全文摘要
本发明公开了一种IQ信号相位误差控制方法及系统，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系统架构的情况下减小甚至消除IQ信号的正交角相位误差，改善相干光通信系统性能。
主设计要求
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。
设计方案
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：
设计说明书
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系统。
背景技术
相干光通信系统中，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系统容量和距离。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，劣化系统性能，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系统性能的关键参数。
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系统性能劣化。
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系统架构的情况下减小甚至消除IQ信号的正交角相位误差，改善相干光通信系统性能。
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<\/i>和Q<\/i>分别为I路信号和Q路信号的电信号值向量，I<\/i>N<\/i><\/sub>为N次采集中I路信号的第N个电信号值，Q<\/i>N<\/i><\/sub>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<\/i>和Q<\/i>分别为I路信号和Q路信号的电信号值向量，I<\/i>N<\/i><\/sub>为N次采集中I路信号的第N个电信号值，Q<\/i>N<\/i><\/sub>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<\/i>o<\/i><\/sub>。
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|}<\/i>和E{|Q|}<\/i>，直到满足设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201910687292.3
申请日:2019-07-29
公开号:CN110190907A
公开日:2019-08-30
国家:CN
国家/省市:83(武汉)
授权编号:CN110190907B
授权时间:20191101
主分类号:H04B 10/61
专利分类号:H04B10/61
范畴分类:39B;
申请人:烽火通信科技股份有限公司;武汉飞思灵微电子技术有限公司;武汉光谷信息光电子创新中心有限公司
第一申请人:烽火通信科技股份有限公司
申请人地址:430000 湖北省武汉市东湖高新技术开发区高新四路6号
发明人:朱石超;曹权
第一发明人:朱石超
当前权利人:烽火通信科技股份有限公司;武汉飞思灵微电子技术有限公司;武汉光谷信息光电子创新中心有限公司
代理人:张凯
代理机构:42225
代理机构编号:武汉智权专利代理事务所(特殊普通合伙)
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计