適用于QDB頻譜壓縮偏振復用信號的多模盲均衡算法制造技術

本發明專利技術屬于光纖通信技術領域，具體為一種適用于正交雙極性QDB頻譜壓縮的偏振復用信號的多模盲均衡數字信號處理算法。本發明專利技術是在相干光通信系統中，采用基于多模盲均衡的數字信號處理算法對QDB頻譜壓縮的光信號實現均衡補償與解調。通過在電域或光域采用合適的濾波器對偏振復用信號實現QDB頻譜壓縮，傳輸后的光信號通過級聯多模算法CMMA實現偏振解復用，通過多模QPSK分割法實現頻偏估計，通過多模QPSK分割法與最大似然估計實現相位恢復。本發明專利技術能有效提高信號的頻譜效率并改善信號的傳輸質量，實現高譜效率相干光傳輸。

【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于光纖通信
，具體涉及一種適用于QDB頻譜壓縮偏振復用信號的多模盲均衡算法，用于相干光通信接收端的數字信號處理。
技術介紹
正交雙極性(Quadrature Duobinary, QDB)的頻譜壓縮技術在最近獲得了極大的關注與研究興趣，因為這種頻譜壓縮技術能有效的提高信號的譜效率，相比于傳統的QPSK信號而言，頻譜壓縮后譜效率是原來的兩倍。同時這種頻譜壓縮信號由于具有更小的帶寬，從而更能容忍光纖鏈路的色散損傷。特別是在IOOG和200G系統中，由于增加了 FEC糾錯編碼等，信道數據速率可達107 112Gb/s，而其實際的碼元速率可達到28GSymbolS/S。這對應通信標準的25/50GHZ的傳輸信道間距而言，必須進行頻譜壓縮才能降低信道間的串擾。 基于此，QDB頻譜壓縮技術引起了光通信領域的諸多研究興趣。在可見的報道中，QDB頻譜壓縮具有很好的頻譜壓縮性能，壓縮后的譜效率能達到4bit/s/Hz。圖I顯示了整個QDB系統的框圖。盡管QDB頻譜壓縮技術具有上述諸多優勢，然而由于濾波效應，其星座點相比于QPSK信號，由4個點分裂為9個點，分布在三個不同半徑的圈上(即星座模)。基于光濾波產生QDB頻譜壓縮信號的頻譜圖及星座圖分布變化情況如圖2所示。Jianping Li等人已經證明，傳統的偏振復用PM-QPSK信號的數字相干算法，如恒模算法(Constant ModulusAlgorithm, CMA)等已經不適用于QDB壓縮信號。如果需要利用傳統的相干處理算法,必須要使用相應的前置和后置濾波器。這種濾波器即為頻譜壓縮濾波器的逆過程，在濾波的過程中由于會對串擾頻段進行加強放大，必然會引入噪聲帶來串擾。一直以來，都缺乏有效的算法，既能有效的降低竄擾，又能進行相應的信號恢復。基于以上的一些事實，本專利技術首次提出了一種適用于QDB頻譜壓縮偏振復用信號的新型多模盲均衡算法。該算法用于QDB頻譜壓縮信號接收機端的相干DSP數字解調，以實現QDB頻譜壓縮信號的均衡與恢復。本專利技術相比于傳統的QPSK算法，能有效的提高信號的傳輸性能。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提出一種能有效提高信號傳輸性能的、適用于正交雙極性QDB頻譜壓縮偏振復用正交相移鍵控(Polarization Multiplexing Quadrature Phase ShiftKeying, PM-QPSK)信號的相干光通信的多模盲均衡數字信號處理算法。本專利技術是在相干光通信系統中，采用基于多模盲均衡的數字信號處理算法對QDB頻譜壓縮的光信號實現均衡補償與解調。通過在電域或光域采用合適的濾波器對偏振復用信號實現QDB頻譜壓縮，傳輸后的光信號通過級聯多模算法CMMA實現偏振解復用，通過多模QPSK分割法實現頻偏估計，通過多模QPSK分割法與最大似然ML估計實現相位恢復。本專利技術能有效提高信號的頻譜效率并改善信號的傳輸質量，實現高譜效率的相干光傳輸。本專利技術提出的適用于正交雙極性QDB頻譜壓縮偏振復用信號的相干光數字信號處理方法，采用基于信號星座點分布的多模的數字信號處理模塊，用于正交雙極性QDB頻譜壓縮偏振復用信號接收的補償與恢復。其中，所述的正交雙極性QDB頻譜壓縮偏振復用信號，其偏振復用的PM-QPSK信號后增加一個帶通的高斯光濾波器，該高斯濾波器的帶寬為符號率的O. 75^1倍，以實現QDB的頻譜壓縮，提高譜效率，并產生偏振復用QDB信號。所述的多模數字信號處理模塊，包括采用一系列基于多模星座點的處理算法，具體為9點的CMMA級聯多模算法，用來偏振解復用與補償偏振模色散；基于多模QPSK分割的頻偏估計算法；基于多模QPSK分割聯合最大似然ML估計的相位恢復算法。所述的9點的CMMA級聯多模算法，由一個蝶形濾波器實現，蝶形濾波器的誤差傳遞函數由三個不同星座模的半徑所決定，該三個不同星座模為QDB信號9個點星座圖的分布模。所述的多模QPSK分割的頻偏估計算法，根據不同星座分布模半徑，將半徑模上的星座點旋轉歸一化為QPSK的四個星座點，再采用4次方運算后求解頻偏。所述的多模QPSK分割聯合最大似然ML估計的相位估計算法，是基于三個星座分布模半徑的QPSK分割，先采用Viterbi-Viterbi算法相位恢復后，再增加一級的ML相位估計算法，以有效的提高相位恢復性能。9點的級聯多模CMMA算法的偏振解復用原理如圖3所示。由于QDB頻譜壓縮后的信號，根據三個模半徑Rf R3得到了三個參考半徑Af A3進行收斂，能將誤差傳遞函數 進一步收斂趨近于O。本專利技術所提出的9點的級聯多模CMMA算法的偏振解復用處理流程如圖4所示，該算法為蝶形數字濾波處理過程。輸入的數據信號X和Y經過四個數字濾波器hxx, hxy, hyx, hyy,得到輸出Zx和Zy,同時根據原理圖3中的誤差傳遞函數得到Sxjt反饋到CMMA更新模塊，該更新模塊的處理過程如下式所示本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種適用于正交雙極性QDB頻譜壓縮的偏振復用信號的多模盲均衡數字信號處理算法，其特征在于包括：采用基于信號星座點分布的多模的數字信號處理模塊用于正交雙極性QDB頻譜壓縮偏振復用信號接收的補償與恢復；所述的正交雙極性QDB頻譜壓縮偏振復用信號，其偏振復用的PM？QPSK信號后增加一個帶通的高斯光濾波器，該高斯濾波器的帶寬為符號率的0.75~1倍，以實現QDB的頻譜壓縮，并產生偏振復用QDB信號；所述的多模數字信號處理模塊，包括：9點的CMMA級聯多模算法用來偏振解復用與補償偏振模色散；基于多模QPSK分割的頻偏估計算法；基于多模QPSK分割聯合最大似然ML估計的相位恢復算法。

【技術特征摘要】
1.一種適用于正交雙極性QDB頻譜壓縮的偏振復用信號的多模盲均衡數字信號處理算法，其特征在于包括 采用基于信號星座點分布的多模的數字信號處理模塊用于正交雙極性QDB頻譜壓縮偏振復用信號接收的補償與恢復； 所述的正交雙極性QDB頻譜壓縮偏振復用信號，其偏振復用的PM-QPSK信號后增加一個帶通的高斯光濾波器，該高斯濾波器的帶寬為符號率的O. 75^1倍，以實現QDB的頻譜壓縮，并產生偏振復用QDB信號； 所述的多模數字信號處理模塊，包括9點的CMMA級聯多模算法用來偏振解復用與補償偏振模色散；基于多模QPSK分割的頻偏估計算法；基于多模QPSK分割聯合最大似然ML估計的相位恢復算法。2.如權利要求I所述多模盲均衡數字信號處理算法，其特征在于所述的9點的CMMA級聯多模算法由一個蝶形濾波器實現，所述的蝶形濾波器的誤差傳遞函數由三個不同星座模的半徑所決定，該三個不同星座模為QDB信號9個點星座圖的分布模； 所述的多模QPSK分割的頻偏估計算法，根據不同星座分布模半徑，將半徑模上的星座點旋轉歸一化為QPSK的四個星座點，再采用4次方運算后求解頻偏； 所述的多模QPSK分割聯合最大似然ML估計的相位估計算法，基于三個星座分布模半徑的QPSK分割先采用Viterbi-Viterbi算法相位恢復后,再增加一級的ML相位估計算法，以有效的提聞相位恢復性能。3.如權利要求2所述多模盲均衡數字信號處理算法，其特征在于所述的9點...

【專利技術屬性】
技術研發人員：遲楠，張俊文，余建軍，
申請(專利權)人：復旦大學，
類型：發明
國別省市：