[发明专利]用于在相干收发器中执行同相和正交偏斜校准的装置和方法

说明书

描述了一种用于在相干收发器中执行IQ时间偏斜校准的方法和装置。接收四信道信号。通过将所述四信道信号转换为四个复数输入来构造4x8MIMO均衡器的一组输入，每个复数输入具有与估计的载波频率偏移对应的相移。所述一组输入还包括所述四个复数输入的共轭副本。使用来自所述4x8MIMO均衡器的输出，通过最小化所述MIMO输出与参考信号之间的误差来计算均衡器系数。通过以下方式使用所述均衡器系数来估计接收器IQ偏斜和发送器IQ偏斜，即通过将所述均衡器系数从时域转换到频域以确定接收器IQ差分相位响应和发送器IQ差分相位响应，所述接收器IQ差分相位响应和所述发送器IQ差分相位响应指示所述时域中的相应接收器IQ偏斜和发送器IQ偏斜。然后，执行偏斜补偿。

相关申请交叉引用

本申请要求先前于2020年8月31日递交的申请号为17/008,402、发明名称为“用于在相干收发器中执行同相和正交偏斜校准的装置和方法(APPARATUS AND METHOD FOR IN-PHASE AND QUADRATURE SKEW CALIBRATION IN A COHERENT TRANSCEIVER)”的美国非临时申请的优先权，其内容通过在允许结合的管辖范围内引用结合在本申请中。

技术领域

本发明涉及用于光传输的方法和设备，具体涉及用于校准相干收发器中IQ时间偏斜的方法和设备。

背景技术

相干光收发器(也称为相干收发器)用于通过调制通过光缆等光信道传输的光的幅度和相位来发送和接收光信号。例如，可以使用正交幅度调制(quadrature amplitudemodulation，QAM)对数据进行编码，并且可以使用偏振复用(polarization multiplexing，PM)将传输容量翻倍。一种用于相干传输的技术涉及使用两个单独的电数据信道(同相(I)数据信道和正交(Q)数据信道)来调制光信号的I和Q相位分量。在偏振复用IQ调制器中，I和Q信道用于调制两个正交偏振中的每一个中的信号：用于X偏振信号的I信道(通常表示为XI)；用于Y偏振信号的I信道(通常表示为YI)；用于X偏振信号的Q信道(通常表示为XQ)；用于Y偏振信号的Q信道(通常表示为YQ)。

发送器和接收器处的IQ调制器的I数据信道与Q数据信道之间的时间未对齐(也称为偏斜)(也称为IQ偏斜)是一种可能降低相干收发器性能的损伤，对于高符号率的高阶调制格式尤为如此。IQ偏斜会导致接收器处出现采样误差，该采样误差无法通过接收器数字信号处理器(digital signal processor，DSP)中的传统2x2多输入多输出(multiple-input multiple-output，MIMO)均衡器补偿。该采样误差可能会导致信噪比(signal-to-noise ratio，SNR)显著降低。此外，大于符号持续期一半的IQ偏斜可能会导致接收器DSP中出现采集失败，因为该误差可能会超出2x2 MIMO均衡器的容量。

在传统2x2 MIMO均衡之后，可以使用额外的IQ均衡在一定程度上补偿IQ偏斜。然而，均衡性能可能会受到偏振模色散(polarization mode dispersion，PMD)、偏振相关损耗(polarization dependent loss，PDL)和放大的自发辐射(amplified spontaneousemission，ASE)噪声等信道损伤的影响。

一些光接收器可以包括数字信号处理器(digital signal processor，DSP)(也称为DSP单元)，其设计用于在工厂校准或收发器自校准期间测量IQ偏斜。现有方法先估计接收器处的IQ偏斜，然后再估计发送器处的IQ偏斜；然而，接收器处的估计IQ偏斜受到发送器处存在IQ偏斜的影响。

因此，提供用于更精确地校准IQ偏斜(接收器处的IQ偏斜和发送器处的IQ偏斜)的方法和装置将是有用的。

发明内容