[发明专利]光相干接收装置中的相位估计方法

说明书

技术领域

本发明涉及光相干接收装置，具体光相干接收装置中的相位估计方法。

背景技术

随着光通信技术的发展，相干光通信逐渐成为新一代光通信的核心技术，其中PM-QPSK作为一种主流调制方法，已经成为OIF标准。对于PM-QPSK接收端DSP（数字信号处理）而言主要分为以下几个模块：定时恢复、线性补偿（色散补偿、偏振补偿）、频偏估计，相位估计等，其中相位估计是其重要组成部分之一。

通常情况下，相位估计算法如下，相位噪声估计过程就是通过估计算法消除传输符号的影响，建立相位噪声估计器的过程，通常情况下采用4次方的方法进行估计。

设输入的信号为Z(i)：

其中c(i)为传输符号，为相位噪声，n(i)为系统加性噪声；

则，将输入信号Z(i)4次方后简化加性噪声的表示得到结果为：

由于传输符号c(i)为QPSK或者4QAM的调制方式（QPSK需加的相差后再进行4次方运算），其4次方后为一常量C，因此不会影响相位噪声的估计；n'(i)为4次方后的加性噪声，得到的最终结果为：

通过4次方运算后的结果估计其复数相角的来得到其相位估计量θ：

θ=14arg(Z4)---(4)]]>

通常情况下为了减小加性噪声对估计器性能的影响，会采用均值滤波的方法减小噪声，如对L个估计量取均值，因此最终估计量θ＇表示为：

θ′=14arg(Σk=0LZ4)---(5)]]>

通过上述处理过程可知，这样的方法在计算中将会大量使用4次方运算，对于高速相干光通信系统而言，大量的乘法器资源将被消耗，如果使用例如FPGA这样乘法器有限的硬件系统来实现时会极大的约束其他处理模块的性能，同时降低系统的稳定性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是解决光相干接收装置中的相位估计方法中大量使用4次方运算，从而大量消耗乘法器资源，极大的约束其他处理模块的性能，降低系统稳定性的问题。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是提供一种光相干接收装置中的相位估计方法，包括以下步骤：

利用坐标旋转数字计算方法将以复数信息表示的输入信号转换为以相位信息表示的第一信号a(i)，

利用模运算消除第一信号中的γ(i)得到第二信号c(i)，第二信号c(i)为待处理的相位噪声信号；

对第二信号c(i)进行相位噪声值动态调整得到第三信号N(i)；

利用公式得到第四信号d(i)；

计算第四信号d(i)的平均值得到估计相位seta：

利用估计相位seta对第一信号a(i)进行相位补偿得到输出信号out，out＝a(i)-seta；

其中：γ(i)为传输信号的角度，为相位噪声的角度，ε(i)为加性噪声的角度；i为正整数，表示在处理的第i个数据。

在上述方法中，设定第一信号a(i)具有M位有效数据，输出范围为[0,2^M]，表示的角度范围为[0,2π]，且数字表示同实际角度值为线性对应关系。