專(zhuān)利名稱(chēng)：信號(hào)處理的裝置，發(fā)送機(jī)，接收機(jī)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)字信號(hào)處理領(lǐng)域，特別是光接收機(jī)的信號(hào)處理。
背景技術(shù)：
在數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)在光路或光通道中以光信號(hào)的形式傳輸。這種通訊系統(tǒng)的接收機(jī)內(nèi)，光信號(hào)將轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，電信號(hào)經(jīng)過(guò)數(shù)字采樣后用于下一歩處理。
然而，光路或光道可能包含通道失真，從而導(dǎo)致接收光信號(hào)的失真。典型的ー種失真是色散，(例如)由于不同波長(zhǎng)的光信號(hào)將以不同的速度在光路或光通道的光介質(zhì)中傳播，導(dǎo)致接收的光信號(hào)的脈沖展寬。為了補(bǔ)償這種失真，接收信號(hào)要進(jìn)行相應(yīng)的處理，以補(bǔ)償某些光介質(zhì)色散的影響。此外，光路還可能引入其它失真。例如，光路的傳輸特性可能因偏振態(tài)的不同，或因發(fā)送信號(hào)的同相和正交部分的不同而不同。當(dāng)將信號(hào)視作光信號(hào)或者電信號(hào)進(jìn)行處理時(shí)，處理端也可能會(huì)引入其它失真。有ー些算法可補(bǔ)償上述ー種或多種失真。但此類(lèi)算法往往有不可忽略的計(jì)算復(fù)雜度，從而降低了自身的補(bǔ)償效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是要提供一種有效概念用于校正信號(hào)處理路徑引起的失真。該目的通過(guò)各權(quán)利要求的特征得以實(shí)現(xiàn)。其他實(shí)施例也在各權(quán)利要求中顯而易見(jiàn)。本發(fā)明基于這樣的一種發(fā)現(xiàn)，通過(guò)兩次對(duì)兩個(gè)各自校正函數(shù)的乘法運(yùn)算以及一次對(duì)乘法結(jié)果求和的運(yùn)算，已處理信號(hào)的失真可以在頻域中校正。校正函數(shù)可以從信號(hào)處理路徑的傳遞函數(shù)中導(dǎo)出，此傳遞函數(shù)可以提前確定。ー個(gè)乘法的輸入集可能是其他乘法輸入集重新排序的版本。因此，校正失真不需要花費(fèi)太多カ氣。根據(jù)第一方面，本發(fā)明涉及ー種信號(hào)處理裝置，用于校正信號(hào)處理路徑對(duì)已處理信號(hào)引起的失真。此信號(hào)處理裝置包含一個(gè)變換器(用于在頻域中將已處理信號(hào)變換為變換信號(hào))，一個(gè)處理器(用于根據(jù)信號(hào)處理路徑的變換函數(shù)確定第一校正函數(shù)和第二校正函數(shù)，將變換信號(hào)副本中的值的順序逆置，從而獲得反向變換信號(hào))，第二乘法器(用于用第二校正函數(shù)的系數(shù)乘以反向變換信號(hào)的值，以獲得第二校正信號(hào))，以及ー個(gè)加法器(用于將第一校正信號(hào)與第二校正信號(hào)相加，以獲得校正輸入信號(hào))。例如，已處理信號(hào)是時(shí)域中的ー個(gè)復(fù)信號(hào)，變換為頻域中的變換信號(hào)，例如，使用快速傅立葉變換FFT算法。因此，已處理信號(hào)可能會(huì)作為時(shí)域信號(hào)塊來(lái)提供，其中變換信號(hào)為頻域信號(hào)塊。根據(jù)FFT的大小，每個(gè)信號(hào)塊可能包含一個(gè)長(zhǎng)度N。用第一校正函數(shù)的系數(shù)乘以變換信號(hào)的值，特別是按照ー個(gè)ー個(gè)地相乘，這樣第一校正信號(hào)也是FFT大小N的信號(hào)塊。反向變換信號(hào)也可能是ー個(gè)信號(hào)塊，通過(guò)對(duì)變換信號(hào)的值重新排序而生成，特別是通過(guò)將值的順序逆置。根據(jù)某些實(shí)施方式，信號(hào)反向器可能進(jìn)ー步配置為確定變換信號(hào)副本的復(fù)共軛版本。相應(yīng)地，反向的變換信號(hào)可能為變換信號(hào)的復(fù)共軛重定向版本。
與第一乘法器的乘法運(yùn)算類(lèi)似，第二乘法器的乘法運(yùn)算也是將反向變換信號(hào)的值與第二校正函數(shù)的系數(shù)一個(gè)ー個(gè)地相乘。相應(yīng)地，加法器的已校正的輸出信號(hào)可能為FFT大小N的信號(hào)塊，通過(guò)將第一和第ニ校正信號(hào)的值逐個(gè)相加而得。根據(jù)某些實(shí)施方式，信號(hào)反向器可能配置為提供變換信號(hào)的副本。第一和第二校正函數(shù)取決于的傳遞函數(shù)可能包含同相部分和正交部分的復(fù)傳遞函數(shù)。但是，同相部分和正交部分可能不會(huì)單獨(dú)應(yīng)用于已處理信號(hào)，已處理信號(hào)可能包含這些同相部分和正交部分。因此，第一和第二校正函數(shù)可以從傳遞函數(shù)導(dǎo)出，井分別應(yīng)用于變換信號(hào)和反向變換信號(hào)。這樣能夠以有效的方式高效地校正信號(hào)處理路徑引起的失真。根據(jù)某些實(shí)施方式，信號(hào)處理裝置可能進(jìn)ー步包含ー個(gè)反向變換器，特別是反向 傅里葉變換器，用于在時(shí)域中將已校正的輸出信號(hào)反向變換為反向變換信號(hào)。反向變換信號(hào)可能會(huì)進(jìn)行進(jìn)一步處理，例如，用于恢復(fù)在已處理信號(hào)內(nèi)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。根據(jù)第一方面的第一種實(shí)施方式，本發(fā)明涉及ー種信號(hào)處理裝置，其中，處理器配置為，進(jìn)ー步使用先前獲得的第一和第二校正信號(hào)，迭代地確定第一校正函數(shù)和第二校正函數(shù)。因此，第一和第二校正函數(shù)可能不僅僅取決于傳遞函數(shù)，還取決于對(duì)第一和第二校正信號(hào)的評(píng)估。例如，可能會(huì)對(duì)第一和第二校正信號(hào)的信號(hào)功率進(jìn)行評(píng)估。根據(jù)第一方面的第二種實(shí)施方式，本發(fā)明涉及ー種信號(hào)處理裝置，其中，處理器配置為確定第一校正函數(shù)和第二校正函數(shù)，用于校正由于信號(hào)處理路徑的失真?zhèn)鬟f函數(shù)引起的已處理信號(hào)失真，其中傳遞函數(shù)為校正傳遞函數(shù)，可從失真?zhèn)鬟f函數(shù)中導(dǎo)出。例如，失真?zhèn)鬟f函數(shù)可以通過(guò)使用幾個(gè)測(cè)試信號(hào)(例如，正弦測(cè)試信號(hào))提前確定?？赡芤謩e針對(duì)兩個(gè)不同偏振態(tài)以及ー個(gè)同相部分和一個(gè)正交部分確定失真?zhèn)鬟f函數(shù)。因此，失真?zhèn)鬟f函數(shù)可能包含四個(gè)單獨(dú)的傳遞函數(shù)。從失真?zhèn)鬟f函數(shù)中可以導(dǎo)出信號(hào)處理路徑的傳遞函數(shù)，例如，通過(guò)解析方式對(duì)失真?zhèn)鬟f函數(shù)做反相運(yùn)算。因此，從傳遞函數(shù)導(dǎo)出的第一和第二校正函數(shù)能夠校正失真?zhèn)鬟f函數(shù)引起的失真。根據(jù)第一方面的第三種實(shí)施方式，本發(fā)明涉及ー種信號(hào)處理裝置，其中，第一校正函數(shù)和第二校正函數(shù)包含信號(hào)處理路徑的傳遞函數(shù)的同相部分和信號(hào)處理路徑的傳遞函數(shù)的正交部分。例如，傳遞函數(shù)包含ー個(gè)同相部分(用于校正已處理信號(hào)同相部分中的失真)和一個(gè)正交部分(用于校正已處理信號(hào)正交部分中的失真)。如果在頻域中執(zhí)行校正，則可能希望在同相部分和正交部分分別采用FFT算法。但是，已處理信號(hào)的同相和正交部分可能會(huì)在變換信號(hào)中混頻。由Z作為已處理信號(hào)，I和Q分別作為同相和正交部分，可得Z= I+jQ(I)FFT(Z) = FFT(I)+jFFT (Q)這也可以寫(xiě)為(例如)，F(xiàn)FT (Z) = Re [FFT (I) ] □ Im [FFT (Q) ] + j Im [FFT (I) ] + j Re [FFT (Q)]FFT* (Z) = Re [FFT (I)] □ Im [FFT (Q)] □ j Im [FFT (I)] □ j Re [FFT (Q) ]，(2)FFTk* (Z) = Re [FFT (I) ] +Im [FFT (Q) ] + j Im [FFT (I)] □ j Re [FFT (Q)]其中符號(hào)*表示復(fù)共軛運(yùn)算，下標(biāo)R表示頻域中的“反向”運(yùn)算。根據(jù)該“反向”運(yùn)算，如果FFT系數(shù)或值為f = (f0, f1； f2,——fN/2, fN/2+1, fN/2+2, ，fN_1； fN) , (3)貝丨J，反向FFT系數(shù)或值為fE* = (f0, fN*, ——fN/2+2*, fN/2+1*, fN/2% ，f2*，O (4)在以上和以下方程中，粗體字母表示復(fù)矢量或?qū)嵤噶?，具體指FFT大小N元素的矢量。從以上等式中可以推導(dǎo)出同相和正交部分的FFT FFT(I) = - [FFT(Z)+FFTr * (Z)](5)
FFT(Q) = [FFT(Z)DFFTr *(Z)]有

Hc(I)和 Hc (Q)(6)作為信號(hào)處理路徑同相部分I和正交部分Q的校正傳遞函數(shù)，等式(5)可以變換為FFT(I)Hc(I) = ^ [FFT(Z)+FFTr * (Z)] Hc (I)， (7)
FFT(Q)Hc(Q) = [FFT(Z)DFFTr *(Z)]7/c(Q)因此
FFT(I)Hc(l)+jFFT(Q)Hc(Q)=(8)
FFT(Z)^[Hc(I)+Hc(Q)]+FFTr *(Z)I[盡(I)□盡(Q)]由于C1=i[i/c(I) + i/c(Q)]， (9)
C2= ^[Hc(I)DHc(Q)]C1為第一校正函數(shù)，C2為第二校正函數(shù)，等式⑶可以重新寫(xiě)為
FFT (I) Hc (I) +jFFT (Q) Hc (Q) = FFT (Z) CJFFTk* (Z) C2 (10)等式(10)的結(jié)果形成的和將形成已校正的輸出信號(hào)。根據(jù)某些實(shí)施方式，還可能對(duì)(特別是具有光路的)信號(hào)處理路徑的色散進(jìn)行補(bǔ)償。為此，色散補(bǔ)償函數(shù)可能會(huì)應(yīng)用到已處理信號(hào)，特別是在頻域中。例如，對(duì)應(yīng)此類(lèi)色散補(bǔ)償函數(shù)的系數(shù)CD—1可根據(jù)某種色散提前確定。例如，可以根據(jù)以下等式確定系數(shù)CD'，
權(quán)利要求
1.信號(hào)處理裝置(100，300，400)，用于校iH信號(hào)處理路徑對(duì)已處理信號(hào)引起的失真，所述信號(hào)處理裝置(100，300，400)包含 一個(gè)變換器(110，430a，430b)，用于將所述已處理信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)樵陬l域中的變換信號(hào)； 一個(gè)處理器(150，350，420)，用于根據(jù)所述信號(hào)處理路徑的傳遞函數(shù)確定第一校正函數(shù)(C1)和第二校正函數(shù)(C2)； 第一乘法器(120，433a，433b)，用于將所述第一校正函數(shù)(C1)的系數(shù)與所述變換信號(hào)的值相乗，以獲得第一校正信號(hào)； ー個(gè)信號(hào)反向器(130，140，437a，437b，439a，439b)，用于將所述變換信號(hào)副本中的值的順序逆置，以獲得反向的變換信號(hào)； 第二乘法器(125，435a，435b)，用于將所述第二校正函數(shù)(C2)的系數(shù)與所述變換信號(hào)的值，以獲得第二校正信號(hào)； ー個(gè)加法器(160，440a，440b)，用于將所述第一校正信號(hào)和所述第二校正信號(hào)相加，獲得已校正的輸出信號(hào)。
2.如前述權(quán)利要求所述的信號(hào)處理裝置(100，300，400)，其中，所述信號(hào)反向器(130，.140，437a，437b，439a，439b)進(jìn)ー步配置為提供變換信號(hào)的副本。
3.如任一前述權(quán)利要求所述的信號(hào)處理裝置(100，300，400)，其中，所述信號(hào)反向器(130，140，437a，437b，439a，439b)進(jìn)ー步配置為確定所述變換信號(hào)所述副本的復(fù)共軛版本。
4.如任一前述權(quán)利要求所述的信號(hào)處理裝置(100，300，400)，其中，所述處理器(150，.350.420)配置為，進(jìn)一歩使用之前獲得的第一和第二校正信號(hào)，迭代地確定所述第一校正函數(shù)(C1)和所述第二校正函數(shù)(C2)。
5.如任一前述權(quán)利要求所述的信號(hào)處理裝置(100，300，400)，其中，所述處理器(150，.350.420)配置為確定所述第一校正函數(shù)(C1)和所述第二校正函數(shù)(C2),用于校正已處理信號(hào)中由所述信號(hào)處理路徑的失真?zhèn)鬟f函數(shù)引起的失真，其中，所述傳遞函數(shù)為從所述失真?zhèn)鬟f函數(shù)中導(dǎo)出的校正傳遞函數(shù)。
6.如任一前述權(quán)利要求所述的信號(hào)處理裝置(100，300，400)，其中所述第一校正函數(shù)(C1)和所述第二校正函數(shù)(C2)包含所述信號(hào)處理路徑的所述傳遞函數(shù)的同相部分和所述信號(hào)處理路徑的所述傳遞函數(shù)的正交部分。
7.如任一前述權(quán)利要求所述的信號(hào)處理裝置(100，300，400)，其中，所述處理器(150，.350.420)配置為根據(jù)以下公式確定用于校正的所述第一校正函數(shù)C1和所述第二校正函數(shù)
8.如任一前述權(quán)利要求所述的信號(hào)處理裝置(100，300，400)，其中，所述處理器(150，.350.420)配置為確定所述第一校正函數(shù)(C1)和所述第二校正函數(shù)(C2),用于校正由于所述信號(hào)處理路徑同相處理部分與所述信號(hào)處理路徑正交處理部分之間的不平衡而引起的失真。
9.如任一前述權(quán)利要求所述的信號(hào)處理裝置(100，300，400)，其中，所述處理器(150，350,420)配置為根據(jù)以下公式確定所述第一校正函數(shù)C1和所述第二校正函數(shù)C2
10.如任一前述權(quán)利要求所述的信號(hào)處理裝置(100，300，400)，其中，所述處理器(150,350,420)配置為確定用于增益校正的所述第一校正函數(shù)(C1)和所述第二校正函數(shù)(C2).
11.如任一前述權(quán)利要求所述的信號(hào)處理裝置(100，300，400)，其中，所述處理器(150，350，420)配置為根據(jù)以下公式確定所述第一校正函數(shù)C1和所述第二校正函數(shù)C2
12.如任一前述權(quán)利要求所述的信號(hào)處理裝置(100，300，400)，進(jìn)ー步包含一個(gè)反向變換器(170，442a，442b)，特別是反向傅里葉變換器，用于在時(shí)域中將所述已校正的輸出信號(hào)反向變換為反向變換信號(hào)。
13.—個(gè)包含信號(hào)處理路徑的發(fā)送機(jī)以及根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的信號(hào)處理裝置(100，300,400)，所述信號(hào)處理裝置(100，300,400)位于所述信號(hào)處理裝置的下游，用于校正所述信號(hào)處理通道對(duì)發(fā)送信號(hào)弓I起的失真。
14.ー個(gè)包含信號(hào)處理路徑的接收機(jī)以及根據(jù)權(quán)利要求I至12任ー權(quán)利要求所述的信號(hào)處理裝置(100，300，400)，所述信號(hào)處理裝置(100，300，400)位于所述信號(hào)處理通道的下游，用于校正所述信號(hào)處理通道對(duì)接收信號(hào)引起的失真。
15.用于校正信號(hào)處理路徑對(duì)已處理信號(hào)引起的失真的ー種方法，所述方法包含 在頻域中將所述已處理信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)樽儞Q信號(hào)； 根據(jù)所述信號(hào)處理路徑的傳遞函數(shù)確定第一校正函數(shù)(C1)和第二校正函數(shù)(C2)；用所述第一校正函數(shù)(C1)的系數(shù)乘以所述變換信號(hào)的值，以獲得第一校正信號(hào)； 將所述變換信號(hào)的副本中的值的順序逆置，以獲得反向變換信號(hào)； 用所述第二校正函數(shù)(C2)的系數(shù)乘以所述反向變換信號(hào)的值，以獲得第二校正信號(hào)；并 將所述第一校正信號(hào)與所述第二校正信號(hào)相加，以獲得已校正的輸出信號(hào)。
全文摘要
提供一種信號(hào)處理裝置(100，300，400)，用于校正信號(hào)處理路徑對(duì)已處理信號(hào)引起的失真。此信號(hào)處理裝置(100，300，400)包含一個(gè)變換器(110，430a，430b)，用于在頻域中將已處理信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)樽儞Q信號(hào)；一個(gè)處理器(150，350，420)，用于根據(jù)信號(hào)處理路徑的傳遞函數(shù)確定第一校正函數(shù)(C1)和第二校正函數(shù)(C2)；第一乘法器(120，433a，433b)，用于用第一校正函數(shù)的系數(shù)乘以變換信號(hào)的值，以獲得第一校正信號(hào)；一個(gè)信號(hào)反向器(130，140，437a，437b，439a，439b)，用于將變換信號(hào)副本中的值的順序逆置，以獲得反向變換信號(hào)；第二乘法器(125，435a，435b)，用于用第二校正函數(shù)的系數(shù)乘以反向變換信號(hào)的值，以獲得第二校正信號(hào)；以及一個(gè)加法器(160，440a，440b)，用于將第一校正信號(hào)與第二校正信號(hào)相加，以獲得已校正的輸出信號(hào)。
文檔編號(hào)H04B10/06GK102656823SQ201180002590
公開(kāi)日2012年9月5日 申請(qǐng)日期2011年2月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月17日
發(fā)明者斯陀亞呢維齊·尼伯伊薩 申請(qǐng)人:華為技術(shù)有限公司