摘要
为解决载波频率偏移 (CFO) 引起的子载波正交性损失和载波间干扰 (ICI) 问题，本文提出并在实验上验证了一种频率偏移估计 (FOE) 辅助的双域 Transformer 均衡器，应用于先进的高容量光外差光纤无线传输 (RoF)-无线正交频分复用 (OFDM) 传输系统。为了在极端物理条件下严格测试算法的鲁棒性，实验平台集成了离线 16 GBaud 信号生成、光 I/Q 调制、通过单模光纤 RoF 馈线进行的双光载波传输、基于单行载流子光电二极管 (UTC-PD) 的远程光子外差频率转换、4.6 公里自由空间无线传输以及 160 GSa/s 超高速度实时采样。在该系统中，接收机前端采用 FOE 模块预先补偿由主要全局 CFO 引起的相位旋转；随后，利用低复杂度、紧凑的局部窗口 Transformer 对时域和频域（即快速傅里叶变换 (FFT) 前后）的局部数据相关损伤（如残余波形失真和残余 ICI）进行自适应残余补偿。这种结合物理模型驱动方法与自注意力机制的协同架构，有效减轻了全局频率偏移对神经网络收敛的不利影响。实验结果表明，在严格对齐的乘加 (MAC) 运算复杂度条件下，与传统线性 DSP 方法及 DNN、CNN 和 LSTM 等基准网络相比，双域架构在误码率 (BER)、误差矢量幅度 (EVM) 和星座图质量方面取得了显著优越的性能。在 16 GBaud QPSK 模式下，输入光功率为 0 dBm 时，系统实现了 1.89 × 10?4 的误码率，相比独立 Transformer 方案和 FOE 辅助 DNN 方案，性能分别提升了约 5.98 倍和 1.92 倍。
