是否存在模糊，輸出不存在模糊的相位偏移變化；環(huán)路濾波步驟，用于獲得所述模糊判斷步驟輸出的相位偏移變化的加權(quán)平均。
全文摘要
本發(fā)明公開了光相干接收機(jī)、光相干接收機(jī)用頻差估計(jì)裝置及方法。所述光相干接收機(jī)包括前端處理部，所述前端處理部將光信號(hào)變成基帶數(shù)字電信號(hào)，所述頻差估計(jì)裝置包括相位偏移計(jì)算部，用于計(jì)算所述基帶數(shù)字電信號(hào)中的相位偏移；相位偏移變化計(jì)算部，用于根據(jù)所述相位偏移計(jì)算部所計(jì)算出的相位偏移，計(jì)算所述相位偏移的變化，即相位偏移變化；模糊判斷部，用于判斷所述相位偏移變化計(jì)算部計(jì)算出的所述相位偏移變化中是否存在模糊，輸出不存在模糊的相位偏移變化；環(huán)路濾波部，用于獲得所述模糊判斷部輸出的相位偏移變化的加權(quán)平均。
文檔編號(hào)H04B10/148GK101442364SQ200710166788
公開日2009年5月27日 申請(qǐng)日期2007年11月19日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月19日
發(fā)明者中島久雄, 磊 李, 陶振寧 申請(qǐng)人:富士通株式會(huì)社