專利名稱：一種基于單載波頻域均衡的信號(hào)處理方法、裝置及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光纖通訊領(lǐng)域中的信號(hào)處理技術(shù)，尤其涉及一種基于單載波頻域均衡 (SC-FDE，Single Carrier-Frequency Domain Equalization)的信號(hào)處理方法、裝置及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在光纖通訊系統(tǒng)的信號(hào)傳輸過程中，由于高速率傳輸帶來的色散和偏振模色散 (PMD, Polarization Mode Dispersion)等情況，導(dǎo)致傳輸信道的失真和畸變，傳輸信道的失真和畸變進(jìn)一步會(huì)引起碼間干擾，碼間干擾是影響光纖通訊系統(tǒng)中的通信質(zhì)量的主要因素。因此，光纖通訊系統(tǒng)中使用SC-FDE技術(shù)來解決碼間干擾問題。SC-FDE技術(shù)中的一種解決碼間干擾問題方法是插入訓(xùn)練序列的信號(hào)處理方法，具體為在光發(fā)信機(jī)將訓(xùn)練序列作為獨(dú)特字(UW，Unique Word)與所要發(fā)送的數(shù)據(jù)(Data)組成數(shù)據(jù)幀，將數(shù)據(jù)幀調(diào)制后的調(diào)制信號(hào)發(fā)送給光收信機(jī)；光收信機(jī)對(duì)接收到的調(diào)制信號(hào)進(jìn)行解調(diào)得到解調(diào)后的數(shù)據(jù)幀，再利用解調(diào)后的數(shù)據(jù)幀中的UW進(jìn)行時(shí)間同步、頻偏估計(jì)和信道估計(jì)。其中，所述數(shù)據(jù)幀的結(jié)構(gòu)如

圖1所示，由前后兩個(gè)UW和數(shù)據(jù)組成，每幀數(shù)據(jù)之間重疊一個(gè)UW ；所述UW為長(zhǎng)度是M+2L的序列，構(gòu)成UW的方法為先產(chǎn)生長(zhǎng)度為M的特定序列， 將該特定序列中后L個(gè)符號(hào)復(fù)制，添加到長(zhǎng)度為M的序列之前形成前綴，將該特定序列中前 L個(gè)符號(hào)復(fù)制，添加到長(zhǎng)度為M的序列之后形成后綴，構(gòu)成長(zhǎng)度為M+2L的UW。所述長(zhǎng)度為M 的特定序列，使用恒包絡(luò)零自相關(guān)(CAZAC，Const Amplitude Zero Auto-Corelation)序列為最優(yōu)序列。所述利用解調(diào)后的數(shù)據(jù)幀中的UW進(jìn)行時(shí)間同步、頻偏估計(jì)和信道估計(jì)包括 目前已有技術(shù)進(jìn)行時(shí)間同步的方法為khmidl方法，頻偏估計(jì)是基于時(shí)間同步計(jì)算而得， 信道估計(jì)為采用最大似然估計(jì)法。但是上述插入訓(xùn)練序列的方法中存在以下問題一、傳輸CAZAC序列組成的數(shù)據(jù)幀需要使用高端數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC， Digital-to-Analog Converter)，而高端DAC結(jié)構(gòu)復(fù)雜且價(jià)格高；二、上述信號(hào)處理方法進(jìn)行時(shí)間同步所使用的khmidl同步計(jì)算方法，由于解調(diào)后的數(shù)據(jù)幀中前后兩個(gè)UW相同，所以會(huì)出現(xiàn)確定的同步位置不夠準(zhǔn)確的問題，且^^!11土(11 同步計(jì)算方法存在相關(guān)峰不夠尖銳的問題；三、上述信號(hào)處理方法信道估計(jì)所使用的最大似然估計(jì)法，由于需要進(jìn)行大量的矩陣以及逆矩陣運(yùn)算，所以運(yùn)算量巨大，因此會(huì)占用光收信機(jī)較大的處理資源?？梢?，目前已有的插入訓(xùn)練序列的信號(hào)處理方法，無法簡(jiǎn)化光發(fā)信機(jī)硬件設(shè)備及降低光發(fā)信機(jī)的成本，并且無法保證時(shí)間同步的準(zhǔn)確性，以及信道估計(jì)時(shí)占用光收信機(jī)較大的處理資源
發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種基于SC-FDE的信號(hào)處理方法、裝置及系統(tǒng)，簡(jiǎn)化光發(fā)信機(jī)硬件設(shè)備及降低光發(fā)信機(jī)的成本，并且提高時(shí)間同步的準(zhǔn)確性，以及減少
信道估計(jì)時(shí)占用的處理資源。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明提供了一種基于SC-FDE的信號(hào)處理方法，該方法包括光發(fā)信機(jī)產(chǎn)生UW序列和同步數(shù)據(jù)塊，用UW序列組成數(shù)據(jù)幀，用同步數(shù)據(jù)塊和數(shù)據(jù)幀組成超級(jí)幀，將超級(jí)幀作為基帶信號(hào)發(fā)送給光收信機(jī)。上述方案中，所述產(chǎn)生UW序列，包括使用二元序列組成UW序列，根據(jù)以下條件選定二元序列
M-I u(n)u((n+ k) modM)
n=Q
權(quán)利要求
1.一種基于單載波頻域均衡SC-FDE的信號(hào)處理方法，其特征在于，該方法包括 光發(fā)信機(jī)產(chǎn)生獨(dú)特字UW序列和同步數(shù)據(jù)塊，用UW序列組成數(shù)據(jù)幀，用同步數(shù)據(jù)塊和數(shù)據(jù)幀組成超級(jí)幀，將超級(jí)幀作為基帶信號(hào)發(fā)送給光收信機(jī)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述產(chǎn)生UW序列，包括使用二元序列組成UW序列，根據(jù)以下條件選定二元序列Γ
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述同步數(shù)據(jù)塊為由A、B、C三段同步序列組成，A段同步序列長(zhǎng)L個(gè)比特，B和C同步序列均長(zhǎng)N個(gè)比特； 其中，A同步序列的L個(gè)比特?cái)?shù)據(jù)為二元序列s' (η) (η = N/2-L，· · ·，Ν/2-1) ；B和C同步序列為Sync(Ii)，Sync (n) = s' (η) χ (η), χ (η)為長(zhǎng)度為N的二元序列，選定χ (η) 二元序列的條件與產(chǎn)生UW序列時(shí)選定二元序列的條件相同；其中，所述s' (η)可以根據(jù)條件{，= t廣、/2)………HO[
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述將超級(jí)幀作為基帶信號(hào)發(fā)送給光收信機(jī)之后，該方法還包括光收信機(jī)接收到光發(fā)信機(jī)發(fā)來的基帶信號(hào)后，利用同步數(shù)據(jù)塊對(duì)接收到的超級(jí)幀做滑動(dòng)計(jì)算進(jìn)行時(shí)間同步，再利用UW序列進(jìn)行相關(guān)計(jì)算獲得信道估計(jì)值。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述利用同步數(shù)據(jù)塊對(duì)接收到的超級(jí)幀做滑動(dòng)計(jì)算進(jìn)行時(shí)間同步，包括光收信機(jī)分別讀取兩個(gè)偏振態(tài)的基帶信號(hào)中長(zhǎng)度大于同步數(shù)據(jù)塊中B和C同步序列的長(zhǎng)度之和的數(shù)據(jù)；利用自身產(chǎn)生的長(zhǎng)度為同步數(shù)據(jù)塊中B或C同步序列的長(zhǎng)度的與光發(fā)信機(jī)產(chǎn)生同步數(shù)據(jù)塊時(shí)所用的二元序列相同的序列對(duì)讀取的部分基帶信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行滑動(dòng)計(jì)算；滑動(dòng)計(jì)算的結(jié)果中的最大值所對(duì)應(yīng)的解調(diào)后的基帶信號(hào)數(shù)據(jù)即為時(shí)間同步的位置。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述利用UW序列進(jìn)行相關(guān)計(jì)算獲得信道估計(jì)值之前，該方法還包括光收信機(jī)對(duì)時(shí)間同步后的基帶信號(hào)進(jìn)行頻率偏差估計(jì)；根據(jù)頻率偏差估計(jì)的結(jié)果消除載波頻率偏差，對(duì)消除載波頻率偏差后的基帶信號(hào)進(jìn)行信道估計(jì)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述對(duì)消除載波頻率偏差后的基帶信號(hào)進(jìn)行信道估計(jì)，包括光收信機(jī)按照光發(fā)信機(jī)產(chǎn)生UW序列的方式產(chǎn)生長(zhǎng)度為M的UW序列， 利用自身產(chǎn)生的UW序列與消除載波頻率偏差后的基帶信號(hào)做相關(guān)計(jì)算，獲取信道估計(jì)結(jié)
8.一種基于SC-FDE的信號(hào)處理方法，其特征在于，該方法包括光收信機(jī)接收到光發(fā)信機(jī)發(fā)來的基帶信號(hào)后，利用同步數(shù)據(jù)塊對(duì)接收到的超級(jí)幀做滑動(dòng)計(jì)算進(jìn)行時(shí)間同步，再利用UW序列進(jìn)行相關(guān)計(jì)算獲得信道估計(jì)值。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述光收信機(jī)接收到光發(fā)信機(jī)發(fā)來的基帶信號(hào)之前，該方法還包括光發(fā)信機(jī)產(chǎn)生UW序列和同步數(shù)據(jù)塊，用UW序列組成數(shù)據(jù)幀，用同步數(shù)據(jù)塊和數(shù)據(jù)幀組成超級(jí)幀，將超級(jí)幀作為基帶信號(hào)發(fā)送給光收信機(jī)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述產(chǎn)生UW序列，包括使用二元序列
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述同步數(shù)據(jù)塊為由A、B、C三段同步序列組成，A段同步序列長(zhǎng)L個(gè)比特，B和C同步序列均長(zhǎng)N個(gè)比特； 其中，A同步序列的L個(gè)比特?cái)?shù)據(jù)為二元序列s' (η) (η = N/2-L，· · ·，Ν/2-1) ；B和C同步序列為Sync(Ii)，Sync (n) = s' (η) χ (η), χ (η)為長(zhǎng)度為N的二元序列，選定χ (η) 二元序列的條件與產(chǎn)生UW序列時(shí)選定二元序列的條件相同；其中，所述s' (η)可以根據(jù)條件{，= t廣、/2)………HO[s (n) = S (N-η)..............η = 1,2,...,N / 2-1
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述利用同步數(shù)據(jù)塊對(duì)接收到的超級(jí)幀做滑動(dòng)計(jì)算進(jìn)行時(shí)間同步，包括光收信機(jī)分別讀取兩個(gè)偏振態(tài)的基帶信號(hào)中長(zhǎng)度大于同步數(shù)據(jù)塊中B和C同步序列的長(zhǎng)度之和的數(shù)據(jù)；利用自身產(chǎn)生的長(zhǎng)度為同步數(shù)據(jù)塊中B或C同步序列的長(zhǎng)度的與光發(fā)信機(jī)產(chǎn)生同步數(shù)據(jù)塊時(shí)所用的二元序列相同的序列對(duì)讀取的部分基帶信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行滑動(dòng)計(jì)算；滑動(dòng)計(jì)算的結(jié)果中的最大值所對(duì)應(yīng)的解調(diào)后的基帶信號(hào)數(shù)據(jù)即為時(shí)間同步的位置。
13.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述利用UW序列進(jìn)行相關(guān)計(jì)算獲得信道估計(jì)值之前，該方法還包括光收信機(jī)對(duì)時(shí)間同步后的基帶信號(hào)進(jìn)行頻率偏差估計(jì)；根據(jù)頻率偏差估計(jì)的結(jié)果消除載波頻率偏差，對(duì)消除載波頻率偏差后的基帶信號(hào)進(jìn)行信道估計(jì)。
14.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述對(duì)消除載波頻率偏差后的基帶信號(hào)進(jìn)行信道估計(jì)，包括光收信機(jī)按照光發(fā)信機(jī)產(chǎn)生UW序列的方式產(chǎn)生長(zhǎng)度為M的UW序列， 利用自身產(chǎn)生的UW序列與消除載波頻率偏差后的基帶信號(hào)做相關(guān)計(jì)算，獲取信道估計(jì)結(jié)^ ο
15.一種基于SC-FDE的信號(hào)處理系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括光發(fā)信機(jī)和光收信機(jī)；其中，光發(fā)信機(jī)，用于產(chǎn)生UW序列和同步數(shù)據(jù)塊，用UW序列組成數(shù)據(jù)幀，用同步數(shù)據(jù)塊和數(shù)據(jù)幀組成超級(jí)幀，將超級(jí)幀作為基帶信號(hào)發(fā)送給光收信機(jī)；光收信機(jī)，用于接收到光發(fā)信機(jī)發(fā)來的基帶信號(hào)后，利用同步數(shù)據(jù)塊對(duì)接收到的超級(jí)幀做滑動(dòng)計(jì)算進(jìn)行時(shí)間同步，再利用UW序列進(jìn)行信道估計(jì)。
16.一種光發(fā)信機(jī)，其特征在于，該光發(fā)信機(jī)包括發(fā)送信號(hào)處理模塊和光調(diào)制模塊； 其中，發(fā)送信號(hào)處理模塊，用于產(chǎn)生UW序列和同步數(shù)據(jù)塊，用UW序列組成數(shù)據(jù)幀，用同步數(shù)據(jù)塊和數(shù)據(jù)幀組成超級(jí)幀，將超級(jí)幀發(fā)送給光調(diào)制模塊；光調(diào)制模塊，用于接收發(fā)送信號(hào)處理模塊發(fā)來的超級(jí)幀作為基帶信號(hào)，將基帶信號(hào)調(diào)制后發(fā)送給光收信機(jī)。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的光發(fā)信機(jī)，其特征在于，所述發(fā)送信號(hào)處理模塊，具體用于使用二元序列組成UW序列，根據(jù)以下條件選定二元序列Γ M......k=0M-I^u(n)u((n + k)modM) = U-M....…^ = M72 ；其中，u (η)為 UW 序列，M 為 UW 序列的長(zhǎng)0......else度，k = 0，1，· · ·，M-I ；u (n) e {+1，-1}，η = 0，1，…，M-I ；所述u (η)序列的長(zhǎng)度是4的倍數(shù)； u (η)中的第Μ/2-1個(gè)和第M-I個(gè)設(shè)置為_1 ； 所述UW序列的前半部分與后半部分呈互補(bǔ)關(guān)系 u(n) = -U(η+Μ/2)，η = 0，…，M/2-2。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的光發(fā)信機(jī)，其特征在于，所述發(fā)送信號(hào)處理模塊，具體用于由A、B、C三段同步序列組成，A段同步序列長(zhǎng)L個(gè)比特，B和C同步序列均長(zhǎng)N個(gè)比特；其中，A同步序列的L個(gè)比特?cái)?shù)據(jù)為二元序列s' (η) (η=N/2-L，· · ·，Ν/2-1) ；B 和 C 同步序列為 Sync (η)，Sync (n) = s ‘ (η) χ (η)，χ (η)為長(zhǎng)度為N的二元序列，選定χ (η) 二元序列的條件與產(chǎn)生UW序列時(shí)選定二元序列的條件相同；
19.一種光收信機(jī)，其特征在于，該光收信機(jī)包括接收信號(hào)處理模塊和光解調(diào)模塊； 其中，光解調(diào)模塊，用于接收光發(fā)信機(jī)發(fā)來的調(diào)制信號(hào)，對(duì)調(diào)制信號(hào)解調(diào)得到基帶信號(hào)，將解調(diào)后的基帶信號(hào)發(fā)送給接收信號(hào)處理模塊；接收信號(hào)處理模塊，用于接收到光解調(diào)模塊發(fā)來的基帶信號(hào)后，利用同步數(shù)據(jù)塊對(duì)接收到的超級(jí)幀做滑動(dòng)計(jì)算進(jìn)行時(shí)間同步，再利用UW序列進(jìn)行信道估計(jì)。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的光收信機(jī)，其特征在于，所述接收信號(hào)處理模塊，具體用于分別讀取兩個(gè)偏振態(tài)的基帶信號(hào)中長(zhǎng)度大于同步數(shù)據(jù)塊中B和C同步序列的長(zhǎng)度之和的數(shù)據(jù)；利用自身產(chǎn)生的長(zhǎng)度為同步數(shù)據(jù)塊中B或C同步序列的長(zhǎng)度的與光發(fā)信機(jī)產(chǎn)生同步數(shù)據(jù)塊時(shí)所用的二元序列相同的序列對(duì)讀取的部分基帶信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行滑動(dòng)計(jì)算；滑動(dòng)計(jì)算的結(jié)果中的最大值所對(duì)應(yīng)的解調(diào)后的基帶信號(hào)數(shù)據(jù)即為時(shí)間同步的位置。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的光收信機(jī)，其特征在于，所述接收信號(hào)處理模塊，具體用于對(duì)時(shí)間同步后的基帶信號(hào)進(jìn)行頻率偏差估計(jì)；根據(jù)頻率偏差估計(jì)的結(jié)果消除載波頻率偏差，對(duì)消除載波頻率偏差后的基帶信號(hào)進(jìn)行信道估計(jì)。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的光收信機(jī)，其特征在于，所述接收信號(hào)處理模塊，具體用于按照光發(fā)信機(jī)產(chǎn)生UW序列的方式產(chǎn)生長(zhǎng)度為M的UW 序列，利用自身產(chǎn)生的UW序列與消除載波頻率偏差后的基帶信號(hào)做相關(guān)計(jì)算，獲取信道估計(jì)結(jié)果。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于單載波頻域均衡(SC-FDE)的信號(hào)處理方法，包括光發(fā)信機(jī)產(chǎn)生獨(dú)特字(UW)序列和同步數(shù)據(jù)塊，用UW序列組成數(shù)據(jù)幀，用同步數(shù)據(jù)塊和數(shù)據(jù)幀組成超級(jí)幀，將超級(jí)幀作為基帶信號(hào)發(fā)送給光收信機(jī)。本發(fā)明還同時(shí)公開了一種基于SC-FDE的信號(hào)處理系統(tǒng)，采用本發(fā)明能簡(jiǎn)化光發(fā)信機(jī)硬件設(shè)備及降低光發(fā)信機(jī)的成本，并且提高時(shí)間同步的準(zhǔn)確性，以及減少信道估計(jì)時(shí)占用的處理資源。
文檔編號(hào)H04B10/04GK102447659SQ20121000460
公開日2012年5月9日 申請(qǐng)日期2012年1月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月9日
發(fā)明者易鴻, 高健 申請(qǐng)人:中興通訊股份有限公司