[发明专利]一种应用于DQPSK系统的线宽补偿模块及其补偿方法

摘要

本发明公开了一种应用于DQPSK系统的线宽补偿模块及其补偿方法，方法为：对矢量信号数据的虚实部进行同比例放大的预处理；连续N个数据为一组的分组数据按先后顺序，先对相位预补偿量值初始值为0的第一组数据进行相位预补偿，然后对下组数据预补偿，每组矢量信号数据预补偿过程中采用相位放大和归一化运算计算得到残余的相位噪声大小，对N个相位数据求平均，并除以四，获得残余相位偏移值，利用残余相位偏移值对预补偿后的数据进行残余相位噪声补偿，当前数据组的残余相位偏移值与预补偿相位值相加，作为对下一组N个数据的进行相位补偿的相位预补偿值；本发明方法和装置针对DQPSK系统由于光源的线宽效应对信号相位造成的影响进行有效补偿，降低了计算复杂度。 1

主权项

1.一种应用于DQPSK系统的线宽补偿装置，其特征在于:包括如下装置设置于数字处理芯片中：

预处理模块(101)：矢量信号数据按照时间先后顺序分组,以每组包括N个连续数据进入预处理模块；预处理模块对组内矢量信号数据的虚实部进行2的m次方倍数同比例放大，最小比特宽度值m是数据设定的比特宽度与表示该数据所需要的最小比特宽度的差值；

相位计算模块(102)：对预处理模块(101)输出信号数据采用cordic算法计算，获得矢量信号数据相位值在[0,2π)范围内的相位值进入预补偿模块；

相位预补偿模块(103)：预补偿模块对每组数据进行逐组处理，当前处理组内的每一个相位数据P_i(1＜＝i＜＝N)，减去相位预补偿量P_pre，得到初处理后数据P_i'＝P_i‑P_pre；

残余相位偏移计算模块(104)：对相位预补偿模块(103)处理后信号的组内N个相位数据乘以四，将其归一化到[‑π,+π)的范围内，对归一化后的相位数据平均运算，把平均值缩小四倍获得当前组数据的残余相位偏移值；

残余相位补偿模块(105)：将经相位预补偿模块(103)处理的预补偿相位值P_i'减去残余相位偏移值，完成补偿得到最终调制相位；

相位预补偿量更新模块(106)：为初值为零的累加模块，每次计算出一次残余相位偏移P₁之后，与预补偿相位值P_pre进行一次累加计算，将累加值输出作为下一组数据的相位预补偿量P_pre’＝P_pre+P₁。

2.根据权利要求1所述的一种应用于DQPSK系统的线宽补偿装置，其特征在于：所述相位预补偿模块内设置有移位寄存器，其深度设置为完成归一化步骤和获得残余相位偏移值步骤在数字处理芯片中运行完成所需要的时钟周期数。

3.根据权利要求1所述的一种应用于DQPSK系统的线宽补偿装置，其特征在于：所述每组矢量信号数据包含实部和虚部两个数据，每个数据采用补码表示，数据宽度为16比特，数据取值范围为[‑32768,32767]。

4.根据权利要求1所述的一种应用于DQPSK系统的线宽补偿装置，其特征在于：所述每组数据中的N值由偏振复用相移键控系统中的激光器线宽变化速度和数字处理芯片运行速度确定，与激光器线宽变化速度成反比关系，与数字处理芯片运行速度正相关。

5.根据权利要求4所述的一种应用于DQPSK系统的线宽补偿装置，其特征在于：所述N值优选为16或32或64。

6.一种应用于权利要求1所述线宽补偿装置的方法，其特征在于：对矢量信号数据的虚实部进行同比例放大的预处理；计算矢量信号数据的相位大小；连续N个数据为一组的分组数据按先后顺序，先对相位预补偿量值初始值为0的第一组数据进行相位预补偿，然后对下组数据进行预补偿，每组矢量信号数据预补偿过程中采用相位放大和归一化运算计算得到残余的相位噪声大小，对N个相位数据求平均，并除以四，获得残余相位偏移值，利用残余相位偏移值对预补偿后的数据进行残余相位噪声补偿，当前数据组的残余相位偏移值与预补偿相位值相加，作为对下一组N个数据的进行相位补偿的相位预补偿值。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：所述矢量信号数据的预处理包括如下步骤：判断矢量信号数据的实虚部的正负符号位值，实部数据和虚部数据判断同时进行；当实部位值大于等于零时，进入步骤202，预处理模块计算1所在的最高比特位置，得到最高有效比特位数R₂；否则进入步骤201，计算0所在的最高比特位置，得到最高有效比特位数R₁；当虚部位值大于等于零时，进入步骤203，计算1所在的最高比特位置，得到最高有效比特位数I₁；否则进入步骤204，计算0所在的最高比特位置，得到最高有效比特位数I₂；由步骤205对步骤201和步骤202的有效比特位数进行比较，为当实部数据为负时，R＝R₂；否则R＝R₁；由步骤206对步骤203和步骤204的有效比较特位数进行比较，为当虚部数据为负时，I＝I₂，否则I＝I₁；然后比较实虚部的有效比特位数的大小，即比较I和R，得到两者的较大值max(R,I)，由步骤207设置的公式E＝M‑1‑max(R,I)得到最大可扩展比特位数E，其中M表示每个数据在数字处理芯片中表示时所占用的比特位数；最后，步骤209对矢量信号数据进行有效比特位扩展，将矢量信号数据的实虚部同时左移E个比特位。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：所述矢量信号数据采用移动寄存器的延迟同步方法，使矢量信号数据和与其对应的最大可扩展比特位数E值保持同步。

9.根据权利要求6或7或8所述的方法，其特征在于：其预补偿步骤具体包括如下：

步骤301：当前组内的每一个相位数据P_i(1＜＝i＜＝N)，减去相位预补偿量P_pre，得到P_i'＝P_i‑P_pre，第一组数据对应的预补偿相位值P_pre为零；

步骤302：将预补偿后的相位数据P_i'均左移2位，保留相位数据的低32位，使相位数据表示的相位值归一化到[0,2π)范围；

步骤303：将得到的相位数据均减去32768，将相位数据的最高位取其相反值；

步骤304：将一组内经过步骤303处理的相位数据相加，然后除以N，将平均值右移2位缩小4倍，得到残余相位偏移数据值；

步骤306：将完成预补偿后的相位数据，减去步骤304计算得到残余相位偏移数据，获得完成了线宽相位偏移补偿的相位数据；

步骤307：当前的预补偿相位数值P_pre，加上当前组计算得到的残余相位偏移数据，得到的结果作为下一组数据的相位预补偿值P_pre。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于：所述步骤306之前设置有步骤305：相位数据后采用设置移位寄存器延迟同步方法，使移位寄存器深度设置为步骤302、303、304在数字处理芯片中运行完成所需要的时钟周期数，使预补偿后的一组相位数据与其对应的残余线宽相位偏移数据保持同步。