基于LMS的信道均衡和频偏估计联合并行方法

摘要

本发明公开了一种基于LMS的信道均衡和频偏估计联合并行方法，在光接收机的初始化阶段将训练序列信号转换为并行信号后送入并行信号处理支路分别进行均衡和频偏估计，计算所有支路的频偏估计平均值和每条支路的误差信号，每组并行信号采用统一的均衡器抽头系数，均衡器抽头系数更新时采用支路误差信号的均值；在数据发送阶段发送端在数据符号中插入训练符号，光接收机将数据信号转换为并行信号，训练信号采用均衡信号和已知训练符号进行频偏估计，数据信号使用对应训练信号的累积相位误差和已得到的频偏估计平均值进行补偿后再判决，再采用均衡信号和判决信号进行频偏估计。本发明采用信号并行化处理降低了数据信号处理硬件对系统性能的限制影响。

主权项

一种基于LMS的信道均衡和频偏估计联合并行方法，其特征在于包括下步骤：S1：采用训练序列进行初始化，包括步骤：S1.1：发送训练序列至光突发接收机，经过相干解调和采样量化的训练序列信号进行串并变换得到N路并行信号；设置第n＝1组并行信号对应的均衡器抽头系数S1.2：第n组并行信号进入N个并行信号处理支路，每个并行信号处理支路包括均衡器和频偏估计模块，第i个支路的均衡器得到均衡信号其中k＝(n‑1)×N+i，1≤i≤N；S1.3：频偏估计模块根据已知训练符号对均衡信号进行频偏估计，得到累积相位误差和频偏估计值S1.4：将N个支路的频偏估计值进行平均得到第n组并行信号的频偏估计平均值S1.5：N个支路分别计算其误差信号ε_n,i：S1.6：更新第n+1组并行信号使用的均衡器抽头系数：${\overrightarrow{C}}_{n+1}=\left\{\begin{array}{cc}{\overrightarrow{C}}_n& 1\le n\le D\\ {\overrightarrow{C}}_n-\frac{\lambda }{N_c}·\underset{i_c=1}{\overset{N_c}{\Sigma }}[{ϵ}_{n-D,i_c}·\overrightarrow{V}{(n-D,i_c)}^{*}]& n>D\end{array}\right.$其中，分别表示第n+1组、第n组并行信号所使用的均衡器抽头系数；D表示误差信号的延迟；λ是设置的迭代步长，为正数；N_c表示从N个支路中选择的参与抽头系数计算的误差信号数量，1≤N_c≤N，1≤i_c≤N_c；表示对应的观测向量，表示的共轭；S1.7：判断训练序列是否处理完毕，如果未处理完毕，返回步骤S1.2继续处理下一组并行信号，如果处理完毕，则进入步骤S2；S2：进入数据发送阶段对数据进行处理，包括步骤：S2.1：数据发送端在数据符号中插入训练符号，其插入方法为：以N个发送符号为一组，再将N个发送符号分为R个小组，每小组N/R个发送符号中包含一个训练符号，R个训练符号在并行符号中的序号记为i_r,1≤r≤R；S2.2：发送数据信号至光突发接收机，对经过相干解调和采样量化的数据信号进行串并变换得到N路并行信号，第n组并行信号进入N个并行信号处理支路，数据发送阶段的并行信号处理支路包括均衡器、频偏估计模块和判决模块，第i个支路的均衡器处理得到均衡信号S2.3：对N条支路分别进行频偏估计：当支路为训练信号时，直接根据已知训练符号对均衡信号进行频偏估计，得到累积相位误差和频偏估计值当支路为数据信号时，先对均衡信号进行相位补偿，相位补偿后的信号为：其中，d表示频偏估计平均值的延迟，表示向上取整；判决模块对信号进行判决得到判决信号根据判决信号对均衡信号进行频偏估计，得到频偏估计值和累积相位误差S2.4：将N个支路的频偏估计值进行平均得到第n组并行信号的频偏估计平均值S2.5：N个支路分别计算其误差信号ε_n,i：当支路为训练信号，即i＝i_r时，误差信号ε_n,i为：当支路为数据信号时，误差信号ε_n,i为：S2.6：更新第n+1组并行符号使用的均衡器抽头系数：${\overrightarrow{C}}_{n+1}={\overrightarrow{C}}_n-\frac{{\lambda }^{*}}{N_c^{*}}·\underset{i_c^{*}=1}{\overset{N_c^{*}}{\Sigma }}[{ϵ}_{n-D,i_c^{*}}·\overrightarrow{V}{(n-D,i_c^{*})}^{*}]$其中，λ^*是数据发送阶段设置的迭代步长，表示数据发送阶段从N个支路中选择的参与抽头系数计算的误差信号数量，S2.7：判断数据信号是否处理完毕，如果未处理完毕，返回步骤S2.2继续处理，如果处理完毕则结束。