[发明专利]一种残余载波频偏抑制方法

说明书

本发明公开了一种残余载波频偏抑制方法，步骤包括：首先，产生M个可能的残余载波频偏，选取其中一个在频域上对接收信号进行残余载波频偏补偿；接着，计算载波相位的频谱分量以及计算载波相位频谱对称性；然后，分别计算剩下的(M‑1)个可能的残余载波频偏对应的载波相位频谱对称性并且选取对称性最高的一个作为最终残余载波频偏估计；最后，在时域上对多个OFDM符号进行残余载波频偏估计并且取平均。本发明基于载波相位频谱对称性分析，在频域上对接收信号进行操作，在频域即可获得载波相位频谱，方法复杂度低，实用性强，能有效降低系统对载波频偏估计算法精度的要求，提高系统对残余载波频偏的容忍度。

技术领域

本发明属于光通信技术领域，特别涉及相干光正交频分复用系统中的一种残余载波频偏抑制方法。

背景技术

相干光正交频分复用(CO-OFDM)具有高光谱效率、灵活的频谱分配、有效地抵抗码间串扰等优点，是下一代弹性光网络中的重要物理层技术之一。但是CO-OFDM系统的一个主要缺陷是对载波相位极为敏感。CO-OFDM系统中的载波相位波动主要由相位噪声以及载波频偏这两部分产生。

为了抑制光相位噪声，研究人员提出一种将光相位噪声进行傅里叶基底(DFT-based)展开的方法，该方法不仅能够估计出共同相位噪声(CPE)，而且能够抑制子载波间的干扰(ICI)。具体见参考文献：X.Fang,C.Yang,T.Zhang and F.Zhang,Orthogonal BasisExpansion-Based Phase Noise Suppression for PDM CO-OFDM System,IEEEPhotonics Technol.Lett.,vol.26,no.4,pp.376-379,Feb,2014。但是，该算法的前提是载波频偏需要被完美地补偿。在现实的通信系统中，发送端和接收端激光器存在一定量(几个GHz之内)的频偏。为了估计载波频偏，研究人员提出了利用训练符号之间的相关特性的方法来进行频偏估计，具体见参考文献：T.M.Schmidl and D.C.Cox,Robust frequency andtiming synchronization for OFDM,IEEE Trans.Commun.,vol.45,no.12,pp.1613-1621,Dec,1997。这种载波频偏估计方案没有考虑到激光器线宽的影响，它的估计精度随着激光器线宽的增加而急剧下降，虽然经过研究人员的不断改进，频偏估计的精度得到提高，但是仍然有几个MHz的残余载波频偏，具体见参考文献：H.Y.Rha,C.J.Youn,E.S.Nam,andH.W.Choi,Simple full-range carrier frequency offset estimation for highspeed CO-OFDM,Opt.Express,vol.21,no.20,pp.23896-23906,Sep,2013。即使是2～3MHz的残余载波频偏都会对后面的相位噪声抑制算法产生很大的影响，严重降低了CO-OFDM系统对激光器线宽的容忍度。

为此，研究一种针对残余载波频偏的抑制方法对于提高CO-OFDM系统的准确性具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种残余载波频偏抑制方法，该方法基于载波相位频谱对称性分析，能够提高CO-OFDM系统对残余载波频偏的容忍度，同时方法复杂度低且实用性强。

本发明的目的通过以下的技术方案实现：一种残余载波频偏抑制方法，首先，产生M个可能的残余载波频偏，选取其中一个在频域上对接收信号进行残余载波频偏补偿；接着，计算载波相位的频谱分量以及计算载波相位频谱对称性；然后，分别计算剩下的(M-1)个可能的残余载波频偏对应的载波相位频谱对称性并且选取对称性最高的一个作为最终残余载波频偏估计；最后，在时域上对多个OFDM符号进行残余载波频偏估计并且取平均。本发明基于载波相位频谱对称性分析，在频域上对接收信号进行操作，在频域即可获得载波相位频谱，方法复杂度低，实用性强，能有效降低系统对载波频偏估计算法精度的要求，提高系统对残余载波频偏的容忍度。