CN110190907B - 一种iq信号相位误差控制方法及*** - Google Patents
一种iq信号相位误差控制方法及*** Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种IQ信号相位误差控制方法及***,涉及相干光模块技术领域,该方法包括以下步骤:通过调节I路信号和Q路信号所对应的通道的强度系数,实现对IQ信号相位误差的控制。本发明无需相移器,能在不改变原有相干光通信***架构的情况下减小甚至消除IQ信号的正交角相位误差,改善相干光通信***性能。
Description
技术领域
本发明涉及相干光模块技术领域,具体涉及一种IQ信号相位误差控制方法及***。
背景技术
相干光通信***中,为了利用光的相位信息,对信号进行I、Q调制与解调,能大幅提高相干光通信***容量和距离。相干接收机利用光学混频器等关键器件,能够解调得到相互正交的I、Q信号。
然而,实际解调过程中,由于器件存在一定的工艺误差,解调得到的I、Q信号不是完美正交,存在正交角相位误差(简称为相位误差)而降低解调性能,劣化***性能,如光信噪比(OSNR)。并且,通信速率、编码复杂度仍在进一步的提高,对片上集成相干接收机的相位误差提出更高要求,甚至相位误差已逐步成为制约***性能的关键参数。
除了工艺相关性,相位误差还具有温度相关性、波长相关性。另外,不同材料相位误差也不一样。相比PLC,InP等材料,SOI芯片折射率差较大,相位误差通常更大。减小硅基光电子芯片的相位误差更加困难。
目前相干接收机中有三种减小IQ相位误差的方法:第一种是优化无源混频器结构。目前报道的无源混频器,如基于2x4MMI的混频器,在经过设计优化后,理论上,相位误差在工作波长范围内能小于5度,理想情况下甚至小于3度。然而,该方法对工艺非常敏感,chip间、wafer间都存在很大的工艺误差。因此,实际中,产品相位误差通常在很大的范围内波动,甚至远远大于设计值,导致产品良率很低。
第二种方法需要采用有源混频器结构,通过反馈直接调节混频器的内部相位。如3dB耦合器+相移器结构的混频器,通过相移器调节混频器内部相位,可以减小IQ相位误差。然而,该方法引入的相移器会带来额外代价,如采用PN结型相移器会引起输出不均衡,增加插损。采用热电极型相移器则会引入热串扰,容易受温度变化干扰。同时,相移器还会额外增加功耗,带来可靠性问题。
第三种方法是采用DSP正交化算法补偿。该方法在DSP侧对数据流进行处理,将原始的非正交化IQ数据转换为正交归一化的IQ数据。然而,实际应用中,由于噪声、色散等影响因素的存在,制约了算法补偿范围。同时,该算法引入较大的计算负荷,增加DSP功耗,大大减少可应用场景,如data center用DSP可能不支持该算法。另外,算法补偿后,仍旧无法消除相位误差引起的相干光通信***性能劣化。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷,本发明的目的在于提供一种IQ信号相位误差控制方法,该方法无需相移器,能在不改变原有相干光通信***架构的情况下减小甚至消除IQ信号的正交角相位误差,改善相干光通信***性能。
为达到以上目的,本发明采取的技术方案是:
一种IQ信号相位误差控制方法,该方法包括以下步骤:
通过调节I路信号和Q路信号所对应的通道的强度系数,实现对IQ信号相位误差的控制。
在上述技术方案的基础上,通过调节I路信号和Q路信号所对应的通道的强度系数,实现对IQ信号相位误差的控制,具体包括:
采集获得I路信号和Q路信号的电信号值向量;
计算目标参数的函数值,目标参数是以I路信号和Q路信号的电信号值向量为自变量的函数,且目标参数被配置为:当目标参数的函数值趋近最大值或最小值时,IQ信号相位误差趋近最小值;
调节I路信号和Q路信号所对应的通道的强度系数,使目标参数的函数值趋近最大值或最小值。
在上述技术方案的基础上,所述目标参数的表达式为:
I和Q分别为I路信号和Q路信号的电信号值向量,I N 为N次采集中I路信号的第N个电信号值,Q N 为N次采集中Q路信号的第N个电信号值,N为正整数。
在上述技术方案的基础上,所述目标参数的表达式也可以为:
I和Q分别为I路信号和Q路信号的电信号值向量,I N 为N次采集中I路信号的第N个电信号值,Q N 为N次采集中Q路信号的第N个电信号值,N为正整数。
在上述技术方案的基础上,调节I路信号和Q路信号所对应的通道的强度系数,使目标参数的函数值趋近最小值,进而使IQ信号相位误差趋近最小值,具体包括。
S31.预设各通道的初始强度系数,根据I路信号和Q路信号的电信号值向量的初始值,计算目标参数的初始值y o 。
S32.将4路通道分为两组以对应于I路信号和Q路信号,且每组中的两路通道的相
位差为预设度数,基于通道的强度系数的边界条件,按预设交替规则对两组通道的强度系
数进行调节,在对其中一组通道进行调节时,以先调节的通道为参考通道,记录该参考通道
的调节方向,当该参考通道调节一次后,对该组后调节的通道的强度系数持续调节,实时计
算E{|I|}和E{|Q|},直到满足,其中A为预设的阈值。
S33.利用满足时对应采集的N次I路信号和N次Q路信号的
电信号值,计算目标参数的修正值,若修正值大于初始值,则执行步骤S34,若修正值小于初
始值y o ,则执行步骤S35。
S34.返回步骤S32,并改变参考通道的强度系数的调节方向。
S35.返回步骤S32,并保持参考通道的强度系数的调节方向不变。
S36.重复步骤S32至S35,使目标参数的修正值趋近最小值。
在上述技术方案的基础上,采集获得I路信号和Q路信号的电信号值向量,具体包括:
以N个周期的各个周期上所采集的I路信号或Q路信号的电压值作为向量元素,建立I路信号和Q路信号的电压值向量;
或,以N个周期的各个周期上所采集的I路信号或Q路信号的电流值作为向量元素,建立I路信号和Q路信号的电流值向量。
在上述技术方案的基础上,以N个周期的各个周期上所采集的I路信号或Q路信号的电压值作为向量元素,建立I路信号和Q路信号的电压值向量,具体包括:
在N个周期的各个周期上采集一次I路信号的电压值,I路信号的电压值满足: ;
在N个周期的各个周期上采集一次Q路信号的电压值,Q路信号的电压值满足;
其中, R i (i=1~4)表示第i路通道的强度系数,ω为信号光与本振光的光频差, 表示第j路通道相对第1路通道的相位差,R I 与R Q 分别为I、Q的强度系数,表示相位误差;
将采集的N个I路信号的电压值作为I路信号的电压值向量的N个元素的值;
将采集的N个Q路信号的电压值作为Q路信号的电压值向量的N个元素的值。
在上述技术方案的基础上,通过调节光学混频器输出光路的光功率、光电二极管PD响应度和/或跨阻放大器TIA增益系数来对通道的强度系数进行调节。
本发明的另一个目的在于提供一种IQ信号相位误差控制***,其无需相移器,能在不改变原有相干光通信***架构的情况下减小甚至消除IQ信号的正交角相位误差,改善相干光通信***性能。
为达到以上目的,本发明采取的技术方案是:
一种IQ信号相位误差控制***,包括:
控制单元,其用于通过调节I路信号和Q路信号所对应的通道的强度系数,实现对IQ信号相位误差的控制。
在上述技术方案的基础上,所述控制单元包括:
采集模块,其用于采集获得I路信号和Q路信号的电信号值向量。
计算模块,其用于计算目标参数的函数值,所述目标参数是以I路信号和Q路信号的电信号值向量为自变量的函数,且所述目标参数被配置为:当目标参数的函数值趋近最大值或最小值时,IQ信号相位误差趋近最小值;以及。
调节模块,其用于调节I路信号和Q路信号所对应的通道的强度系数,使目标参数的函数值趋近最大值或最小值,进而使IQ信号相位误差趋近最小值。
在上述技术方案的基础上,所述调节模块通过调节光学混频器输出光路的光功率、光电二极管PD响应度和/或跨阻放大器TIA增益系数来对通道的强度系数进行调节。
与现有技术相比,本发明的优点在于:
本发明通过采集I路信号和Q路信号的电流或者电压值,并定义目标参数,以表征相位误差。分别单独调节4路通道的强度系数,使得目标参数达到最小值或者最大值,进而使对应的相位误差达到最小值,从而实现对***相位误差的补偿。而且本发明中采用的方法不改变***原有硬件组成,无需相移器,功耗低、成本低,可以满足超100G相干光通信***对相位误差的要求。
附图说明
图1为本发明实施例中IQ信号相位误差控制方法的流程图。
图2为图1中步骤S3的流程图。
图3为本发明实施例中调节结果示意图。
图4为本发明实施例中IQ信号相位误差控制***的示意图。
图5为本发明实施例中控制单元的示意图。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。
本发明实施例提供一种IQ信号相位误差控制方法,该方法包括以下步骤:
通过调节I路信号和Q路信号所对应的通道的强度系数,实现对IQ信号相位误差的控制。
本实施例中,通过调节I路信号和Q路信号所对应的通道的强度系数的方式,来改变I路信号和Q路信号的电信号值,进而可以影响到IQ信号相位误差,以达到控制IQ信号相位误差的目的。
具体而言,参见图1所示,通过调节I路信号和Q路信号所对应的通道的强度系数,实现对IQ信号相位误差的控制,具体包括:
S1.采集获得I路信号和Q路信号的电信号值向量;
针对I路信号和Q路信号的电信号值向量,是以N个周期的各个周期上所采集的I路信号或Q路信号的电信号值作为向量元素来建立的。N的取值要适中,需要综合考虑准确度和计算量。本实施例中,可以是103、104或105,优选地,N的取值为105。
本实施例一次完整的采集会在N个周期采集2N个数据,下一次完整的采集会在另外的N个周期采集2N个数据。采集的电信号是指随着时间而变化的电压或电流。
作为一个较好的实施方式,本实施例在N个周期的各个周期各自的判决点处,分别采集一次I路信号和一次Q路信号的电信号值。判决点是针对眼图而言的,眼图是用余辉方式累积叠加显示采集到的串行信号的比特位的结果,当信噪比达到最佳值时,眼图的开口达到最大,此时是采样的最佳时间,也叫判决点。
本实施例可以根据需要选择是采集电压还是电流:
当采集电压时,建立I路信号和Q路信号的电压值向量,I路信号或Q路信号的电压值向量中的N个元素的值为:在N个周期的各个周期上所采集的I路信号或Q路信号的电压值。
当采集电流时,建立I路信号和Q路信号的电流值向量,I路信号或Q路信号的电流值向量中的N个元素的值为:在N个周期的各个周期上所采集的I路信号或Q路信号的电流值。
下面以电压为例进行具体介绍:
本实施例中的光学混频器为90度光学混频器,其输出是4路。从而决定了通道的数量也是4个,同时还决定了通道之间的相位差。
在N个周期的各个周期上采集一次I路信号的电压值,I路信号的电压值满足: ;
在N个周期的各个周期上采集一次Q路信号的电压值,Q路信号的电压值满足;
其中, R i (i=1~4)表示第i路通道的强度系数,ω为信号光与本振光的光频差, 表示第j路通道相对第1路通道的相位差,R I 与R Q 分别为I、Q的强度系数, 表示相位误差;且R I 、R Q 、△θ I 和△θ Q 满足:
将采集的N个I路信号的电压值作为I路信号的电压值向量的N个元素的值;
将采集的N个Q路信号的电压值作为Q路信号的电压值向量的N个元素的值。
同理,若需要采集电流,和电压类似,数值上,区别在于多了电阻或者阻抗。
在上述描述中,通道的强度系数主要反映强度信息,或者说幅值大小。
物理层面上,第i路通道实际包含但不限于光学混频器的第i路输出光路,第i路的光电二极管PD,第i路的跨阻放大器TIA。
因此,通道的强度系数至少和以下因素相关:第i路通道的光功率P i ,第i路PD的响
应度RE i ,第i路TIA的增益系数A i 。第i路的强度系数可近似满足以下关系式:。
从而可以通过调节光学混频器输出光路的光功率、光电二极管PD响应度和/或跨阻放大器TIA增益系数来对通道的强度系数进行调节。
I、Q的强度系数主要指I路信号和Q路信号的电信号的幅值,若采集电压则为电压的幅值,若采集电流,则为电流的幅值。
S2.计算目标参数的函数值,目标参数是以I路信号和Q路信号的电信号值向量为自变量的函数,且目标参数被配置为:当目标参数的函数值趋近最大值或最小值时,IQ信号相位误差趋近最小值;
这里的目标参数可以根据实际需求来合理设置,其需要满足的条件为:当目标参数趋近最大值或最小值时,IQ信号相位误差趋近最小值。也就是说只需要满足:当目标参数趋近最大值或者最小值时,可以使IQ信号相位误差趋近最小值即可。
本实施例中目标参数的表达式为:
I和Q分别为I路信号和Q路信号的电信号值向量,I N 为N次采集中I路信号的第N个电信号值,Q N 为N次采集中Q路信号的第N个电信号值,N为正整数。
采用本实施例中的目标参数的表达式时,其满足的条件是:当目标参数趋近最小值时,IQ信号相位误差趋近最小值。
下面给出另一个目标参数,满足目标参数趋近最大值时,IQ信号相位误差趋近最小值。
即目标参数的表达式为:
I和Q分别为I路信号和Q路信号的电信号值向量,I N 为N次采集中I路信号的第N个电信号值,Q N 为N次采集中Q路信号的第N个电信号值,N为正整数。
S3.调节I路信号和Q路信号所对应的通道的强度系数,使目标参数的函数值趋近最大值或最小值,进而使IQ信号相位误差趋近最小值。
参见图2所示,以目标参数的函数值趋近最小值为例,步骤S3具体包括以下步骤。
S31.预设各通道的初始强度系数,根据I路信号和Q路信号的电信号值向量的初始值,计算目标参数的初始值y o 。
S32.将4路通道分为两组以对应于I路信号和Q路信号,且每组中的两路通道的相
位差为预设度数,基于通道的强度系数的边界条件,按预设交替规则对两组通道的强度系
数进行调节,在对其中一组通道进行调节时,以先调节的通道为参考通道,记录该参考通道
的调节方向,当该参考通道调节一次后,对该组后调节的通道的强度系数持续调节,实时计
算E{|I|}和E{|Q|},直到满足,其中为预设的阈值。
本实施例中的光学混频器为90度光学混频器,其输出是4路。从而决定了通道的数量也是4个,同时还决定了通道之间的相位差。故需要对4路通道分别设置初始强度系数。然后以某N个周期内采集的I路信号和Q路信号的电信号值作为初始值进行计算,得到目标参数的初始值y o 。
将4路通道分为两组以对应于I路信号和Q路信号,分组要满足的条件是每组中的两路通道的相位差为预设度数,通常来说这个预设度数的理想值是180度。
本实施例中,可以使用可调光衰减器(VOA)或者半导体光放大器(SOA)调节光学混频器输出光功率,或者调节TIA增益系数等方式来实现对通道的强度系数的调节。通道的强度系数的边界条件指的是通道的强度系数的调节范围,比如设置在[x1,x2]这个范围进行调节。预设交替规则指的是:按照先调节一组通道P次,再调节另一组通道Q次的方式作为一次循环,重复对两组通道进行调节。比如若P和Q均为1,则是两组通道依次交替进行,若P和Q均为10,则先连续对一组通道调节10次,然后对另一组通道连续调节10次,并按照这种方式循环。
设置这个条件是为了判断E{|I|}是否等于E{|Q|},通常来
说当二者之差满足在预设的阈值范围内,即可认为二者相等。当二者相等时,可以很好的保
证信号的质量。
对于参考通道的调节方向,调节方向指的是对参考通道的强度系数增加或者减小,改变调节方向指的是,若一开始选择增加参考通道的强度系数,则下一次调节时就减小该参考通道的强度系数。
在实际调节时,其调节量,也即调节步长δR,每调节一次即增加或减少一个调节步长δR。δR可以是固定值,也可以设计自适应算法,即随着调节的深入更改这个步长。这种步长相关的算法也是常规算法。
S33.利用满足时对应采集的N次I路信号和N次Q路信号的
电信号值,计算目标参数的修正值,若修正值大于初始值y o ,则执行步骤S34,若修正值小于
初始值y o ,则执行步骤S35。
S34.返回步骤S32,并改变参考通道的强度系数的调节方向。
S35.返回步骤S32,并保持参考通道的强度系数的调节方向不变。
S36.重复步骤S32至S35,使目标参数的修正值趋近最小值,进而使IQ信号相位误差趋近最小值。
由上述可知,由于本实施例中需要满足:当目标参数趋近最小值时,IQ信号相位误差趋近最小值。故若修正值大于初始值y o ,表明目标参数的值变大,需要改变参考通道的调节方向,若修正值小于初始值y o ,则表明参考通道的调节方向正确,保持这个调节方向继续调节,使目标参数逐渐趋近最小值,进而使IQ信号相位误差趋近最小值。
基于实施例给出的目标参数,通过仿真得到调节结果如图3(包括(a)和(b)两部分)。仿真条件忽略采样误差,忽略信号噪声等,采用随机值作为信号码流,补偿前相位误差为20度(此时,R 1= R 2= R 3= R 4 )。仿真中,I路和Q路的调节采用交替的方式。I路,Q路进行一次调节后,则认为完成一次迭代。
图3中横坐标为迭代次数,(a)中纵坐标为调节强度系数补偿后的相位误差,(b)中纵坐标为每一次迭代后目标参数y的值。可以看到,通过调节强度系数后,相位误差得到补偿。
综上所述,本发明通过采集I路信号和Q路信号的电流或者电压值,并定义目标参数,以表征相位误差。分别单独调节4路通道的强度系数,使得目标参数达到最小值或者最大值,进而使对应的相位误差达到最小值,从而实现对***相位误差的补偿。而且本发明中采用的方法不改变***原有硬件组成,无需相移器,功耗低、成本低,可以满足超100G相干光通信***对相位误差的要求。
参见图4所示,本发明实施例还提供一种IQ信号相位误差控制***,包括:光学混频器、I路光电探测器、Q路光电探测器和控制单元。参见图5所示,控制单元包括采集模块、计算模块和调节模块。
其中,光学混频器,其用于将接收的信号光和本振光混频后输出;
I路光电探测器,其输入端与所述光学混频器的输出端相连;
Q路光电探测器,其输入端与所述光学混频器的输出端相连;
采集模块,其输入端分别与所述I路光电探测器和Q路光电探测器的输出端相连,所述采集模块用于采集获得I路信号和Q路信号的电信号值向量。
电信号是指随着时间而变化的电压或电流,本实施例可以根据需要选择是采集电压还是电流。
当采集电压时,采集模块用于在N个周期的各个周期上采集I路信号和Q路信号的电压值,作为建立I路信号和Q路信号的电压值向量的N个元素的值。
当采集电流时,采集模块用于在N个周期的各个周期上采集I路信号和Q路信号的电流值,作为建立I路信号和Q路信号的电流值向量的N个元素的值。
下面以采集模块采集电压为例进行具体介绍:
本实施例中的光学混频器为90度光学混频器,其输出是4路。从而决定了通道的数量也是4个,同时还决定了通道之间的相位差。
在N个周期的各个周期上采集一次I路信号的电压值,I路信号的电压值满足: ;
在N个周期的各个周期上采集一次Q路信号的电压值,Q路信号的电压值满足;
其中,R i (i=1~4)表示第i路通道的强度系数,ω为信号光与本振光的光频差, 表示第j路通道相对第1路通道的相位差,R I 与R Q 分别为I、Q的强度系数, 表示相位误差;且R I 、R Q 、△θ I 和△θ Q 满足:
将采集的N个I路信号的电压值作为I路信号的电压值向量的N个元素的值;
将采集的N个Q路信号的电压值作为Q路信号的电压值向量的N个元素的值。
在本实施例中,控制单元可以是DSP(Digital Signal Processing,数字信号处理)芯片。I路光电探测器和Q路光电探测器均包括光电二极管PD,或I路光电探测器和Q路光电探测器均包括光电二极管PD和跨阻放大器TIA。光电二极管PD用于将光信号转换为电流信号,跨阻放大器TIA用于将光电二极管PD的电流信号转换为电压信号。通过上述两种实现方式便可以决定是采集电流值还是电压值。
进一步地,本实施例在N个周期的各个周期各自的判决点处,分别采集一次I路信号和一次Q路信号的电信号值。判决点是针对眼图而言的,眼图是用余辉方式累积叠加显示采集到的串行信号的比特位的结果,当信噪比达到最佳值时,眼图的开口达到最大,此时是采样的最佳时间,也叫判决点。判决点由控制单元,比如DSP芯片的通用算法计算确定。
计算模块,其用于计算目标参数的函数值,所述目标参数是以I路信号和Q路信号的电信号值向量为自变量的函数,且所述目标参数被配置为:当目标参数趋近最大值或最小值时,IQ信号相位误差趋近最小值。
作为一个较好的实施方式,所述目标参数的表达式为:
I和Q分别为I路信号和Q路信号的电信号值向量,I N 为N次采集中I路信号的第N个电信号值,Q N 为N次采集中Q路信号的第N个电信号值,N为正整数。
下面给出另一个目标参数,满足目标参数趋近最大值时,IQ信号相位误差趋近最小值。
即目标参数的表达式为:
I和Q分别为I路信号和Q路信号的电信号值向量,I N 为N次采集中I路信号的第N个电信号值,Q N 为N次采集中Q路信号的第N个电信号值,N为正整数。
调节模块,其用于调节I路信号和Q路信号所对应的通道的强度系数,使目标参数的函数值趋近最大值或最小值,进而使IQ信号相位误差趋近最小值。
优选地,调节模块通过调节光学混频器输出光路的光功率、光电二极管PD响应度和/或跨阻放大器TIA增益系数来对通道的强度系数进行调节。
作为一个较好的实施方式,利用调节模块调节I路信号和Q路信号所对应的通道的强度系数,使目标参数趋近最小值,进而使IQ信号相位误差趋近最小值,具体过程包括。
S31.预设各通道的初始强度系数,根据I路信号和Q路信号初始电信号值向量,计算目标参数的初始值y o 。
S32.将4路通道分为两组以对应于I路信号和Q路信号,且每组中的两路通道的相
位差为预设度数,基于通道的强度系数的边界条件,按预设交替规则对两组通道的强度系
数进行调节,在对其中一组通道进行调节时,以先调节的通道为参考通道,记录该参考通道
的调节方向,当该参考通道调节一次后,对该组后调节的通道的强度系数持续调节,实时计
算E{|I|}和E{|Q|},直到满足,其中A为预设的阈值。
预设交替规则指的是:按照先调节一组通道P次,再调节另一组通道Q次的方式作为一次循环,重复对两组通道进行调节。参见图所示,可以将4路通道分成两组,第一组包括通道1和通道2,第二组包括通道3和通道4。第一组和第二组的调节顺序可以互换,第一组内的通道1和通道2的调节顺序可以互换,第二组内的通道3和通道4的调节顺序也可以互换。
比如若P和Q均为1,则是第一组和第二组依次交替进行,若P和Q均为10,则可以是先连续对第一组调节10次,然后对第二组连续调节10次,并按照这种方式循环。
S33.利用满足时对应采集的N次I路信号和N次Q路信号的
电信号值,计算目标参数的修正值,若修正值大于初始值y o ,则执行步骤S34,若修正值小于
初始值y o ,则执行步骤S35。
S34.返回步骤S32,并改变参考通道的强度系数的调节方向。
S35.返回步骤S32,并保持参考通道的强度系数的调节方向不变。
S36.重复步骤S32至S35,使目标参数的修正值趋近最小值,进而使IQ信号相位误差趋近最小值。
本发明不局限于上述实施方式,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
Claims (9)
1.一种IQ信号相位误差控制方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:
采集获得I路信号和Q路信号的电信号值向量;
计算目标参数的函数值,目标参数是以I路信号和Q路信号的电信号值向量为自变量的函数,且目标参数被配置为:当目标参数的函数值趋近最大值或最小值时,IQ信号相位误差趋近最小值;
调节I路信号和Q路信号所对应的通道的强度系数,使目标参数的函数值趋近最大值或最小值。
2.如权利要求1所述的一种IQ信号相位误差控制方法,其特征在于,所述目标参数的表达式为:
I和Q分别为I路信号和Q路信号的电信号值向量,I N 为N次采集中I路信号的第N个电信号值,Q N 为N次采集中Q路信号的第N个电信号值,N为正整数。
3.如权利要求1所述的一种IQ信号相位误差控制方法,其特征在于,所述目标参数的表达式为:
I和Q分别为I路信号和Q路信号的电信号值向量,I N 为N次采集中I路信号的第N个电信号值,Q N 为N次采集中Q路信号的第N个电信号值,N为正整数。
4.如权利要求2所述的一种IQ信号相位误差控制方法,其特征在于,调节I路信号和Q路信号所对应的通道的强度系数,使目标参数的函数值趋近最小值,进而使IQ信号相位误差趋近最小值,具体包括:
S31.预设各通道的初始强度系数,根据I路信号和Q路信号的电信号值向量的初始值,计算目标参数的初始值y o ;
S32.将4路通道分为两组以对应于I路信号和Q路信号,且每组中的两路通道的相位差
为预设度数,基于通道的强度系数的边界条件,按预设交替规则对两组通道的强度系数进
行调节,在对其中一组通道进行调节时,以先调节的通道为参考通道,记录该参考通道的调
节方向,当该参考通道调节一次后,对该组后调节的通道的强度系数持续调节,实时计算E {|I|}和E{|Q|},直到满足,其中A为预设的阈值;
S33.利用满足时对应采集的N次I路信号和N次Q路信号的电
信号值,计算目标参数的修正值,若修正值大于初始值y o ,则执行步骤S34,若修正值小于初
始值y o ,则执行步骤S35;
S34.返回步骤S32,并改变参考通道的强度系数的调节方向;
S35.返回步骤S32,并保持参考通道的强度系数的调节方向不变;
S36.重复步骤S32至S35,使目标参数的修正值趋近最小值。
5.如权利要求4所述的一种IQ信号相位误差控制方法,其特征在于,采集获得I路信号和Q路信号的电信号值向量,具体包括:
以N个周期的各个周期上所采集的I路信号或Q路信号的电压值作为向量元素,建立I路信号和Q路信号的电压值向量;
或,以N个周期的各个周期上所采集的I路信号或Q路信号的电流值作为向量元素,建立I路信号和Q路信号的电流值向量。
6.如权利要求5所述的一种IQ信号相位误差控制方法,其特征在于,以N个周期的各个周期上所采集的I路信号或Q路信号的电压值作为向量元素,建立I路信号和Q路信号的电压值向量,具体包括:
在N个周期的各个周期上采集一次I路信号的电压值,I路信号的电压值满足: ;
在N个周期的各个周期上采集一次Q路信号的电压值,Q路信号的电压值满足;
其中, R i (i=1~4)表示第i路通道的强度系数,ω为信号光与本振光的光频差, 表示第j路通道相对第1路通道的相位差,R I 与R Q 分别为I、Q的强度系数, 表示相位误差;
将采集的N个I路信号的电压值作为I路信号的电压值向量的N个元素的值;
将采集的N个Q路信号的电压值作为Q路信号的电压值向量的N个元素的值。
7.如权利要求1所述的一种IQ信号相位误差控制方法,其特征在于:通过调节光学混频器输出光路的光功率、光电二极管PD响应度和/或跨阻放大器TIA增益系数来对通道的强度系数进行调节。
8.一种IQ信号相位误差控制***,其特征在于,包括:
控制单元,所述控制单元包括:
采集模块,其用于采集获得I路信号和Q路信号的电信号值向量;
计算模块,其用于计算目标参数的函数值,所述目标参数是以I路信号和Q路信号的电信号值向量为自变量的函数,且所述目标参数被配置为:当目标参数的函数值趋近最大值或最小值时,IQ信号相位误差趋近最小值;以及
调节模块,其用于调节I路信号和Q路信号所对应的通道的强度系数,使目标参数的函数值趋近最大值或最小值,进而使IQ信号相位误差趋近最小值。
9.如权利要求8所述的一种IQ信号相位误差控制***,其特征在于,所述调节模块通过调节光学混频器输出光路的光功率、光电二极管PD响应度和/或跨阻放大器TIA增益系数来对通道的强度系数进行调节。
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