[发明专利]基于导频和二维投影直方图的CO-OFDM系统中的CPE补偿方法

说明书

本发明提出一种基于导频和二维投影直方图的CO‑OFDM系统中的CPE补偿方法，首先采用较少的几个子载波作为导频得到导频对应的相位噪声值，对其平均得到每个OFDM符号CPE相位噪声的大致取值范围，并在每个OFDM符号对应的星座图上做初步的相位噪声补偿。然后，对初步补偿后的星座图在同相分量和正交分量分别投影，对同相和正交两个维度上做投影直方图算法得到的相位噪声值求平均值得到更精细的相位噪声估计值，并结合初始补偿值得到最终的CPE相位噪声补偿值。本发明解决了CO‑OFDM系统中的CPE相位噪声补偿问题，以及传统导频辅助CPE补偿方法的频谱效率问题和传统CPE盲估计方法的判决误差和以π/2为周期的相位偏差问题。

技术领域

本发明涉及光传输技术领域，具体涉及一种用于相干光正交频分复用系统(Coherent Optical Orthogonal Frequency Division Multiplexing,CO-OFDM)的基于导频(Pilots-aided,PA)和二维投影直方图(2-dimensional Projection Histogram,2PH)的相位噪声补偿方法。

背景技术

相干光正交频分复用(CO-OFDM)系统结合了相干光通信以及OFDM的优点，抗色散能力强、接收机灵敏度以及频谱效率高。相位噪声是CO-OFDM系统的主要损伤，主要来自于激光器的线宽，由发送端和接收端的相位不匹配导致。首先，OFDM是一种多载波调制技术，与单载波调制技术相比，其符号周期较大，对相位噪声更加敏感，相位噪声会破坏子载波间的正交性，引起公共相位误差(Common Phase Error,CPE)和子载波间干扰(Inter-carrierInterference,ICI)从而恶化系统性能，且激光器相位噪声在色散光纤种传输后会转换为强度噪声，制约最大传输距离。其次，CO-OFDM的调制方式通常为多进制正交幅度调制(Multiple Quadrature Amplitude Modulation,MQAM)，而MQAM作为一种高阶调制极易受到相位噪声的影响。最后，CO-OFDM系统中的相干检测技术需要精确跟踪传输信号和本地振荡器输出之间的相位和频率，而激光器相位噪声会对其造成干扰。

经对现有文献检索发现，目前相位噪声抑制算法主要分为CPE补偿算法和ICI补偿算法。CO-OFDM系统中，CPE相位噪声使得频域OFDM符号内各个子载波具有相同的相位噪声分量，在星座图上表现为星座点的整体旋转；ICI相位噪声是不同子载波具有的随机相位旋转，在星座图上表现为星座点的旋转。当激光器线宽较小时，ICI可以等价为零均值的高斯噪声处理，只需估计CPE就能有较好的补偿效果；当激光器线宽较大时，则需要将ICI作为维纳过程处理。