[发明专利]在光通信中恢复载波相位的系统和方法

权利要求书

1.一种用于对接收到的数据进行解码的系统，该数据通过光通信信道从发射器发送到接收器，该系统包括：

载波相位估计器CPE，该CPE估计接收到的符号的载波相位；

跳过程分析器，该跳过程分析器基于缓存的多个符号的载波相位，使用隐马尔可夫模型HMM估计跳概率，以提供跳状态转移矩阵形式的前馈软判定信息；

解调器，该解调器根据所述前馈软判定信息来计算对数似然比LLR；以及

前向纠错FEC解码器，该FEC解码器产生关于与所述数据相对应的符号的硬判定，并纠错。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述CPE还包括：

幂模块，其抑制调制相关的相位偏离；

振幅归一化器，其抑制调制相关的振幅偏离；

低通滤波器，其抑制加性噪声；

相位解缠模块，其解决相位模糊；以及

相位判定模块，其恢复接收到的数据的载波相位。

3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述振幅归一化器基于所有调制的条件均值使相位估计误差最小化。

4.根据权利要求2所述的系统，其中，所述低通滤波器基于根据所述相位噪声的自协方差的矩匹配系统和线性变换维纳滤波器。

5.根据权利要求2所述的系统，其中，所述相位解缠基于至少两个连续的相位估计以使马哈拉诺比斯范数最小化。

6.根据权利要求1所述的系统，其中，所述跳过程分析器针对至少两个连续的相位估计使用扩展的卡尔曼滤波器，估计非时齐隐马尔可夫模型HMM中的所述跳状态转移矩阵。

7.根据权利要求1所述的系统，其中，所述解调器还包括：

偏斜角估计器，其估计星座偏斜角；

相位噪声估计器，其估计残余相位噪声离散；

符号似然度计算器，其根据所述星座偏斜角和所述残余相位噪声离散来确定恢复了相位的符号的符号对数似然度；以及

比特LLR计算器，其根据所述符号对数似然度数据和所述前馈软判定信息来计算用于所述FEC解码器的LLR数据。

8.根据权利要求7所述的系统，其中，使用基于高斯混合模型GMM的期望最大化EM算法估计所述星座偏斜角和所述残余相位噪声离散，其中，所述GMM中的混合的数量至少是调制格式的大小。

9.根据权利要求7所述的系统，其中，所述符号似然度计算器使用线性变换近似或双线性变换近似来考虑残余相位噪声离散。

10.根据权利要求7所述的系统，其中，所述比特LLR计算器沿着由所述跳过程分析器的所述状态转移矩阵定义的网格状态图，使用基于Bahl-Cocke-Jelinek-RavivBCJR的最大后验概率MAP算法。

11.根据权利要求7所述的系统，其中，除了来自所述跳过程分析器的所述前馈软判定信息外，所述比特LLR计算器在turbo回路中使用来自所述FEC解码器的反馈软判定信息。

12.一种利用多维信号来解码数据的系统，所述数据通过光通信信道从发射器发送到接收器，该系统包括：

多输入多输出MIMO载波相位估计器CPE，该MIMO CPE联合地估计接收到的多维信号的载波相位；

MIMO跳过程分析器，该MIMO跳过程分析器基于所述多维信号的缓存的多个符号的载波相位，使用隐马尔可夫模型HMM估计跳概率，以提供联合状态转移矩阵形式的前馈软判定信息；

MIMO解调器，该MIMO解调器根据来自所述MIMO跳过程分析器的所述前馈软判定信息来计算多维信号的似然度；以及

前向纠错FEC解码器，该FEC解码器产生关于与所述数据相对应的符号的硬判定，并纠错。