[发明专利]一种基于最小均方误差的信道载波相位恢复方法

说明书

本发明公开了一种基于最小均方误差的信道载波相位恢复方法，采用基于最小均方误差的信道载波相位恢复模块。通过上述方式，本发明提供了基于最小均方误差的信道载波相位恢复方法，信道载波相位恢复模块参考传统VV相位估计方法，利用最小均方误差方法有效的消除了估计窗内信号相位的抖动对载波相位恢复的影响，因此，与传统相位估计算法相比，本相位恢复模块对相位噪声有更高的容忍性，此外，得益于对估计系数的优化，本相位恢复模块有效的降低了窗长的选择对相位恢复性能的影响，提高了系统稳定性。

技术领域

本发明涉及光通信系统性能检测技术领域，尤其涉及一种基于最小均方误差的信道载波相位恢复方法。

背景技术

随着互联网技术的发展，互联网通信数据量日益增高。为了满足现代通信互联网对通信数据量的要求，基于高阶调制技术的高速相干光通信技术受到广泛关注。然而，高阶调制方式对于传输过程中激光器产生的线性相位噪声非常敏感。因此，准确的相位估计是高速光通信系统中信道估计的关键环节之一。

早期光通信系统的接收机中，相位估计模块多采用VV算法。此类算法针对相位调制信号，通过对信号的指数计算，有效消除信号的相位调制，进而实现相位恢复。然而此种方法为了简化估计过程，假设模块对接受信号进行时域分解后构建的估计窗内信号的相位基本保持不变。因此，此类方法在系统遭遇较强相位噪声或采用高阶调制方式时，性能受限。此外，该假设同时导致VV相位估计方法性能受限于估计窗长的选择。在实际应用中，为了满足该假设，相位估计模块常选用较短的估计窗以保证窗内信号相位的稳定性。然而，对于信噪比较低的系统而言，较短的估计窗无法有效的滤除高斯白噪声，进而影响相位恢复性能。因此，为了保证相位恢复性能，此类方法在实际应用之前，通常需要针对当前系统优化相位估计的窗长。因此，此类方法的适用范围极为有限。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种基于最小均方误差的信道载波相位恢复方法，通过信道载波相位恢复模块在相位估计过程中，充分考虑估计窗内信号的载波相位浮动。因此，有效的避免了相位恢复过程中因为估计窗长的变化对估计结果的影响，进而大大提高了该模块对相位噪声及窗长选择的容忍度，保证了通信系统的稳定性。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供了一种基于最小均方误差的信道载波相位恢复方法，采用基于最小均方误差的信道载波相位恢复模块，包括以下具体步骤：

（1）、信道载波相位恢复模块置于光通信系统中，使用前需将信噪比检测模块置于光通信系统接的光电探测器、时钟恢复模块、色散补偿模块和前置信道估计模块之后；

（2）、信道载波相位恢复模块对接收到的电信号进行时域分离，构建出以当前时刻的待估计信号为中心的，具有一定长度的对称估计窗，并建立当前估计窗信号与待测信号相位之间的理论模型；

（3）、利用最小均方误差方法，计算当前估计窗下的最优估计参数，带入理论模型中，估计当前时刻的载波相位，后进行载波恢复；

（4）、平移估计窗至下一时刻，重复上述步骤恢复下一时刻的载波相位，直至信号结束。

在本发明一个较佳实施例中，所述的信道载波相位恢复模块使用时需与光通信系统相结合，置于光通信系统后端的接收机端。

在本发明一个较佳实施例中，所述的信道载波相位恢复模块对接受到的电信号按照顺序进行时域分离，为每一时刻的信号构建长度为（2L+1）的，以该时刻信号为中心的对称估计窗，以估计窗内所有接受信号为基础，计算该窗中心信号的载波相位。

在本发明一个较佳实施例中，所述的信道载波相位恢复模块引入指数信号模型，即