用于正交幅度調(diào)制系統(tǒng)中的盲均衡和載波相位恢復(fù)的系統(tǒng)和方法
【專(zhuān)利摘要】提供用于QAM信號(hào)的盲均衡的系統(tǒng)和方法。使用特征在于成本函數(shù)的算法來(lái)取得均衡，其中該成本函數(shù)作為與QAM信號(hào)關(guān)聯(lián)的星座的點(diǎn)之間的歐幾里德距離、例如最小歐幾里德距離、即符號(hào)之間的距離的函數(shù)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】用于正交幅度調(diào)制系統(tǒng)中的盲均衡和載波相位恢復(fù)的系統(tǒng) 和方法
[0001] 本申請(qǐng)要求2012年2月20日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)序號(hào)61/600991的提交日期的 權(quán)益，通過(guò)引用將其教導(dǎo)結(jié)合于此。
[0002] 本申請(qǐng)涉及信息的光傳輸，以及更具體來(lái)說(shuō)，涉及用于正交幅度調(diào)制系統(tǒng)中的盲 均衡和載波相位恢復(fù)的系統(tǒng)和方法。

【背景技術(shù)】
[0003] 在波分復(fù)用（WDM)光通信系統(tǒng)中，采用數(shù)據(jù)分別調(diào)制多個(gè)不同的光載波波長(zhǎng)，以 產(chǎn)生調(diào)制光信號(hào)。調(diào)制光信號(hào)組合為聚合信號(hào)，并且通過(guò)光傳輸路徑傳送給接收器。接收 器對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測(cè)和解調(diào)。
[0004] 可用于光通信系統(tǒng)中的一種類(lèi)型的調(diào)制是相移鍵控（PSK)。按照PSK的不同變化， 通過(guò)調(diào)制光波長(zhǎng)的信號(hào)，使得光波長(zhǎng)的相位或相位轉(zhuǎn)換（phase transition)表示對(duì)一個(gè)或 更多位進(jìn)行編碼的符號(hào)，來(lái)傳送數(shù)據(jù)。在二進(jìn)制相移鍵控（BPSK)調(diào)制方案中，例如，兩個(gè)相 位可用來(lái)表示每個(gè)符號(hào)的1位。在正交相移鍵控（QPSK)調(diào)制方案中，四個(gè)相位可用來(lái)對(duì) 每個(gè)符號(hào)的2位進(jìn)行編碼。其它相移鍵控格式包括差分相移鍵控（DPSK)格式以及PSK和 DPSK格式的變化，例如歸零DPSK(RZ-DPSK)和相分復(fù)用QPSK(PDM-QPSK)。
[0005] 調(diào)制格式、例如其中將多個(gè)數(shù)據(jù)位編碼在單個(gè)傳送符號(hào)上的QPSK -般可稱(chēng)作多 級(jí)調(diào)制格式。多級(jí)調(diào)制技術(shù)一直例如用于允許增加的傳輸速率和降低的信道間隔，由此增 加 WDM系統(tǒng)中的各信道的譜效率（SE)。一種譜有效多級(jí)調(diào)制格式是正交幅度調(diào)制（QAM)。 在QAM信號(hào)中，使用PSK和幅度相移鍵控（ASK)的組合來(lái)調(diào)制信息，例如以對(duì)每個(gè)符號(hào)的多 個(gè)位進(jìn)行編碼。16QAM調(diào)制格式可例如用來(lái)對(duì)每個(gè)符號(hào)的4位進(jìn)行編碼。某些PSK調(diào)制方 案（例如BPSK和QPSK)可稱(chēng)作QAM的一級(jí)（例如分別為2QAM和4QAM)。
[0006] 偏振復(fù)用（P0LMUX)可采用調(diào)制格式來(lái)實(shí)現(xiàn)，以使格式的譜效率加倍。在P0LMUX 格式中，例如使用QAM調(diào)制格式、采用數(shù)據(jù)分別調(diào)制光載波的偏振的兩個(gè)相對(duì)正交狀態(tài)，并 且然后相結(jié)合供傳輸。例如，在P0LMUX-QAM信號(hào)中，使用QAM調(diào)制格式、采用不同數(shù)據(jù)流來(lái) 調(diào)制同一光載波的正交偏振。
[0007] 在調(diào)制信號(hào)通過(guò)傳輸路徑的傳輸期間，路徑中的非線(xiàn)性度可將諸如色散（CD)、偏 振模式色散（PMD)和偏振相關(guān)損失（PDL)之類(lèi)的傳輸減損引入信號(hào)中。在接收器，相干檢 測(cè)可用來(lái)檢測(cè)調(diào)制光信號(hào)。數(shù)字信號(hào)處理（DSP)可應(yīng)用于相干接收器的輸出，以對(duì)偏振復(fù) 用信號(hào)進(jìn)行解復(fù)用，補(bǔ)償諸如PMD、PDL和其它殘余減損之類(lèi)的傳輸減損，以及對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行 解調(diào)。
[0008] -般來(lái)說(shuō)，接收器中的DSP可配置成通過(guò)采用具有傳輸路徑的逆?zhèn)鬟f函數(shù)的自適 應(yīng)濾波器對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行濾波，來(lái)恢復(fù)傳送信號(hào)。這種自適應(yīng)濾波器可稱(chēng)作均衡器。理想 均衡器恢復(fù)經(jīng)過(guò)傳輸路徑的信號(hào)，并且完全去除傳輸路徑所賦予的減損。
[0009] 本文中又稱(chēng)作"抽頭權(quán)重"的均衡器的系數(shù)確定均衡器的傳遞函數(shù)。動(dòng)態(tài)調(diào)整抽 頭權(quán)重，使均衡器的輸出處的誤差為最小。均衡器的輸出處的誤差是均衡器的實(shí)際輸出與 預(yù)計(jì)輸出之間的差。獲取均衡器的經(jīng)調(diào)整的抽頭權(quán)重的一種方式是傳送發(fā)射器和接收器均 已知的訓(xùn)練序列，并且從訓(xùn)練序列來(lái)檢測(cè)傳輸路徑的脈沖響應(yīng)。接收器然后可通過(guò)從訓(xùn)練 序列脈沖響應(yīng)計(jì)算傳輸路徑的逆?zhèn)鬟f函數(shù)，來(lái)得到新抽頭權(quán)重。
[0010] 獲取均衡器的經(jīng)調(diào)整的抽頭權(quán)重的第二方式是以抽頭權(quán)重的初始值開(kāi)始，并且按 照接收信號(hào)的特性來(lái)設(shè)計(jì)成本函數(shù)。通過(guò)降低成本函數(shù)的成本，直到使誤差為最小，來(lái)連續(xù) 調(diào)整抽頭權(quán)重。在使誤差為最小時(shí)，均衡器被說(shuō)成是"收斂"。實(shí)現(xiàn)獲取經(jīng)調(diào)整的抽頭權(quán)重 的這種第二方式的均衡器稱(chēng)作"盲均衡器"。盲均衡器被認(rèn)為比非盲均衡器更為有效，因?yàn)?它連續(xù)更新其傳遞函數(shù)，以補(bǔ)償傳輸路徑的傳遞函數(shù)的任何變化，而無(wú)需同步訓(xùn)練符號(hào)。 [0011] 恒模算法（CMA)是盲均衡中使用的一種已知算法。CMA算法定義成本函數(shù)，以估計(jì) 接收信號(hào)中的噪聲。成本函數(shù)的輸出（成本）越高，則接收信號(hào)中的噪聲和信號(hào)失真越大。 均衡器通過(guò)相加接收信號(hào)和抽頭權(quán)重的乘積，來(lái)計(jì)算均衡信號(hào)。在得到均衡信號(hào)之后，均衡 信號(hào)的成本使用成本函數(shù)來(lái)計(jì)算。成本用來(lái)調(diào)整均衡器的抽頭權(quán)重。均衡器然后使用經(jīng)調(diào) 整的抽頭權(quán)重來(lái)計(jì)算新的均衡信號(hào)，并且從新的均衡信號(hào)來(lái)得到新成本。預(yù)計(jì)成本函數(shù)的 成本通過(guò)重復(fù)進(jìn)行這個(gè)過(guò)程來(lái)降低。
[0012] CMA結(jié)合PSK信號(hào)是特別有用的，因?yàn)樗珻MA中的均衡信號(hào)在星座圖上以分布于 同心圓的星座點(diǎn)進(jìn)行收斂。對(duì)于偏振解復(fù)用和盲均衡的P0LMUX-QPSK信號(hào)成功實(shí)現(xiàn)了 CMA 算法。但是，CMA對(duì)于QAM信號(hào)的均衡不是最佳的，因?yàn)樗踔廉?dāng)均衡器收斂時(shí)也產(chǎn)生高均 方誤差（MSE)。
[0013] 提出了對(duì)CMA的若干改進(jìn)，包括半徑導(dǎo)向判定輔助（radius-directed decision-aided)多模算法（MMA)，其中進(jìn)行關(guān)于接收符號(hào)最可能所屬的星座環(huán)的判 定并且然后調(diào)整環(huán)半徑。在Yang等人的"The Multimodulus Blind Equalization and Its Generalized Algorithms，' （發(fā)表于 IEEE Journal on Selected Areas in Communications，vol.，No. 5,第 997-1015 頁(yè)，2002 年 6 月）中描述 MMA 的示例。這種類(lèi) 型的MMA的一個(gè)缺點(diǎn)在于，它依靠環(huán)半徑的正確判定。另外，例如，16 QAM信號(hào)中的環(huán)間隔 能夠小于最小符號(hào)間隔。相應(yīng)地，這種類(lèi)型的MMA對(duì)于低信噪比（SNR)和/或嚴(yán)重信號(hào)失 真能夠產(chǎn)生大誤差。
[0014] 與已知CMA和MMA均衡器關(guān)聯(lián)的另一個(gè)難題在于，它們對(duì)接收光信號(hào)的載波相位 不敏感。因此，當(dāng)使用CMA和MMA均衡器時(shí)，要求接收信號(hào)的載波相位的估計(jì)，以確保數(shù)據(jù)的 可靠解調(diào)。已經(jīng)開(kāi)發(fā)用于在接收器的DSP中執(zhí)行載波相位估計(jì)（CPE)的多種方式。但是， 這些方式是復(fù)雜的，并且利用DSP的計(jì)算資源。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015] 現(xiàn)在將通過(guò)舉例、參照附圖來(lái)說(shuō)明本發(fā)明，附圖包括： 圖1是符合本公開(kāi)的系統(tǒng)的一個(gè)示范實(shí)施例的框圖。
[0016] 圖2是符合本公開(kāi)的接收器的一個(gè)示范實(shí)施例的框圖。
[0017] 圖3是圖2所示的Hxx子均衡器的一示范實(shí)施例的框圖。
[0018] 圖4是圖2所示的Hxy子均衡器的一示范實(shí)施例的框圖。
[0019] 圖5是圖2所示的Hyx子均衡器的一示范實(shí)施例的框圖。
[0020] 圖6是圖2所示的Hyy子均衡器的一示范實(shí)施例的框圖。
[0021] 圖7是示出符號(hào)之間的歐幾里德距離的示范16QAM信號(hào)的星座圖。
[0022] 圖8是符合本公開(kāi)的算法的成本函數(shù)的負(fù)值（-log(J))與均衡信號(hào)的實(shí)分量 (Re(y))和虛分量（Im(y))的圖表。
[0023] 圖9是現(xiàn)有技術(shù)MMA的成本函數(shù)的負(fù)值（-log (J))與均衡信號(hào)的實(shí)分量（Re (y)) 和虛分量（Im(y))的圖表。
[0024] 圖10是示出使用符合本公開(kāi)的算法的系統(tǒng)的性能的星座圖。
[0025] 圖11是示出使用現(xiàn)有技術(shù)MMA算法的系統(tǒng)的性能的星座圖。

【具體實(shí)施方式】
[0026] -般來(lái)說(shuō)，符合本公開(kāi)的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)一種算法，其取得QAM信號(hào)的高性能盲均衡，而 無(wú)需獨(dú)立載波相位估計(jì)（CPE)。符合本公開(kāi)的算法可稱(chēng)作平方模算法（SMA)，并且計(jì)算成本 函數(shù)，其作為與QAM信號(hào)關(guān)聯(lián)的星座的點(diǎn)之間的歐幾里德距離、例如最小歐幾里德距離、即 符號(hào)之間的距離的函數(shù)。
[0027] 圖1是符合本公開(kāi)的WDM傳輸系統(tǒng)100的一個(gè)示范實(shí)施例的簡(jiǎn)化框圖。傳輸系統(tǒng) 用來(lái)通過(guò)光信息路徑102將多個(gè)光信道從發(fā)射終端104傳送到一個(gè)或更多遠(yuǎn)程定位接收終 端106。示范系統(tǒng)100可以是長(zhǎng)距離水下系統(tǒng)，其配置用于將信道從發(fā)射器傳送到距離為 5000 km或以上的接收器。雖然示范實(shí)施例在光系統(tǒng)的上下文中描述并且結(jié)合長(zhǎng)距離WDM 光系統(tǒng)是有用的，但是本文所述的廣義概念可在傳送和接收其它類(lèi)型的信號(hào)的其它通信系 統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)。
[0028] 本領(lǐng)域的技術(shù)人員將會(huì)知道，為了便于說(shuō)明，系統(tǒng)100示為極為簡(jiǎn)化的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)系 統(tǒng)。例如，發(fā)射終端104和接收終端106當(dāng)然均可配置為收發(fā)器，由此各可配置成執(zhí)行發(fā)射 和接收功能。但是為了便于說(shuō)明，本文中僅針對(duì)發(fā)射或接收功能來(lái)示出和描述終端。要理 解，符合本公開(kāi)的系統(tǒng)和方法可結(jié)合到大量網(wǎng)絡(luò)組件和配置中。本文的所示示范實(shí)施例僅 作為說(shuō)明而不是限制來(lái)提供。
[0029] 在所示示范實(shí)施例中，多個(gè)發(fā)射器TX1、ΤΧ2···ΤΧΝ的每個(gè)在關(guān)聯(lián)輸入端口 108-1、 108-2…108-Ν接收數(shù)據(jù)信號(hào)，并且在關(guān)聯(lián)波長(zhǎng)λ2···λΝ傳送數(shù)據(jù)信號(hào)。發(fā)射器ΤΧ1、 ΤΧ2…ΤΧΝ的一個(gè)或更多可配置成通過(guò)使用QAM調(diào)制格式、例如P0LMUX-QAM在關(guān)聯(lián)波長(zhǎng)上 調(diào)制數(shù)據(jù)。為了便于說(shuō)明，發(fā)射器當(dāng)然以極為簡(jiǎn)化形式示出。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將會(huì)知道， 各發(fā)射器可包括電和光組件，其配置用于在其關(guān)聯(lián)波長(zhǎng)傳送具有預(yù)期幅度和調(diào)制的數(shù)據(jù)信 號(hào)。
[0030] 傳送波長(zhǎng)或信道分別在多個(gè)路徑110-1、110-2···110-Ν上攜帶。數(shù)據(jù)信道由復(fù)用 器或組合器112組合成光路102上的聚合信號(hào)。光信息路徑102可包括光纖波導(dǎo)、光放大 器、光濾波器、色散補(bǔ)償模塊以及其它有源和無(wú)源組件。
[0031] 聚合信號(hào)可在一個(gè)或更多遠(yuǎn)程接收終端106接收。解復(fù)用器114將在波長(zhǎng)λ ρ λΝ的傳送信道分離到與關(guān)聯(lián)接收器RX1、RX2*"RXN耦合的關(guān)聯(lián)路徑lie-Uliei- iie-N 上。 接收器 RX1、RX2?"RXN 的一個(gè)或更多可配置成對(duì)傳送信號(hào)進(jìn)行解調(diào) ，并且在關(guān)聯(lián) 輸出路徑118-1、118-2、118-3··· 118-N來(lái)提供關(guān)聯(lián)輸出數(shù)據(jù)信號(hào)。
[0032] 圖2是符合本公開(kāi)的一個(gè)示范接收器200的簡(jiǎn)化框圖。所示示范實(shí)施例200包 括：偏振分集相干接收器配置202,用于在路徑116-N接收輸入信號(hào)；以及數(shù)字信號(hào)處理 (DSP)電路204,用于處理相干接收器的輸出，以在路徑118-N提供輸出數(shù)據(jù)信號(hào)。按照 POLMUX-QAM調(diào)制格式在光輸入信號(hào)的載波波長(zhǎng)λΝ上調(diào)制數(shù)據(jù)。相干接收器202將所接 收的光輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換為一個(gè)或更多數(shù)字信號(hào)，其作為輸入來(lái)耦合到DSP電路204。DSP電路 204對(duì)來(lái)自數(shù)字信號(hào)的數(shù)據(jù)進(jìn)行解調(diào)，以在路徑118-Ν提供表示在載波波長(zhǎng)λ Ν上調(diào)制的數(shù) 據(jù)的輸出數(shù)據(jù)流。
[0033] 相干接收器202可采取多種配置。在所示示范實(shí)施例中，接收器包括偏振分束 器（PBS) 206、第一和第二90°光混合器208和210、本地振蕩器（L0) 212、平衡檢測(cè)器214、 216、218和220以及模數(shù)（A/D)轉(zhuǎn)換器222、224、226和228。相干光信號(hào)接收器中的這些 組件的操作簡(jiǎn)述如下。一般來(lái)說(shuō)，輸入光信號(hào)的正交X和y偏振由PBS 206分離到獨(dú)立路 徑上。各偏振稱(chēng)合到關(guān)聯(lián)90°光混合器208、210。每個(gè)光混合器將其輸入信號(hào)與復(fù)場(chǎng)空間 中的L0振蕩器信號(hào)的四個(gè)四邊狀態(tài)混合。每個(gè)光混合器然后將四個(gè)混合信號(hào)傳遞給兩對(duì) 平衡檢測(cè)器214、216、218、220。平衡檢測(cè)器的輸出由A/D轉(zhuǎn)換器222、224、226、228轉(zhuǎn)換成 數(shù)字信號(hào)。A/D轉(zhuǎn)換器222和224的輸出可分別指定為X偏振的I和Q輸出（S卩，圖2中的 Iz、Qx)，以及A/D轉(zhuǎn)換器226和228的輸出可分別指定為y偏振的I和Q輸出（S卩，圖2中 的 Iy、Qy)。
[0034] A/D轉(zhuǎn)換器的數(shù)字輸出作為輸入耦合到DSP電路204。一般來(lái)說(shuō)，DSP涉及使用一 個(gè)或更多專(zhuān)用集成電路（ASIC)和/或用于例如直接和/或在軟件指令的控制下執(zhí)行特定 指令序列的專(zhuān)用處理器來(lái)處理信號(hào)。在所示示范實(shí)施例中，DSP電路204示為包括前端校正 功能230、色散補(bǔ)償功能232、時(shí)鐘恢復(fù)功能234、再取樣功能236、頻率補(bǔ)償功能238、SMA/ DD-LMS均衡器功能239和前向糾錯(cuò)（FEC)功能256。這些功能可使用硬件、軟件和/或固 件的任何組合、按照多種配置來(lái)實(shí)現(xiàn)，以及雖然示出特定順序，但是功能能夠按照不同順序 來(lái)運(yùn)行。雖然單獨(dú)示出功能，但是要理解，功能的任何一個(gè)或更多可在單個(gè)集成電路或處理 器中或者在集成電路和/或處理器的組合中執(zhí)行。另外，實(shí)現(xiàn)DSP功能的集成電路和/或 處理器可整體或部分在所示功能之間共享。
[0035] 前端校正功能230接收A/D轉(zhuǎn)換器222、224、226、228的輸出Ix、Qx和Iy、Qy。按 照已知方式，前端校正功能230去除I與Q信道之間的偏斜以及所有波形的任何DC偏移。 前端校正功能230提供X偏振的單個(gè)輸出以及y偏振的單個(gè)輸出，如所示。色散補(bǔ)償功能 232接收前端校正功能230的輸出。按照已知方式，色散功能232可補(bǔ)償賦予輸入信號(hào)的色 散的影響。色散功能232可例如實(shí)現(xiàn)為兩個(gè)不同有限脈沖響應(yīng)（FIR)濾波器，其中之一執(zhí) 行對(duì)X偏振的補(bǔ)償，而其中另一個(gè)執(zhí)行對(duì)y偏振的補(bǔ)償。時(shí)鐘恢復(fù)功能234接收色散功能 232的輸出，并且按照已知方式從其中恢復(fù)數(shù)據(jù)時(shí)鐘。再取樣功能236接收時(shí)鐘恢復(fù)功能 234的輸出，并且按照已知方式以較高速率、例如兩倍或四倍于每符號(hào)的樣本數(shù)量的速率對(duì) 于X和y偏振處的數(shù)據(jù)再取樣。頻率補(bǔ)償功能238接收再取樣功能236的輸出，并且按照已 知方式來(lái)補(bǔ)償本地振蕩器212的頻率與接收信號(hào)的頻率之間的任何差。頻率補(bǔ)償功能238 提供X偏振的單個(gè)輸出（圖2中的X)以及y偏振的單個(gè)輸出（圖2中的y)，如所示。
[0036] 如將更詳細(xì)論述，SMA/DD-LMS均衡器功能239從頻率補(bǔ)償功能238接收經(jīng)補(bǔ)償?shù)?輸出X和y，并且應(yīng)用符合本公開(kāi)的算法（即，SMA)以用于執(zhí)行X和y輸出的盲均衡，以及 提供獨(dú)立輸出u和V，而無(wú)需DSP電路204中的載波相位估計(jì)功能。輸出u對(duì)應(yīng)于第一偏振 (在發(fā)射器處將數(shù)據(jù)調(diào)制在其上），以及輸出ν對(duì)應(yīng)于與第一偏振正交的第二偏振（在發(fā)射 器處將數(shù)據(jù)調(diào)制在其上）。這些輸出作為輸入提供給前向糾錯(cuò)功能256。
[0037] 前向糾錯(cuò)（FEC)功能256可包括用于對(duì)于在發(fā)射器應(yīng)用于數(shù)據(jù)的FEC代碼進(jìn)行解 碼的已知功能。因此，前向糾錯(cuò)功能256的輸出可表示在載波波長(zhǎng)λ N的兩種偏振上調(diào)制 的數(shù)據(jù)，并且可耦合在路徑118-N的輸出上。
[0038] 如所示，SMA/DD-LMS均衡器功能239包括子均衡器240、242、244、246。在所示實(shí) 施例中，子均衡器240和244各接收作為輸入的、頻率補(bǔ)償功能238的X輸出（其對(duì)應(yīng)于X 偏振）。子均衡器242和246各接收作為輸入的、頻率補(bǔ)償功能238的y輸出（其對(duì)應(yīng)于y 偏振）。子均衡器240、242、244和246分別具有傳遞函數(shù)Hxx、Hxy、Hyx和H yy。
[0039] 圖3是示出具有傳遞函數(shù)Hxx的子均衡器240的一個(gè)實(shí)施例的框圖。如所示，子 均衡器240是抽頭延遲均衡器，其中Μ是抽頭數(shù)量。子均衡器包括：延遲302,其中包括延 遲 302-U302-2... 302-Μ ;乘法器 304,包括乘法器 304-1、304-2、304-3... 304-Μ ;以及加法 器306。對(duì)子均衡器240的輸入信號(hào)是來(lái)自頻率補(bǔ)償功能238、與X偏振對(duì)應(yīng)的輸出。乘法 器304-1、304-2、304-3?"304，的每個(gè)從存儲(chǔ)器（未示出）接收相應(yīng)濾波器系數(shù)（抽頭權(quán) 重）h xx (k) (k=l至Μ)，并且將濾波器系數(shù)與從輸入信號(hào)或者延遲的關(guān)聯(lián)延遲所接收的值相 乘，如所示。所產(chǎn)生的抽頭權(quán)重乘積由加法器306來(lái)求和，并且將結(jié)果作為子均衡器240的 輸出來(lái)提供。連續(xù)提供該輸出，其中連續(xù)更新h xx(k)的值，如下面將描述。
[0040] 圖4是示出具有頻域的傳遞函數(shù)Hxy或者時(shí)域的hxy(k) (k=l至M)的子均衡器242 的一個(gè)實(shí)施例的框圖。如所示，子均衡器242是抽頭延遲均衡器，其中Μ是抽頭數(shù)量。子均 衡器包括：延遲402,其中包括延遲402-U402-2... 402-Μ ;乘法器404,包括乘法器404-1、 404-2、404-3…404-Μ ;以及加法器406。對(duì)子均衡器242的輸入信號(hào)是來(lái)自頻率補(bǔ)償功能 238、與y偏振對(duì)應(yīng)的輸出。乘法器404-1、404-2、404-3...404，的每個(gè)從存儲(chǔ)器（未示出） 接收相應(yīng)濾波器系數(shù)（抽頭權(quán)重）h xy (k) (k=l至M)，并且將濾波器系數(shù)與從輸入信號(hào)或者 延遲的關(guān)聯(lián)延遲所接收的值相乘,如所示。所產(chǎn)生的抽頭權(quán)重乘積由加法器406來(lái)求和，并 且將結(jié)果作為子均衡器242的輸出來(lái)提供。連續(xù)提供該輸出，其中連續(xù)更新h xy(k)的值，如 下面將描述。
[0041] 圖5是示出具有傳遞函數(shù)Hyx的子均衡器244的一個(gè)實(shí)施例的框圖。如所示，子 均衡器244是抽頭延遲均衡器，其中Μ是抽頭數(shù)量。子均衡器包括：延遲502,其中包括延 遲 502-U502-2...502-M ;乘法器 504,包括乘法器 504-1、504-2、504-3...504-Μ ;以及加法 器506。對(duì)子均衡器244的輸入信號(hào)是來(lái)自頻率補(bǔ)償功能238、與X偏振對(duì)應(yīng)的輸出。乘法 器504-1、504-2、504-3?"504，的每個(gè)從存儲(chǔ)器（未示出）接收相應(yīng)濾波器系數(shù)（抽頭權(quán) 重）h yx (k) (k=l至Μ)，并且將濾波器系數(shù)與從輸入信號(hào)或者延遲的關(guān)聯(lián)延遲所接收的值相 乘，如所示。所產(chǎn)生的抽頭權(quán)重乘積由加法器506來(lái)求和，并且將結(jié)果作為子均衡器244的 輸出來(lái)提供。連續(xù)提供該輸出，其中連續(xù)更新h yx(k)的值，如下面將描述。
[0042] 圖6是示出具有傳遞函數(shù)Hyy的子均衡器246的一個(gè)實(shí)施例的框圖。如所示，子 均衡器246是抽頭延遲均衡器，其中Μ是抽頭數(shù)量。子均衡器包括：延遲602,其中包括延 遲 602-U602-2... 602-Μ ;乘法器 604,包括乘法器 604-1、604-2、604-3... 604-Μ ;以及加法 器606。對(duì)子均衡器246的輸入信號(hào)是來(lái)自頻率補(bǔ)償功能238、與y偏振對(duì)應(yīng)的輸出。乘法 器604-1、604-2、604-3*"604-]\1的每個(gè)從存儲(chǔ)器（未不出）接收相應(yīng)濾波器系數(shù)（抽頭權(quán) 重）h yy (k) (k=l至M)，并且將濾波器系數(shù)與從輸入信號(hào)或者延遲的關(guān)聯(lián)延遲所接收的值相 乘，如所示。所產(chǎn)生的抽頭權(quán)重乘積由加法器606來(lái)求和，并且將結(jié)果作為子均衡器246的 輸出來(lái)提供。連續(xù)提供該輸出，其中連續(xù)更新hyy(k)的值，如下面將描述。
[0043] 如所示，對(duì)于任何符號(hào)n，SMA/DD-LMS均衡器功能239的輸出u和v提供如下：

【權(quán)利要求】
1. 一種光接收器系統(tǒng)（200)，包括： 數(shù)字信號(hào)處理器（DSP) (204)，包括配置成對(duì)表不通過(guò)光傳輸路徑（116-N，118_N)所傳 送的正交幅度調(diào)制（QAM)光信號(hào)的信號(hào)進(jìn)行均衡的均衡器（239)， 所述均衡器（239)配置成通過(guò)將均衡算法應(yīng)用于所述信號(hào)來(lái)均衡所述信號(hào)，所述均衡 算法的特征在于成本函數(shù)， 所述成本函數(shù)是所述均衡器（239)的輸出處的所述QAM光信號(hào)的所檢測(cè)符號(hào)之間的歐 幾里德距離的函數(shù)。
2. 如權(quán)利要求1所述的光接收器系統(tǒng)（200)，其中，所述歐幾里德距離是所述所檢測(cè) 符號(hào)之間的最小歐幾里德距離。
3. 如權(quán)利要求1所述的光接收器系統(tǒng)（200)，其中，所述DSP(204)沒(méi)有包括用于估計(jì) 所述QAM信號(hào)的載波相位的載波相位估計(jì)功能。
4. 如權(quán)利要求1所述的光接收器系統(tǒng)（200)，所述系統(tǒng)還包括用于接收所述QAM光 信號(hào)的相干接收器（202)，以及其中，表示所述QAM信號(hào)的所述信號(hào)作為經(jīng)過(guò)至少一個(gè) DSP(204)功能耦合到所述均衡器（239)的所述相干接收器（202)的輸出來(lái)提供。
5. 如權(quán)利要求1所述的光接收器系統(tǒng)（200)，其中，QAM光信號(hào)是偏振復(fù)用QAM光信 號(hào)。
6. 如權(quán)利要求1所述的光接收器系統(tǒng)（200)，其中，所述均衡器（239)包括至少一個(gè)子 均衡器濾波器（240, 242, 244, 246)，所述至少一個(gè)子均衡器濾波器（240)包括用于產(chǎn)生所 述信號(hào)的連續(xù)延遲版本的多個(gè)延遲（302-1，…，302-M)和多個(gè)乘法器（304-1，…，304-M)， 所述乘法器的每個(gè)將所述信號(hào)或者所述信號(hào)的所述延遲版本中的關(guān)聯(lián)版本與關(guān)聯(lián)濾波器 系數(shù)相乘，以產(chǎn)生關(guān)聯(lián)抽頭權(quán)重乘積，對(duì)所述抽頭權(quán)重乘積求和以提供所述均衡器的所述 輸出。
7. 如權(quán)利要求1所述的光接收器系統(tǒng)（200)，其中，所述成本函數(shù)為：
其中，J表示所述成本函數(shù)值E [.]表示期望值，D是所述歐幾里德距離并且是所述符號(hào) 之間的最小歐幾里德距離，R2等于所述均衡器的所述輸出處的平均符號(hào)功率的t Re (u (η)) 是當(dāng)前更新周期的所述均衡器的所述輸出的實(shí)部，以及Im(u(n))是所述當(dāng)前更新周期的 所述均衡器的所述輸出的虛部。
8. 如權(quán)利要求7所述的光接收器系統(tǒng)（200)，其中，所述均衡器包括至少一個(gè)子均衡 器濾波器（240, 242, 244, 246)，所述至少一個(gè)子均衡器濾波器（240)包括用于產(chǎn)生所述信 號(hào)的連續(xù)延遲版本的多個(gè)延遲（302-1，…，302-M)和多個(gè)乘法器（304-1，…，304-M)，所述 乘法器的每個(gè)將所述信號(hào)或者所述信號(hào)的所述延遲版本中的關(guān)聯(lián)版本與關(guān)聯(lián)濾波器系數(shù) 相乘，以產(chǎn)生關(guān)聯(lián)抽頭權(quán)重乘積，對(duì)所述抽頭權(quán)重乘積求和以提供所述均衡器的所述輸出。
9. 如權(quán)利要求8所述的光接收器系統(tǒng)（200)，其中，所述至少一個(gè)子均衡器（240, 242， 244,246)的所述濾波器系數(shù)按照下式來(lái)計(jì)算：
其中，η是所述當(dāng)前更新周期，n+1是下一個(gè)更新周期，μ是步長(zhǎng)，X (η)是所述當(dāng)前更 新周期的所述信號(hào)，上標(biāo)*表示復(fù)共軛，以及esma(u(n))計(jì)算為：
10. -種光接收器系統(tǒng)（200)，包括： 相干接收器（202)，用于接收偏振復(fù)用正交幅度調(diào)制（QAM)光信號(hào)，并響應(yīng)所述光信號(hào) 的第一偏振而提供第一多個(gè)輸出并且響應(yīng)所述光信號(hào)的第二偏振而提供第二多個(gè)輸出；以 及 數(shù)字信號(hào)處理器（DSP) (204)，包括均衡器，其配置成將均衡算法應(yīng)用于響應(yīng)所述第一 多個(gè)輸出而建立的第一數(shù)字信號(hào)和響應(yīng)所述第二多個(gè)輸出而建立的第二數(shù)字信號(hào)，以提供 表示在其調(diào)制數(shù)據(jù)的所述QAM光信號(hào)的第一偏振狀態(tài)和在其調(diào)制數(shù)據(jù)的所述QAM光信號(hào)的 第二偏振狀態(tài)的第一和第二數(shù)字輸出， 所述均衡算法的特征在于成本函數(shù)，其作為所述均衡器的所述第一數(shù)字輸出中的所述 QAM光信號(hào)的所檢測(cè)符號(hào)之間的歐幾里德距離的函數(shù)。
11. 如權(quán)利要求10所述的光接收器系統(tǒng)（200)，其中，所述歐幾里德距離是所述所檢 測(cè)符號(hào)之間的最小歐幾里德距離。
12. 如權(quán)利要求10所述的光接收器系統(tǒng)（200)，其中，所述DSP (204)沒(méi)有包括用于估 計(jì)所述QAM信號(hào)的載波相位的載波相位估計(jì)功能。
【文檔編號(hào)】H04B10/61GK104115423SQ201380010057
【公開(kāi)日】2014年10月22日 申請(qǐng)日期:2013年2月5日 優(yōu)先權(quán)日:2012年2月20日
【發(fā)明者】張宏賓, Y.孫, A.N.皮利佩茨基 申請(qǐng)人:泰科電子海底通信有限責(zé)任公司