[发明专利]一种基于光通信系统信道估计的激光器线宽检测方法

权利要求书

1.一种基于光通信系统信道估计的激光器线宽检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)接收光信号依次经平衡光电探测器、时钟恢复模块、色散补偿模块、偏振解复用模块、频率偏移补偿模块的前置信道估计模块及光通信系统接收机端的载波相位恢复模块；所述的载波相位恢复模块为DAML(Decision-aided Maximum Likelihood)载波相位恢复模块，通过分析DAML相位恢复后的信号相位概率特征建立激光器线宽估计模型；

(2)分析载波相位恢复后的信号相位的概率特征，构建激光器线宽估计模型；

(3)采集并分析所述载波相位恢复模块的样本输出信号，统计实际信号相位的样本概率特征值；

(4)将步骤(3)中得到的所述样本概率特征值代入步骤(2)中构建的所述激光器线宽估计模型中，估计待测激光器线宽。

2.根据权利要求1所述的基于光通信系统信道估计的激光器线宽检测方法，其特征在于，所述步骤(2)中构建激光器线宽估计模型的方法包括：分析DAML相位补偿性能，建立待测激光器线宽与相位补偿后信号的幅度及相位之间的理论模型，过程如下：

为方便理论模型的构建，首先引入了信号模型，即

r(k)＝|r(k)|e^{jθ(k)+φ(k)+∈(k)} (1)

其中，r(k)第k个时刻的DAML载波相位恢复模块的输入信号，|r(k)|表示输入信号的幅值,φ(k)表示相位调制,θ(k)＝θ(k-1)+v(k)表示载波相位，v(k)表示载波相位噪声，服从均值为0方差为的正态分布，Δv为待测激光器的3-dB线宽，T为接收信号的周期，j为复数单位；

∈(k)为高斯白噪声对r(k)的相位影响，∈(k)近似服从均值为0，方差为的高斯分布，其中γ_s表示信号信噪比；

DAML相位估计方法利用当前信号前L个时刻的硬判决结果计算当前时刻载波相位，定义为：

其中，表示k时刻载波相位估计，为l时刻的信号硬判决，L表示DAML相位估计的窗长；

分析导频信号DAML载波相位补偿的性能，建立待测激光器线宽估计模型，定义：

由式(1)可知，

其中，表示k时刻相位估计误差；θ_e(k)近似服从均值为0，方差为的高斯分布，其中

根据式(3)可知，w(k)服从均值为0，方差为的高斯分布，其中

由式(5)可知，待测激光器线宽与w(k)的方差相关，即

。

3.根据权利要求2所述的基于光通信系统信道估计的激光器线宽检测方法，其特征在于，所述步骤(3)和(4)包括：在建立激光器线宽估计模型后，根据模块采集到的样本信号，计算样本信号的概率特征值，带入理论估计模型，估计激光器线宽；

相位补偿后，采集相位补偿后的导频信号，取相位信息并按照式(3)所给模型计算样本信号的误差w′(k)；然后利用采样信号的样本方差模拟实际方差 代入式(6)可知，待测激光器的线宽可以估计为：

其中var[w′(k)]表示w′(k)的样本方差。

4.一种具有激光器线宽检测功能的光通信系统，其特征在于，包括平衡光电探测器、时钟恢复模块、色散补偿模块、偏振解复用模块、频率偏移补偿模块、载波相位恢复模块及激光器线宽检测模块，所述激光器线宽检测模块位于所述平 衡光电探测器、时钟恢复模块、色散补偿模块、偏振解复用模块、频率偏移补偿模块及载波相位恢复模块之后，并且所述激光器线宽检测模块能够按照权利要求1-3任一项所述的基于光通信系统信道估计的激光器线宽检测方法，对光通信系统的激光器线宽进行检测。