基于ROPC的CO-OFDM系统相位噪声补偿方法研究

为减少相位噪声分析补偿(APNC,analysis of phase noise compensation)方法开销过大、降低系统传输有效性的问题,本文在APNC方法的基础上提出了一种低开销相位噪声补偿(ROPC,reducing overhead analysis of phase noise compensation)方法。该方法仍以最小二乘(LS,least square)算法为基础,先通过信道冲激响应加窗(IRW,impulse response processed with window)法将信道冲激响应长度以外的噪声滤除,提升了信道估计的质量;之后采用类导频法进行相位噪声的估计和补偿,减少了相位噪声补偿中所需使用的导频数,降低了系统的开销,且算法的复杂度提升不大。仿真结果表明,在ROPC方法和APNC方法的误码率(BER)均约为10-3时,ROPC方法所需的导频数量约为APNC方法的1/2,减少了系统所需开销;在线宽为0.7 MHz且两种算法均采用4个导频时,ROPC方法的BER约为APNC方法的3/5,提高了系统的可靠性。

高速ADC的低抖动时钟设计

本文首先分析了采样时钟抖动对ADC信噪比性能的影响,然后指出产生时种抖动的原因,最后给出了两种实用的低抖动采样时钟产生方案:基于低相位噪声VCO(压控振荡器)的可变采样时钟的产生及基于极低相位噪声温度补偿晶振的非可变采样时钟的产生。

ASIC芯片上的载波恢复DSP算法设计与实现

随着以华为领跑的通信设备不断普及,我国已成为世界上最大的芯片及光器件消费国,然而,高端光传输芯片技术仍基本被美日等企业垄断.对于高速光通信而言,光数字信号处理(DSP)芯片是其"心脏",往往基于专用集成电路(ASIC)实现.研究了ASIC芯片上的载波恢复(CR)算法设计,分别从性能导向、资源导向以及综合权衡性能和资源三个方面,探索了具体场景下算法与芯片的最优工程优化设计.问题一本质是设计适应16QAM调制下光通信特性的CR算法.相较于传统通信手段,光通信下色散、相噪对载波相位影响不容忽视.从帧结构、导频段相位估计、数据段相位估计、处理并行度等方面设计CR算法.推导简化工程参数设计方法,辅助设计满足系统指标的帧长、导频配置图案等;然后构建了一套联合估计算法,先用数据辅助粗估计、线性插值粗补偿,最后用VVPE算法跟踪相噪的算法流程,并仿真验证了算法性能,所需导频开销小,复杂度低.问题二进一步针对色散、线宽、帧结构可变的情况下的CR算法设计进行讨论.三类参数相互耦合,直接理论推导闭式解是困难的.因此采用仿真加拟合逼近等方式挖掘内在关系.首先仿真获得不同色散下满足RSNR代价所需最小导频开销情况,并定性获得色散对于导频开销影响较小;然后,针对线宽、帧长、导频长度的可变性,采用交替分析方式,首先以线宽乘以帧长为自变量,分析其与RSNR的关系,拟合表明其存在指数关系,进一步针对导频长度,拟合获得倒数关系表达式,最后获得RSNR代价和帧长、线宽、导频长度的定量表达式,同时仿真验证了理论正确性,为后续可变场景提供指导.针对问题三,出于对硬件实现中定点位宽的设置以及硬件资源的开销的考虑,我们首先对各个CR算法所使用的模块进行了描述,并对模块内部的基本操作进行了优化设计,随后结合定点位宽的设置对其消耗的硬件资源进行了分析.最终通过仿真确定了所提的3种算法在不同帧长、导频长度以及数据和计算位宽条件下的硬件资源开销及系统性能,发现两者之间确实存在可以优化的空间,为资源和性能的联合优化提供支撑.进一步针对问题四,我们首先构建了考虑系统通信可靠性、有效性以及资源开销的综合代价函数,并基于代价函数确定了自动化选取方案的目标函数及约束条件;最后,所提出的方案通过设定场景、确定参数范围以及仿真搜索三个步骤,获得当前环境中最优的CR算法及帧长、导频长度、数据和计算位宽,从而实现了自动优化位宽和实现性设计.同时在最后针对所得到的结果进行了分析,给出了在特定场景下选取算法及参数的标准,为芯片的设计提供指导.