[发明专利]用于对调制信号进行解码的方法和系统

说明书

在用于对差分M进制相或正交调幅信号进行解码的方法和系统中，根据多个不同的解码规则对输入信号进行解码，其中，所述多个解码规则对应于信号频率与本地振荡器参考频率之间的频差或失配的不同数值。本发明允许增加用于最大可允许频率偏置的公差窗口，因此有助于加速初始锁定过程或允许具有较低调谐粒度的设备。

技术领域

本发明涉及一种用于对调制信号，特别是相干接收和解码的差分 M进制相或正交调幅光信号，进行解码的改进的方法和系统。

背景技术

在差分M进制调相信号的相干光接收中，处于某个给定频率的输入光信号与被设置为接近频率的参考本地振荡器非线性混合(或叠加)。所期望的结果是处于差频的混合信号，其在相位角中携带原始较高频率信号的信息(诸如幅度、相位和频率调制)，但以较低并且因此更容易处理的频率振荡。

所检测的相位角取决于两个因素：发射(发送)的符号；以及本地振荡器激光与输入光信号的中心频率之间的频率偏置。在零差 (Homodyne)相干检测方案中，人们努力将本地振荡器的频率精确地设置在光信号的中心波长处，并且因此频率偏置为零。实际上，几乎不能实现频率的完美匹配，并且因此零差检测方案在实践中通常是“内差(Intradyne)”，即本地振荡器的波长不等于输入信号的中心波长，但是非常靠近输入信号的中心波长并且在输入信号的频谱内。然而，在许多实际应用中，本地振荡器的波长位于输入信号的频谱之外的外差(Heterodyne)检测方案越来越普及，主要是因为它们可以用更少数量的光学部件来实现。在外差检测方案中，通过将接收信号乘以(“下变频”)具有差频的正弦函数或余弦函数，电补偿本地振荡器激光与输入光信号的中心频率之间的频率偏置。

在零差/内差检测和外差检测两者中，混合的结果是两个基带信号，其包含信号的同相(I)分量和正交(Q)分量。可以在星座图中以图形表示同相分量和正交分量，并且分量的不同范围值(或区域) 可以与不同的信号比特相关联。将正交分量分配给信号比特构成允许从同相分量和正交分量提取编码信号的解码方案。

由于电子设备中的缺陷和本地振荡器激光的有限的频率稳定性，在实际中，在内差检测和外差检测两者中几乎不能实现完美的频率偏置。由于不完美的偏置，所检测的差分相位角在星座中旋转。如果频率偏置过大，则不能再正确地检测差分相位角。出于实际目的，本地振荡器频率偏差或下变频频率必须保持在约±50MHz的阈值以下，以允许在622Mbaud(D)QPSK调制信号的情况下进行可靠检测。这不是一个太大的技术挑战，并已被证明是有效可行和稳定的。

然而，上述条件意味着最初当系统被启动并且本地振荡器激光扫描可用于信号的频带时，需要非常缓慢地进行扫描过程以足够接近地定位到正确的频率窗口。典型的可调谐激光覆盖大约4太赫兹或更大的光频带。以100MHz的分辨率扫描该频带需要40,000个步长或更多。在每个激光频率步长之后，数字信号处理对所接收的比特进行解码，并且尝试识别所接收的数据流中的预定帧定界比特模式。对于M＝4，比特流由两个比特对组成。然而，通常不知道字节本身在此比特流内开始的位置。通常，采用并行帧搜寻器单元来扫描用于帧定界模式的比特流，其中每个帧搜寻器在比特流内采用不同的偏置。对于M＝4，通常使用四个并行帧搜寻器单元。假设激光每秒扫描100个步长，则完整的本地振荡器激光扫描可能需要400秒，这对于许多实际应用来说是不可接受的长时间间隔。

在现有技术中，已经采用幅度检测来增加扫描速度。在这些方案中，进行粗略扫描，直到检测到信号幅度增加，并且然后如上所述仅执行激光的微调。然而，这些方案引入了额外的复杂性。

所需要的是一种改进的解码方法，其允许在启动系统时加快扫描过程。

发明内容

为了此目的，本申请提出了用于对调制信号进行解码的方法和系统。