[发明专利]一种基于RF导频的CO-OFDM系统相位噪声补偿方法和系统

说明书

本发明公开了一种基于RF导频的CO‑OFDM系统相位噪声补偿方法和系统，属于光电子通信技术领域。本发明系统包括粗补偿模块和精补偿模块；其中收端在相干解调和模数转换后用数字低通滤波器提取射频导频，导频与发端比对并共轭后与信号相乘实现粗相位补偿；经粗补偿的信号通过FFT变换至频域做星座预判决；预判结果与粗补偿结果同时做时域分区；以预判结果为参考，对每个分区的粗补偿结果进行精细相位矫正。本发明还实现了一种基于RF导频的CO‑OFDM系统相位噪声补偿方法。本发明相对于现有的基于子载波导频的相位噪声补偿方案具有更好的ICI补偿性能，而基于预判决和分区矫正的精细补偿进一步提高了RF导频对抗非线性相移的能力。

技术领域

本发明属于光电子通信技术领域，更具体地，涉及一种基于RF导频的CO-OFDM系统相位噪声补偿方法。

背景技术

光通信CO-OFDM系统中的子载波易受相位相关噪声干扰导致收端星座图的旋转与发散。相位噪声主要来自激光器线宽和链路非线性，由于CO-OFDM系统较长的符号长度和高的峰均功率比使得其传输性能更易受相位噪声劣化。如何高效地监测和补偿相位噪声是CO-OFDM系统的一个关键问题。

现有的基于子载波导频的方案通过频域加载的子载波获取星座符号的畸变，但只能估计整个OFDM符号周期内的平均相移误差(CPE)，对随时间快速变化的载波间干扰(ICI)噪声无能为力；而基于RF导频的方案通过射频导频与采样的同步提取获取瞬时的相位畸变信息，但其频谱效率不高，器件开销大，综合情况下的补偿性能往往受限。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种基于RF导频的CO-OFDM系统相位噪声补偿方法和系统，其目的在于，收端在相干解调和模数转换后用数字低通滤波器提取射频导频，导频与发端比对并共轭后与信号相乘实现粗相位补偿；经粗补偿的信号通过FFT变换至频域做星座预判决；预判结果与粗补偿结果同时做时域分区；以预判结果为参考，对每个分区的粗补偿结果进行精细相位矫正，由此进一步提高了RF导频对抗非线性相移的能力。

为实现上述目的，本发明提供了一种基于RF导频的CO-OFDM系统相位噪声补偿方法，所述方法包括：

(1)将包含RF导频的OFDM时域信号x_m,n进行数字低通滤波，得到导频时域信号

其中，h_l为数字低通滤波器的离散脉冲响应；L为数字低通滤波器的相应点总数；m，n分别代表OFDM时域信号的符号序号和单个符号内的采样点序号；

(2)将导频时域信号和发端导频时域信号p_m,n进行对比，得到预估相位噪声

再对取共轭，并与x_m,n相乘得到粗补偿结果

其中，j代表虚数；

(3)对进行FFT变换，得到频域星座符号

其中，k表示子载波序号，N表示单个OFDM信号符号采样点数；

(4)对进行预判决后经IFFT反变换得到时域参考信号预判决采用星座距离最近原则，

其中，dec()表示预判决；

(5)分别对第m个符号的粗补偿结果和第m个符号的时域参考信号按采样顺序进行分区：

其中，N_S表示分区的数量；

和的第q个分区展开具体为：