[发明专利]滤波器、相干接收机装置和相干接收方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种滤波器、相干接收机装置和方法，尤其涉及部分响应正交幅度调制(Partial Response Quadrature Amplitude Modulation，PR-QAM)系统的预滤波器、相干接收机装置和相干接收方法。

背景技术

低成本、大容量光纤传输系统是未来光通信的发展方向。为了进一步降低单个传送比特成本和增加单根光纤容量，采用频谱更加紧凑的先进调制码型是一个很好的解决方法。部分响应正交幅度调制(PartialResponse Quadrature Amplitude Modulation，PR-QAM)也被称作正交部分响应(Quadrature Partial Response，QPR)系统，由于其频谱效率高，已经在光通信领域开始了研究。PR-QAM是一种结合部分响应和正交幅度调制特点的调制格式。部分响应系统由于引入了受控码间干扰(Inter-Symbol Interference，ISI)，因而得到高的频谱效率。在部分响应系统中，第一类部分响应信号也被称为双二进制(Duobinary)信号，其具有平滑的频谱，可以用物理可实现的滤波器产生，从而被广泛研究和应用。

目前，针对PR-QAM光通信系统提出的相干接收机装置中并没有采用自适应均衡技术。为了发挥数字信号处理(DSP)技术的功能和性能上的优势，希望在PR-QAM系统的相干光接收机中广泛采用自适应均衡技术来克服链路带来的线性损伤。但是，目前在光相干接收机中常用的CMA(恒模算法)及其改进均衡算法并不能直接用于PR-QAM系统。这是因为CMA及其改进算法的一个重要前提是待处理的信号必须满足独立同分布的统计特性要求，但PR-QAM系统中由于引入了受控ISI而违背了这一要求，这就需要重新设计接收机装置。在基于CMA的自适应均衡模块之前和之后分别插入一个数字预滤波器和后滤波器的方法可以有效地解决这一个难题。但是，常规技术假设了系统不存在典型光相干通信系统中的载波相位恢复问题，或者已经利用接收机前端的锁相环技术消除了相位不匹配的问题。但是，由于锁相环环路时延带来的缺陷，一般光通信系统中更希望先进行均衡处理，然后在数字域进行相位恢复。此外，常规技术中提出的预滤波器装置相对比较复杂，增加了硬件的复杂度。

下面列出了对于理解本发明和常规技术有益的文献，通过引用将它们并入本文中，如同在本文中完全阐明了一样。

1、″Partial response，quadrature amplitude modulation system″Tadayoshi Katoh，US Patent 4,055,727，October 25，1977.

2、″Method and apparatus for partial response demodulation″，LeoMontreuil，US Patent 5,214,390，May 25，1993.

3、Kazuro KIKUCHI，Yuta ISHIKAWA，and Kazuhiro KATOH，“Coherent Demodulation of Optical Quadrature Duobinary Signal withSpectral Efficiency of 4bit/s/Hz per Polarization，”ECOC 07，Sep.16-20，2007 Berlin，Germany。

4、Ilya Lyubomirsky，″Quadrature Duobinary for High-SpectralEfficiency 100G Transmission，″Journal of Lightwave Technology，to bepublished(www.ee.ucr.edu/～ilyubomi/JLT-11759-2009-Final.pdf)

5、I.Lyubomirsky，“Quadrature duobinary modulaion for 100Gtransmission beyond the Nyquist limit，”to be presented in Optical FiberCommunication Conference(OFC)，paper OThM4，San Diego，USA，Mar.2010.