[发明专利]一种光OFDM系统的采样时钟频率偏移盲估计方法

说明书

本发明公开了一种光OFDM系统的采样时钟频率偏移盲估计方法，包含以下步骤：接收端对基带OFDM信号进行符号同步和信道均衡；分别提取第i个OFDM帧的第m个OFDM符号的第k个子载波上的数据符号；对所提取的数据符号进行四次方取反运算后求出相位并除4获得相位旋转量；将i由1迭代到N_f，重复前述两步操作得到N_f个相位旋转量，并求出平均相位旋转量；由平均相位旋转量计算出采样时钟频率偏移量。本发明无需额外导频或训练符号，降低了OFDM帧结构复杂度和系统成本。

技术领域

本发明涉及光通信技术领域，尤其涉及一种光OFDM系统的采样时钟频率偏移盲估计方法。

背景技术

光正交频分复用(OFDM)系统具有抗频率选择性衰落、频谱利用率高等优点，已广泛应用到光通信领域。光OFDM系统中，在发送端经过数模转换器(DAC)产生OFDM信号，在接收端经过模数转换器(ADC)采样OFDM信号。在实际应用中，驱动DAC以及ADC的时钟信号往往来自于异步的时钟源，故而在系统中存在着采样时钟频率偏差(SCFO)。采样时钟频率偏差将会引起光OFDM系统子载波上的调制符号产生幅度衰减和相位旋转。幅度衰减则可以通过信道均衡予以补偿，采样时钟频率偏差引入的相位旋转将会对光OFDM系统的性能产生损伤。

估计并补偿采样时钟频率偏移的方法大概分为两大类：一类是通过硬件进行实现，比如采用精密的可调时钟电路来降低系统的采样时钟频率偏移，另一类则是通过DSP方案进行实现，这种方式无需额外的硬件开销，成本更低廉。其中，基于DSP方案的采样时钟频率偏移估计算法可分为两类。一类是传统基于导频辅助的采样时钟频率偏移估计，然而基于导频辅助通常需要牺牲系统中若干子载波，因此会降低频谱效率，尤其是对FFT尺寸较小的OFDM系统而言，开销较大。另一类则是基于训练序列辅助的采样时钟频率偏移估计。相比于导频辅助估计方法，基于训练序列的采样时钟频率偏移估计方法能够有效改善系统的频谱效率。

经对现有技术的文献检索发现，Rui Deng等人在Optical Fiber CommunicationsConference and Exhibition(OFC)：1-3(《光纤通信会议》2017)上发表的Real-Time VLLC-OFDM HD-SDI Video transmission system with TS-based SFO estimation(《基于训练序列采样时钟频率偏差估计的激光可见光通信实时高清视频传输系统》)中提及，通过首尾部由多个训练符号构成的OFDM帧以估计采样时钟频率偏移量，该方法不需导频符号提高了频谱效益。但该方法需用到多个训练符号，并且需要对多个训练符号都进行计算操作，复杂度高。

发明内容

本发明针对上述现有技术的不足，提出了一种低复杂度的光OFDM系统的采样时钟频率偏移盲估计方法。本发明通过提取OFDM帧的单个OFDM符号的子载波上的数据符号，估计出采样时钟频率偏移引起的相位旋转，从而估计出光OFDM系统的采样时钟频率偏移，无需额外导频或训练符号，降低了系统复杂度。

为实现上述目的，本发明方法的具体步骤是：

步骤一、发送端连续发送OFDM帧，所述OFDM帧由一个训练符号S^TS和N_sym个调制格式为QPSK的OFDM符号构成；

所述步骤一的OFDM符号由FFT点数为N_FFT的数据子载波、N_CP个循环前缀和N_CS个循环后缀构成，训练符号由FFT点数为N_FFT的训练序列、N_CP个循环前缀和N_CS个循环后缀构成；

步骤二、在接收端，利用所述步骤一的训练符号S^TS对所接收到的OFDM帧进行符号同步，确定符号同步点；