一種時鐘恢復方法、裝置及系統的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及通信領域的時鐘恢復技術，尤其涉及一種時鐘恢復方法、裝置及系統。
【背景技術】
[0002] 隨著互聯網流量的增加，在干線系統的光通信系統中需要更大的容量。當每波長 比特率增加時，在傳輸路徑上的色度色散、偏振模色散以及各種非線性效應導致波形失真， 從而導致信息質量變差。
[0003] 圖1為典型的數字相干接收機框圖，接收光信號被偏振分光器分成相互正交的兩 個偏振態信號；偏振分光器輸出偏振光信號通過90°光混頻器與本振光信號進行混頻；混 頻后的光信號通過平衡光電檢測器轉換為基帶電信號，光電轉換后的電信號為每個偏振態 有兩路信號，由于經過傳輸信道后，兩個偏振態之間有串擾、偏振態也有旋轉，因此接收端 此處的兩個偏振態，每個偏振態有兩路正交信號與發射信號沒有對應關系；然后通過模/ 數轉換器將電信號轉換為數字信號，這樣可以通過數字信號處理技術對該數字信號進行處 理。
[0004] 和非相干技術相比，數字相干接收技術有如下優點：大約3dB的光信噪比增益；可 以方便地采用電均衡技術來應對信道變化，降低成本等；可以采用更高效的調制技術以及 偏振復用來提高傳輸容量。
[0005] 數字相干接收機中，色度色散和偏振模色散的均衡一般分兩部分完成：首先對靜 態色散進行補償，通常采用快速傅立葉變換（Fast Fourier Transformation, FFT)技術進 行頻域快速卷積，以完成靜態色散的補償；然后對殘余的色度色散和偏振模色散進行補償， 通常采用有限長脈沖響應（Finite Impulse Response, FIR)蝶形均衡器來實現，FIR蝶形 濾波器采用自適應算法對系數進行更新，以跟蹤及補償隨時間動態變化的偏振模色散。其 中，FIR蝶形自適應均衡器有均衡、匹配濾波與相位調整的作用。但是，當采樣頻偏存在或 采樣相位變化范圍超過FIR蝶形自適應均衡器調整的范圍時，會引起FIR蝶形自適應均衡 器無法正常工作，因此，需要在FIR蝶形均衡器之前放置一個時鐘相位恢復裝置，用以估計 輸入時/頻域信號的相位誤差，并對輸入時/頻域信號進行相位調整，以保證為自適應均衡 器提供穩定且適宜的采樣相位。
[0006] 現有技術中的時鐘相位恢復方法，如平方時鐘恢復算法、Gardner時鐘恢復算法， 發明人在實現本發明的過程中，發現現有的時鐘相位恢復方案至少存在以下缺陷：
[0007] 由于偏振模色散的差分群延遲及偏振旋轉角度是隨時間隨機變化的，因此，輸入 時/頻域信號的相位會受到偏振模色散影響；并且，當差分群延遲為半個周期，而接收端偏 振角度與主偏振態成45度時，現有時鐘相位恢復方案無法提取到輸入時/頻域信號的相位 誤差，此時時鐘相位恢復無法實現。
【發明內容】
[0008] 有鑒于此，本發明實施例期望提供一種時鐘恢復方法、裝置及系統，能準確提取到 輸入時/頻信號的相位誤差，更好地恢復輸入時/頻信號的相位。
[0009] 為達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的：
[0010] 本發明實施例提供了一種時鐘恢復方法，該方法包括：
[0011] 根據當前輸入的自適應均衡系數對輸入的時/頻域信號進行時鐘均衡預濾波，得 到均衡預濾波信號；
[0012] 根據所述均衡預濾波信號，獲取輸入時/頻域信號的相位誤差；
[0013] 根據所述相位誤差對所述輸入時/頻域信號進行相位調整，將相位調整后的時/ 頻域信號經自適應均衡處理輸出新的自適應均衡系數。
[0014] 上述方案中，所述時/頻域信號包括按照第一光偏振的時/頻域第一子信號和按 照第二光偏振的時/頻域第二子信號，所述時域信號通過時頻轉換變為所述頻域信號。
[0015] 上述方案中，所述根據當前輸入的自適應均衡系數對輸入的頻域信號進行時鐘均 衡預濾波，具體采用如下方式 ：
【主權項】
1. 一種時鐘恢復方法，其特征在于，所述方法包括： 根據當前輸入的自適應均衡系數對輸入的時/頻域信號進行時鐘均衡預濾波，得到均 衡預濾波信號； 根據所述均衡預濾波信號，獲取輸入時/頻域信號的相位誤差； 根據所述相位誤差對所述輸入時/頻域信號進行相位調整，將相位調整后的時/頻域 信號經自適應均衡處理輸出新的自適應均衡系數。
2. 根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述時/頻域信號包括按照第一光偏振的 時/頻域第一子信號和按照第二光偏振的時/頻域第二子信號，所述時域信號通過時頻轉 換變為所述頻域信號。
3. 根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據當前輸入的自適應均衡系數對 輸入的頻域信號進行時鐘均衡預濾波，具體采用如下方式：
其中，Hxx (k)，Hxy (k)，Hyx (k)，Hyy (k)為頻域自適應均衡系數，K為鑒相的頻點索弓丨，X(k) 為頻域第一偏振子信號，Y(k)頻域第二偏振子信號，Xpd(k)，Ypd(k)為時鐘均衡預濾波后得 到的均衡預濾波信號。
4. 根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述根據所述均衡預濾波信號，獲取輸入 頻域信號的相位誤差，具體采用如下方式：
其中，Xpd(k)，Ypd(k)為時鐘均衡預濾波后得到的均衡預濾波信號；X*pd(k)，Ypd*(k)為均 衡預濾波信號的復共軛信號；按照以下公式計算C的相位值，得到輸入與輸出頻域信號的 相位誤差U:
其中，所述相位誤差u的取值范圍為[〇，1)。
5. 根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述根據所述相位誤差對所述輸入頻域 信號進行相位調整，包括： 按照如下公式獲得相位調整角度n(k):
其中，y為所述相位誤差，根據相位調整角度n(k)按照如下公式對x(k)，Y(k)進行 相位調整：
其中，x(k)為頻域第一偏振子信號，Y(k)為頻域第二偏振子信號，Xra(k)，Yra(k)為相 位調整后得到的頻域信號。
6. 根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述根據所述相位誤差對所述輸入時域 信號進行相位調整，包括： 采用三次拉格朗日插值算法對所述輸入時域信號進行相位調整，具體采用如下方式：
其中系數為：
其中，z[k]為將樣點f[k]通過小數指針u插值到k+u的位置獲得的樣點值，若每128 個樣點使用同一個插值小數指針u，則小數指針u=mod(2Xii，l)，y為所述相位誤差。
7. 根據權利要求1至6任一項所述的方法，其特征在于，所述根據所述均衡預濾波信 號，獲取輸入時/頻域信號的相位誤差之后，還包括： 對所述相位誤差進行濾波，得到濾波后的相位誤差； 根據所述濾波后的相位誤差對所述輸入時/頻域信號進行相位調整，將相位調整后的 時/頻域信號經自適應均衡處理輸出新的自適應均衡系數。
8. -種時鐘恢復裝置，其特征在于，所述裝置包括：依次連接的均衡預濾波單元、定時 誤差提取單元、相位調整單元；其中， 所述均衡預濾波單元，用于根據當前輸入的自適應均衡系數對輸入的時/頻域信號進 行時鐘均衡預濾波，得到的均衡預濾波信號輸入到所述定時誤差提取單元； 所述定時誤差提取單元，用于根據所述均衡預濾波信號，獲取輸入時/頻域信號的相 位誤差，得到的相位誤差輸入到所述相位調整單元； 所述相位調整單元，用于根據所述相位誤差對所述輸入時/頻域信號進行相位調整， 將相位調整后的時/頻域信號經自適應均衡處理輸出新的自適應均衡系數，并反饋到所述 均衡預濾波單元。
9. 根據權利要求8所述的裝置，其特征在于，所述時/頻域信號包括按照第一光偏振的 時/頻域第一子信號和按照第二光偏振的時/頻域第二子信號，所述時域信號通過時頻轉 換變為所述頻域信號。
10. 根據權利要求8或9所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括： 定時誤差濾波單元，連接在所述定時誤差提取單元和所述相位調整單元之間，用于對 所述相位誤差進行濾波，濾波后的相位誤差輸入到所述相位調整單元； 所述相位調整單元，還用于根據所述濾波后的相位誤差對所述輸入時/頻域信號進行 相位調整，將相位調整后的時/頻域信號經自適應均衡處理輸出新的自適應均衡系數。
11. 根據權利要求10所述的裝置，其特征在于，所述定時誤差濾波單元采用環路濾波 器、數字振蕩器、減法器實現。
12. 根據權利要求7至11任一項所述的裝置，其特征在于，所述均衡濾預波單元采用單 偏振系統的有限長單位沖激響應FIR濾波器或偏振復用系統的FIR濾波器實現。
13. -種時鐘恢復系統，其特征在于，所述系統包括：如權利要求8至12任一項所述的 時鐘恢復裝置、自適應均衡裝置；其中， 所述時鐘恢復裝置將相位調整后的時/頻域信號輸入到所述自適應均衡裝置； 所述自適應均衡裝置根據相位調整后的時/頻域信號輸出新的自適應均衡系數，并反 饋到所述時鐘恢復裝置的輸入端。
【專利摘要】本發明公開了一種時鐘恢復方法，包括：根據當前輸入的自適應均衡系數對輸入的時/頻域信號進行時鐘均衡預濾波，得到均衡預濾波信號；根據所述均衡預濾波信號，獲取輸入時/頻域信號的相位誤差；根據所述相位誤差對所述輸入時/頻域信號進行相位調整，將相位調整后的時/頻域信號經自適應均衡處理輸出新的自適應均衡系數。本發明還同時公開了一種時鐘恢復裝置及系統。
【IPC分類】H04L7-033, H04L25-03
【公開號】CN104780037
【申請號】CN201410012704
【發明人】姚揚中, 蔡軼, 李運鵬, 顧國華, 任薇
【申請人】深圳市中興微電子技術有限公司
【公開日】2015年7月15日
【申請日】2014年1月10日
【公告號】WO2015103816A1