CN110266380B - 一种采用单探测器的光场重建与时频同步系统与方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种采用单探测器的光场重建与时频同步系统与方法。系统包括光发射机、本振激光器、光耦合器、光探测器、模数转换器与数字信号处理系统。光发射机在数据帧头位置插入同步导引序列；本振激光器谱线位于信号光谱一侧，通过光耦合器与入射信号光合波形成伪单边带信号，再由光探测器与模数转换器转换为数字信号；数字信号处理系统对数字信号进行分块快速傅里叶变换，乘以频域传函H，再根据一帧内所有数据块频谱中最高谱线的频率进行频偏估计和补偿，同时记录最高谱线所在数据块编号，之后进行逆FFT恢复入射信号光场，最后在所记录的数据块附近搜索帧头实现帧同步。本发明降低了光场重建与时频同步系统的成本、体积、重量和功耗，系统复杂度低。

Description

一种采用单探测器的光场重建与时频同步系统与方法

技术领域

本发明涉及空间光通信，相干检测和数字信号处理技术领域，更具体地，涉及一种采用单探测器的光场重建与时频同步系统与方法。

背景技术

随着通信对速度和容量要求的提高，相干探测技术成为下一代光通信系统中的关键技术，得到了广泛的应用。基于相干探测的数字相干光接收机重建信号光场需要采用相位分集装置，每个相位分集装置包含1个光混频器、4个光探测器和2个ADC。其结构复杂，成本高，功耗大。此外，相干光接收机实现信号的解调和数据恢复必须首先完成时频同步。时频同步指的是帧同步和载波频率同步。传统数字相干光接收机为实现时频同步需要采用专用的单一功能的频偏估计算法计算本振与信号光载波频偏大小，再通过时域复指数乘法运算进行频偏补偿。最后再通过专用的单一功能的帧同步算法在整个帧内搜索帧头位置实现帧同步。帧同步算法一般基于自相关或互相关算法，需要大量的复数乘法运算，并且总计算量与搜索区域成正比关系。

由于传统数字相干光接收机中光场重建光场依赖复杂的相位分集装置，而时频同步依赖专用的单一功能算法，运算量较大，因此需要配置高性能的DSP系统。这导致其无法满足中短距离光通信应用，例如光接入网、城域网和数据中心互联等对低成本的诉求，也无法满足自由空间光通信系统对相干光接收机体积、重量和功耗的苛刻要求。

发明内容

针对现有基于数字相干光接收机的光场重建与时频同步系统和方法的缺点，本发明提供了一种采用单探测器的光场重建与时频同步系统与方法。该系统由于只用单探测器接收光信号，具有较低的成本。所采用的时频同步算法与光场重建算法融为一体，大幅降低了时频同步的计算复杂度，十分便于DSP的实时化处理，降低光场重建与时频同步系统的成本、体积、重量和功耗，在短距高速通信以及自由空间光通信中具有重要的应用价值。

为解决上述技术问题，按照本发明的一个方面，提出了一种采用单探测器的光场重建与时频同步系统，该系统包括光发射机(Tx)、本振激光器(LO)、光耦合器(OC)、光探测器(PD)、模数转换器(ADC)与数字信号处理(DSP)系统；

所述光发射机用于在数据帧头插入同步导引序列。所述本振光由光发射机中激光器产生并伴随信号传输，或由光接收机中激光器产生。本振光功率大于信号光功率10倍以上，而能够有效抑制光探测器中信号与自身拍频产生的非线性干扰。本振光谱线位于信号光谱一侧的边缘，与信号光谱中心频率的距离大于等于有效信号带宽的一半。

所述光耦合器将信号光与本振光进行合波形成伪单边带信号；

所述光探测器，用于将合波形成的伪单边带信号转换为电信号；

所述模数转换器(ADC)，用于将所述光探测器输出电信号转换为数字信号，以便于DSP系统进行处理；

所述DSP系统，用于对输入数字信号进行处理，实现光场重建和时频同步，时频同步包括频偏估计、补偿以及帧同步。

所述DSP系统内部包含快速傅里叶变换(FFT)模块、频域传函模块、频偏补偿模块、缓存模块、频谱峰值搜索模块、同步谱线频率记录模块、同步谱线所在数据块编号记录模块、逆快速傅里叶变换(IFFT)模块、下采样模块和帧同步模块。FFT模块首先对输入数据流进行分块和快速傅里叶变换(FFT)得到每个数据块的频谱。频域传函模块对数据块的频谱乘以频域传函H以进行希尔伯特变换，缓存模块用于存储当前数据块频谱方便频谱峰值搜索模块处理。频谱峰值搜索模块用于搜寻当前数据块频谱中的峰值谱线。同步谱线频率记录模块将当前数据块中峰值谱线高度与其记录的上一根峰值谱线高度进行比较，选择较高谱线的频率进行记录。在完成一个帧内所有数据块的处理后将记录值作为同步特征谱线频率与预设的时频同步特征谱线频率进行比较，确定频偏大小并输出到频偏补偿模块。同步谱线所在数据块编号记录模块用于记录所找到的同步特征谱线所在数据块的编号。频偏补偿模块根据同步谱线频率记录模块记录的频偏大小，对输入数据块的频谱进行位移补偿频偏影响，并使得信号频谱中心回到零频处。IFFT模块用于将信号转换到时域，完成入射信号光场的重建。下采样模块将信号从高倍采样降至一倍采样。帧同步模块根据同步谱线所在数据块编号记录模块中存储的编号在该数据块及其前后数据块内搜索帧头所在位置，实现帧同步。

所述的频域传函模块对输出数据块频谱乘以传函H，其表达式如下：

其中N为FFT数据块大小，i为数据块内数据元素编号。根据上述表达式可知，H矩阵为一个一维向量。

所述DSP系统，其特征在于，利用发射机在数据帧头位置插入的导引序列，使得信号频谱具有较高的时频同步特征谱线，便于频谱峰值搜索模块寻找目标。导引序列由一段常数序列与帧同步序列组成。常数序列用于进行频偏估计与预帧同步。

优选地，所述光探测器可以采用PIN光电二极管或雪崩光电二极管。

优选地，所述的常数序列也可以换成周期序列，仅影响时频同步特征谱线出现的位置。

优选地，所述的帧同步序列可以选择伪随机序列，Golay序列或其它具有良好自相关特性的序列。

优选地，所述的帧同步模块，采用自相干算法搜索帧头所在位置，或者采用互相关算法搜索帧头所在位置，如采用互相关算法，则在进行帧同步还需要进行信号损伤的补偿。

一种采用单探测器的光场重建与时频同步方法，涉及光发射机(Tx)、本振激光器(LO)、光耦合器(OC)、光探测器(PD)、模数转换器(ADC)与数字信号处理(DSP)系统。信号的光场重建和时频同步包括以下步骤：

利用发射机在数据帧头位置插入的导引序列，导引序列为一段常数序列与帧同步序列组成。信号与本振光经过光耦合器进行合波，本振光功率大于信号光功率10倍以上，而能够有效抑制光探测器中信号与自身拍频产生的非线性干扰。本振光谱线偏离信号中心的频率大于等于信号有效带宽的一半，设置在光信号频谱一侧的边缘，合波形成伪单边带信号。伪单边带信号经过光探测器转换为电信号，再经过模数转换器转换为数字信号，最后进入DSP系统进行处理。

在DSP系统中，首先对输入数据流进行分块和快速傅里叶变换(FFT)得到每个数据块的频谱，再对数据块的频谱乘以频域传函H，该传函的构造如下：

其中N为FFT数据块大小，i为数据块内数据元素编号。根据上述表达式可知，H矩阵为一个一维向量。数据块频谱乘以频域传函H后，将当前数据块频谱存储在缓存模块中，随后进入频谱峰值搜索模块去搜寻当前数据块频谱中的峰值谱线。将当前数据块中峰值谱线高度与其记录的上一根峰值谱线高度进行比较，选择较高谱线的频率记录在同步谱线频率记录模块中，在完成一个帧内所有数据块的处理后将记录值作为同步特征谱线频率与预设的时频同步特征谱线频率进行比较，确定频偏大小并输出到频偏补偿模块。在同步谱线所在数据块编号记录模块中，记录所找到的同步特征谱线所在数据块的编号。根据同步谱线频率记录模块输出频偏大小，对所有输入数据块的频谱进行位移使得信号频谱中心位于零频处，完成频偏补偿。之后，通过做IFFT变换完成信号光场的重建。恢复后的时域信号通过下采样模块从高倍采样降至一倍采样。最后在帧同步模块内，根据同步谱线所在数据块编号记录模块中存储的编号在该数据块及其前后数据块内搜索帧头所在位置，实现帧同步。

相较于传统算法，本发明中的一种采用单探测器的光场重建与时频同步系统与方法，由于省去了预帧同步及频偏估计与补偿中的乘除法次数，极大的减少了计算量。帧同步前已经实现了频偏补偿，则无需额外的算法处理，直接采用传统的帧同步算法进行同步，其计算量极小，同时同步所需的扫描范围较小，算法及硬件实现难度低。

综上所述，本发明适用于基于单探测器接收的空间光通信系统，采用上述算法可以实现极低的算法复杂度，为DSP实时化处理提供可能。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案作进一步具体说明。

图1为本发明具体实施的一种采用单探测器的光场重建与时频同步系统结构示意图，包括发射机(Tx)1、本振激光器(LO)2、光耦合器3、光探测器4、模数转换器(ADC)5，数字信号处理(DSP)系统6。图1方框内为DSP系统6中的光场重建与时频同步算法流程图。其中包括：快速傅里叶变换(FFT)模块7、频域传函模块8、IFFT模块10、频偏补偿模块9、缓存模块11、频谱峰值搜索模块12、峰值频率记录模块13、数据块编号记录模块14、下采样模块15、帧同步模块16。

实例中，发射信号为10Gbaud QPSK信号，一个帧长度内包含32768个比特,即16384个符号。所插入的导引序列由一段长度为48个符号的常数序列和一段长度为25个符号的伪随机序列组成。设置导引序列位置，即帧头位置在发射数据的第952个符号处，其中用于帧同步的伪随机序列位于第1000个符号处。设置接收端信号OSNR＝10dB，ADC采样频率设置为20GHz，采样倍率为2。实际实用中采样倍率可以根据预计频偏大小适当的增加。

图2(a)为光探测器接收信号的频谱图，图2(b)为DSP系统频域传函模块输出的伪单边带信号频谱，图2(c)为DSP系统频偏补偿模块输出的信号频谱。

图3(a)、(b)分别为插入在频偏为零以及在1.25GHz频偏下得到的伪单边带信号的频谱。这里FFT数据块的大小为256(两倍采样率)。设置本振谱线与信号中心频率差为5GHz，此时时频同步谱线应该位于5GHz处。可以看到在没有本振频偏时导引序列产生的时频同步特征谱线频率为5.078GHz，在频偏为1.25GHz时为6.328GHz。其与标称时频同步谱线频率5GHz间的差异表明了本振频偏的大小和方向，误差仅为78MHz。图3(c)为频偏补偿模块输出的信号频谱，可以看到信号频谱的中心已处于零频位置。

图4(a)、(b)、(c)为数据块频谱峰值谱线搜索、预帧同步示意图。可以看到包含较多同步序列符号的数据块频谱中时频同步特征谱线的高度较高。因此可以根据帧长度内所有数据块频谱中的最高谱线的频率确定频偏大小，根据最高谱线出现的数据块编号，确定帧头所在大致位置。

图5(a)为导引序列与整个帧长度范围内符号的互相关曲线的示意图。可以看到在伪随机数序列插入的位置即第1000符号处出现明显峰值，据此可以确定帧头的精确位置。图5(b)为本发明帧同步搜索范围示意图。帧同步算法搜索范围从一个帧长范围16384个符号减少到三个FFT数据块，即3×128个符号，极大降低了计算量。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图、表及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

本发明提供了一种采用单探测器的光场重建与时频同步系统与方法，由此解决目前的基于最小相位信号的解调恢复技术中存在的算法复杂度高、难以实时化处理等技术问题。

如图1所示为本发明实施例提供的一种采用单探测器的光场重建与时频同步系统的结构示意图。在图1所示的系统中包括：发射机1、本振激光器2、光耦合器3、光探测器4、模数转换器5和DSP系统6。

在本发明实施例中，本振光由光发射机中激光器产生并伴随信号传输，或由光接收机中激光器产生。本振光功率大于信号光功率10倍以上，而能够有效抑制光探测器中信号与自身拍频产生的非线性干扰。本振光谱线位于信号光谱一侧的边缘，与信号光谱中心频率的距离大于等于有效信号带宽的一半。

光耦合器将信号光与本振光进行合波形成伪单边带信号；

光探测器采用PIN光电二极管或雪崩光电二极管，用于将合波形成的伪单边带信号转换为电信号；

模数转换器，用于将所述光探测器输出电信号转换为数字信号，以便于DSP系统进行处理；

图1方框内DSP系统6中的算法流程图，用于对输入数字信号进行处理，实现光场重建和时频同步，时频同步包括频偏估计与补偿以及帧同步。DSP系统内部包含快速傅里叶变换(FFT)模块、频域传函模块、频偏补偿模块、缓存模块、频谱峰值搜索模块、同步谱线频率记录模块、同步谱线所在数据块编号记录模块、逆快速傅里叶变换(IFFT)模块、下采样模块和帧同步模块。FFT模块首先对输入数据流进行分块和快速傅里叶变换(FFT)得到每个数据块的频谱。频域传函模块对数据块的频谱乘以频域传函H以进行希尔伯特变换，缓存模块用于存储当前数据块频谱方便频谱峰值搜索模块处理。频谱峰值搜索模块用于搜寻当前数据块频谱中的峰值谱线。同步谱线频率记录模块将当前数据块中峰值谱线高度与其记录的上一根峰值谱线高度进行比较，选择较高谱线的频率进行记录。在完成一个帧内所有数据块的处理后将记录值作为同步特征谱线频率与预设的时频同步特征谱线频率进行比较，确定频偏大小并输出到频偏补偿模块。同步谱线所在数据块编号记录模块用于记录所找到的同步特征谱线所在数据块的编号。频偏补偿模块根据同步谱线频率记录模块记录的频偏大小，对输入数据块的频谱进行位移补偿频偏影响，并使得信号频谱中心回到零频处。IFFT模块用于将信号转换到时域，完成入射信号光场的重建。下采样模块将信号从高倍采样降至一倍采样。帧同步模块根据同步谱线所在数据块编号记录模块中存储的编号在该数据块及其前后数据块内搜索帧头所在位置，实现帧同步。

本发明具体实施的采用单探测器的光场重建与时频同步方法，结合图1中所述，涉及光发射机(Tx)、本振激光器(LO)、光耦合器(OC)、光探测器(PD)、模数转换器(ADC)与数字信号处理(DSP)系统。信号光场重建和时频同步包括如下步骤：

利用发射机在数据帧头位置插入的导引序列，导引序列为一段常数序列与帧同步序列组成。信号与本振光经过光耦合器进行合波，本振光功率大于信号光功率10倍以上，而能够有效抑制光探测器中信号与自身拍频产生的非线性干扰。本振光谱线偏离信号中心的频率大于等于信号有效带宽的一半，设置在光信号频谱一侧的边缘，合波形成伪单边带信号。伪单边带信号经过光探测器转换为电信号，再经过模数转换器转换为数字信号，最后进入DSP系统进行处理。

在DSP系统中，首先对输入数据流进行分块和快速傅里叶变换(FFT)得到每个数据块的频谱，再对数据块的频谱乘以频域传函H，该传函的构造如下：

其中N为FFT数据块大小，i为数据块内数据元素编号。根据上述表达式可知，H矩阵为一个一维向量。数据块频谱乘以频域传函H后，将当前数据块频谱存储在缓存模块中，随后进入频谱峰值搜索模块去搜寻当前数据块频谱中的峰值谱线。将当前数据块中峰值谱线高度与其记录的上一根峰值谱线高度进行比较，选择较高谱线的频率记录在同步谱线频率记录模块中，在完成一个帧内所有数据块的处理后将记录值作为同步特征谱线频率与预设的时频同步特征谱线频率进行比较，确定频偏大小并输出到频偏补偿模块。在同步谱线所在数据块编号记录模块中，记录所找到的同步特征谱线所在数据块的编号。根据同步谱线频率记录模块输出频偏大小，对所有输入数据块的频谱进行位移使得信号频谱中心位于零频处，完成频偏补偿。之后，通过做IFFT变换完成信号光场的重建。恢复后的时域信号通过下采样模块从高倍采样降至一倍采样。最后在帧同步模块内，根据同步谱线所在数据块编号记录模块中存储的编号在该数据块及其前后数据块内搜索帧头所在位置，实现帧同步。

优选地，所述光探测器，可以采用PIN光电二极管或雪崩光电二极管。

优选地，所述的导引序列，其形式可由常数序列换成周期序列，仅影响峰值出现的位置。

优选地，所述的帧同步序列可以选择伪随机序列，Golay序列或其它具有良好自相关特性的序列。

优选地，所述帧同步模块可以采用自相干和互相关算法，如采用互相关算法，则在进行帧同步还需要进行信号损伤的补偿。

优选地，常数序列也可以换成周期序列，仅影响峰值出现的位置。以QPSK信号为例，在发射端常数序列谱线出现在信号频谱中心处；设B为信号波特率，11010010循环序列的谱线出现在距离信号频谱中心B/4处；11100001循环序列的谱线出现在距离信号频谱中心3*B/4处。在接收机内部由于本振频偏的影响上述谱线会发生相应的移动。

设置时频同步序列为一段常数序列，其产生的时频同步特征谱线预设位置处于信号频谱中心位置。设置本征光谱线与信号载波频率间隔为5GHz。则时频同步特征谱线应该出现5GHz位置。设置FFT数据块大小为256。如图3(a)所示为在无频偏下的DSP系统FFT模块输出信号频谱，图3(b)所示为1.25GHz频偏下DSP系统FFT模块输出信号频谱。从图3(a)、(b)中可以看出，数据块频谱中会出现一根较为明显的时频同步特征谱线(如箭头所示)，根据时频同步特征谱线对应频率轴坐标与5GHz的差值可以得出频偏大小。上图3(a)、(b)中，线状谱峰值的位置分别为5.078GHz、6.328GHz，所估计的频偏误差均为0.078GHz，可见该算法误差极小。图3(c)所示为在频偏位1.25GHz时频偏补偿模块输出数据块频谱，可以看到时频同步特征谱线已经回到零频位置。

相较于传统基于数字相干光接收机的时频同步系统，本发明中采用单个光探测器，并将光场重建与时频同步融合算法相融合。在载波频率同步中无需专用的频偏估计与补偿算法，也无需复数乘法，而帧同步算法搜索范围从帧长16384个符号减少到3×128个符号，因此计算量大幅降低。

最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施示例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种采用单探测器的光场重建与时频同步系统，其特征在于，包括光发射机、本振激光器、光耦合器、光探测器、模数转换器与数字信号处理系统；

所述光发射机用于在数据帧头插入同步导引序列，使得信号频谱具有较高的时频同步特征谱线，便于频谱峰值搜索模块寻找目标；

所述本振激光器位于光发射机中或位于光接收机中；本振激光器发出的本振光功率大于信号光功率10倍以上，能够有效抑制光探测器中信号与自身拍频产生的非线性干扰；本振光谱线位于信号光谱一侧的边缘，与信号光谱中心频率的距离大于等于有效信号带宽的一半；

所述光耦合器，用于将信号光与本振光进行合波形成伪单边带信号；

所述光探测器，用于将合波形成的伪单边带信号转换为电信号；

所述模数转换器，用于将所述光探测器输出电信号转换为数字信号，以便于DSP系统进行处理；

所述数字信号处理系统，用于对输入数字信号进行处理，实现光场重建和时频同步，所述时频同步包括频偏估计、补偿以及帧同步；

所述数字信号处理系统内部包含快速傅里叶变换模块、频域传函模块、频偏补偿模块、缓存模块、频谱峰值搜索模块、同步谱线频率记录模块、同步谱线所在数据块编号记录模块、逆快速傅里叶变换模块、下采样模块和帧同步模块；

所述快速傅里叶变换模块，用于首先对输入数据流进行分块和快速傅里叶变换得到每个数据块的频谱；所述频域传函模块，用于对数据块的频谱乘以频域传函H以进行希尔伯特变换；所述缓存模块用于存储当前数据块频谱方便频谱峰值搜索模块处理；所述频谱峰值搜索模块用于搜寻当前数据块频谱中的峰值谱线；所述同步谱线频率记录模块用于将当前数据块中峰值谱线高度与其记录的上一根峰值谱线高度进行比较，选择较高谱线的频率进行记录，在完成一个帧内所有数据块的处理后将记录值作为同步特征谱线频率与预设的时频同步特征谱线频率进行比较，确定频偏大小并输出到所述频偏补偿模块；所述同步谱线所在数据块编号记录模块用于记录所找到的同步特征谱线所在数据块的编号；所述频偏补偿模块根据同步谱线频率记录模块记录的频偏大小，对输入数据块的频谱进行位移补偿频偏影响，并使得信号频谱中心回到零频处；所述逆快速傅里叶变换模块用于将信号转换到时域，完成入射信号光场的重建；所述下采样模块将信号从高倍采样降至一倍采样；所述帧同步模块，用于根据同步谱线所在数据块编号记录模块中存储的编号在该数据块及其前后数据块内搜索帧头所在位置，实现帧同步。

2.根据权利要求1所述的采用单探测器的光场重建与时频同步系统，其特征在于，所述的频域传函模块对输出数据块频谱乘以传函H(i)，H(i)的表达式如下：

其中N为FFT数据块大小，i为数据块内数据元素编号；H(i)为一个一维向量。

3.根据权利要求1所述的采用单探测器的光场重建与时频同步系统，其特征在于，所述同步导引序列由一段常数序列与帧同步序列组成，所述常数序列用于进行频偏估计与预帧同步。

4.根据权利要求1所述的采用单探测器的光场重建与时频同步系统，其特征在于，所述光探测器采用PIN光电二极管或雪崩光电二极管。

5.根据权利要求3中所述的采用单探测器的光场重建与时频同步系统，其特征在于，所述常数序列为周期序列仅影响时频同步特征谱线出现的位置。

6.根据权利要求3中所述的采用单探测器的光场重建与时频同步系统，其特征在于，所述帧同步序列选用伪随机序列或Golay序列。

7.根据权利要求1所述的采用单探测器的光场重建与时频同步系统，其特征在于，所述帧同步模块采用自相干算法搜索帧头所在位置，或者采用互相关算法搜索帧头所在位置。

8.一种采用单探测器的光场重建与时频同步方法，其特征在于，涉及光发射机、本振激光器、光耦合器、光探测器、模数转换器与数字信号处理系统；包括以下步骤：

利用发射机在数据帧头位置插入的导引序列，导引序列为一段常数序列与帧同步序列组成；信号与本振激光器产生的本振光经过光耦合器进行合波，本振光功率大于信号光功率10倍以上，而能够有效抑制光探测器中信号与自身拍频产生的非线性干扰；本振光谱线偏离信号中心的频率大于等于信号有效带宽的一半，设置在光信号频谱一侧的边缘，合波形成伪单边带信号；伪单边带信号经过光探测器转换为电信号，再经过模数转换器转换为数字信号，最后进入数字信号处理系统进行处理；

在数字信号处理系统中，首先对输入数据流进行分块和快速傅里叶变换得到每个数据块的频谱，再对数据块的频谱乘以频域传函H，该传函的构造如下：

其中N为FFT数据块大小，i为数据块内数据元素编号；根据上述表达式可知，H矩阵为一个一维向量；数据块频谱乘以频域传函H后，将当前数据块频谱存储在缓存模块中，随后进入频谱峰值搜索模块去搜寻当前数据块频谱中的峰值谱线；将当前数据块中峰值谱线高度与其记录的上一根峰值谱线高度进行比较，选择较高谱线的频率记录在同步谱线频率记录模块中，在完成一个帧内所有数据块的处理后将记录值作为同步特征谱线频率与预设的时频同步特征谱线频率进行比较，确定频偏大小并输出到频偏补偿模块；在同步谱线所在数据块编号记录模块中，记录所找到的同步特征谱线所在数据块的编号；根据同步谱线频率记录模块输出频偏大小，对所有输入数据块的频谱进行位移使得信号频谱中心位于零频处，完成频偏补偿；之后，通过做IFFT变换完成信号光场的重建；恢复后的时域信号通过下采样模块从高倍采样降至一倍采样；最后在帧同步模块内，根据同步谱线所在数据块编号记录模块中存储的编号在该数据块及其前后数据块内搜索帧头所在位置，实现帧同步。

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