[发明专利]应用于异步光纤离散多音频系统的采样频率偏差估计方法

说明书

本发明公开了一种应用于异步光纤离散多音频系统的采样频率偏差估计方法，首先将两个相同的训练序列TS分别置于一帧光纤离散多音频DMT信号的头部和尾部，经定时同步后对接收到的两个训练序列TS进行FFT运算获得各子载波上的频率数据；然后将尾部TS频域数据除以头部TS相应子载波上的频域数据消除信道响应影响，以获得采样频率偏差SFO对尾部TS各子载波引入的残留相位；再对获得的残留相位做最小二乘法处理以降低系统噪声及其他干扰的影响，获得尾部TS各子载波上残留相位的斜率参数；最后根据估计的斜率参数计算出采样频率偏差SFO。本发明不需要进行信道估计，降低了信道估计不准确的影响，从而提供较高的SFO估计准确性。

技术领域

本发明涉及光纤通信领域，特别涉及一种应用于异步光纤离散多音频系统的采样频率偏差估计方法。

背景技术

随着物联网、云计算、第五代移动网络等新业务的快速发展，人们对信息传输速率的要求越来越高。为了满足用户对宽带业务日益增长的需求，直接检测光正交频分复用(DDO-OFDM)技术被认为是未来高速光网络中最有前途的技术之一，在学术与工业界均引起了广泛的关注和研究。光纤离散多音频(DMT)技术是一种特殊的DDO-OFDM，其不需要在数字或模拟域进行上下变频，从而降低了硬件实现的复杂度，因此，它更适合成本敏感的短距离应用。

通常，光纤DMT收发器采用异步时钟方案，这必然会导致DAC和ADC之间的采样时钟频率的偏差。采样频率偏差(SFO)在频域的损伤表现为子载波相位偏移、振幅衰减和子载波间干扰(ICI)；而在时域则可能引入码间干扰(ISI)。其中，子载波相位偏移和振幅衰减可以通过DSP算法进行估计和补偿。通过合理设计DMT帧参数，如循环前缀/后缀的长度和每个DMT帧中DMT符号的数目，可以抵抗ISI；而ICI可以看作是加性噪声，当SFO较小时可以忽略不计。然而，当SFO较大时，SFO引入的ICI会严重恶化系统性能。因此SFO估计是光纤DMT系统中一个关键DSP技术，其估计准确性直接关系到SFO的补偿性能。基于训练序列(TS)的SFO估计方法是一种常用的SFO估计方法，其拥有较低的硬件实现复杂度。但该方法往往需要DMT发射机发送较多的TS，在接收端对接收到的多个TS进行时域或者频域平均以提高SFO估计的准确性。但是该方法的系统开销较大。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种算法简单、准确度高的应用于异步光纤离散多音频系统的采样频率偏差估计方法。

本发明解决上述问题的技术方案是：一种应用于异步光纤离散多音频系统的采样频率偏差估计方法，包括以下步骤：

S1：将两个相同的训练序列TS分别置于一帧光纤离散多音频DMT信号的头部和尾部；

S2：经定时同步后对接收到的两个训练序列TS进行FFT运算初步获得各子载波上的频率数据；

S3：将尾部TS频域数据除以头部TS相应子载波上的频域数据消除信道响应影响，以获得采样频率偏差SFO对尾部TS各子载波引入的残留相位；

S4：对获得的残留相位做最小二乘法处理以降低系统噪声及其他干扰的影响，获得尾部TS各子载波上残留相位的斜率参数；

S5：最后根据估计的斜率参数计算出采样频率偏差SFO。

上述应用于异步光纤离散多音频系统的采样频率偏差估计方法，所述步骤S2中，头部和尾部两个TS做FFT运算后的频域数据分别表示为：