非線性補(bǔ)償裝置、方法和發(fā)射機(jī)制造方法及圖紙

本發(fā)明專利技術(shù)提供一種非線性補(bǔ)償裝置、方法和發(fā)射機(jī)。該非線性補(bǔ)償裝置包括：信息序列獲取器，用于獲取發(fā)射端輸入的脈沖信號(hào)的符號(hào)信息序列；微擾量獲取器，用于計(jì)算相對(duì)于當(dāng)前時(shí)刻的一個(gè)或多個(gè)時(shí)刻上的脈沖相互作用項(xiàng)的加權(quán)和，以獲得在一定長(zhǎng)度的傳輸鏈路上產(chǎn)生的微擾量，并將獲得的微擾量旋轉(zhuǎn)預(yù)設(shè)的相位；信息補(bǔ)償器，用于計(jì)算所述符號(hào)信息序列與所述微擾量之差，以獲得補(bǔ)償后的符號(hào)信息序列，使得發(fā)射端根據(jù)所述補(bǔ)償后的符號(hào)信息序列發(fā)射信號(hào)。通過本發(fā)明專利技術(shù)實(shí)施例，可以進(jìn)一步提高系統(tǒng)性能，尤其是NRZ碼(非歸零碼)的性能。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及光通信領(lǐng)域，特別涉及一種信道內(nèi)非線性補(bǔ)償裝置、方法和發(fā)射機(jī)。
技術(shù)介紹
信道內(nèi)非線性是光傳輸系統(tǒng)中的一種固有損傷，它源自光纖的克爾效應(yīng)。當(dāng)單信道速率達(dá)到40 60Gbits/s甚至更高時(shí)，由于色散的作用，同一個(gè)信道內(nèi)脈沖會(huì)極大的展寬并相互重疊，在非線性的作用下，相互重疊的脈沖之間會(huì)產(chǎn)生能量交換。這種情況下，即使在接收端對(duì)鏈路中的殘余色散進(jìn)行補(bǔ)償，系統(tǒng)依然會(huì)受到嚴(yán)重的非線性損傷。信道內(nèi)非線性對(duì)系統(tǒng)的影響包括定時(shí)抖動(dòng)、信號(hào)幅度波動(dòng)以及影子脈沖的產(chǎn)生。近年來，隨著光纖傳輸系統(tǒng)容量的進(jìn)一步提升，更復(fù)雜的多維調(diào)制技術(shù)已經(jīng)逐漸取代簡(jiǎn)單的強(qiáng)度調(diào)制格式，成為研究的熱點(diǎn)。為了能夠保證復(fù)雜調(diào)制格式有足夠的信噪比， 需要鏈路系統(tǒng)有更高的入纖功率，這無疑導(dǎo)致了系統(tǒng)非線性代價(jià)的增加。對(duì)于長(zhǎng)距離光通信系統(tǒng)，如何補(bǔ)償或減弱信道內(nèi)非線性的代價(jià)是一個(gè)重要研究課題。人們分別從鏈路設(shè)計(jì)、接收機(jī)DSP處理以及發(fā)射信號(hào)編碼等方面進(jìn)行研究?，F(xiàn)有技術(shù)中已經(jīng)提出一種在發(fā)射機(jī)端減去非線性微擾的方法來減輕非線性的方法。該方法基于I倍過采，其中微擾項(xiàng)等于一系列三項(xiàng)(三個(gè)時(shí)刻的符號(hào)信息數(shù)據(jù))乘積的加權(quán)和，權(quán)值由鏈路的色散、增益/衰減以及非線性系數(shù)決定。該方法的優(yōu)勢(shì)在于復(fù)雜度的降低，尤其是在PSK 系統(tǒng)中，預(yù)補(bǔ)償波形可以完全通過加減法來實(shí)現(xiàn)。但是，在實(shí)現(xiàn)本專利技術(shù)的過程中，專利技術(shù)人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷在于對(duì)于NRZ碼(非歸零碼)的性能不佳，系統(tǒng)性能有待進(jìn)一步提高。下面列出了對(duì)于理解本專利技術(shù)和常規(guī)技術(shù)有益的文獻(xiàn)，通過引用將它們并入本文中，如同在本文中完全 闡明了一樣。[參考文獻(xiàn) I] IEEE PTL Vol. 12, No. 4,2000, Antonio Mecozzi et. al.；[參考文獻(xiàn) 2]L.Dou, Z. Tao, L. Li, ff. Yan, T. Tanimura, T. Hoshida, and J. C. Rasmussen,“A low complexity pre-distortion method for intra-channel nonlinearity,，，in Proc. 0FC/NF0EC2011 Conf. ,Los Angeles,U. S. A. ,March. 2011,paper 0ThF5.
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)實(shí)施例提供一種非線性補(bǔ)償裝置、方法和發(fā)射機(jī)，目的在于進(jìn)一步提高系統(tǒng)性能，尤其是NRZ碼(非歸零碼)的性能。根據(jù)本專利技術(shù)實(shí)施例的一個(gè)方面，提供了一種非線性補(bǔ)償裝置，該裝置包括信息序列獲取器，用于獲取發(fā)射端輸入的脈沖信號(hào)的符號(hào)信息序列；微擾量獲取器，用于計(jì)算相對(duì)于當(dāng)前時(shí)刻的一個(gè)或多個(gè)時(shí)刻上的脈沖相互作用項(xiàng)的加權(quán)和，以獲得在一定長(zhǎng)度的傳輸鏈路上產(chǎn)生的微擾量，并將獲得的所述微擾量旋轉(zhuǎn)預(yù)設(shè)的相位；信息補(bǔ)償器，用于計(jì)算所述符號(hào)信息序列與所述微擾量之差，以獲得補(bǔ)償后的符號(hào)信息序列，使得發(fā)射端根據(jù)所述補(bǔ)償后的符號(hào)信息序列發(fā)射信號(hào)。根據(jù)本專利技術(shù)實(shí)施例的又一個(gè)方面，提供了一種非線性補(bǔ)償方法，所述非線性補(bǔ)償方法包括信息序列獲取步驟，獲取發(fā)射端輸入的脈沖信號(hào)的符號(hào)信息序列；微擾量獲取步驟，計(jì)算相對(duì)于當(dāng)前時(shí)刻的一個(gè)或多個(gè)時(shí)刻上的脈沖相互作用項(xiàng)的加權(quán)和，以獲得在一定長(zhǎng)度的傳輸鏈路上產(chǎn)生的微擾量，并將所述微擾量旋轉(zhuǎn)預(yù)設(shè)的相位；信息補(bǔ)償步驟，計(jì)算所述符號(hào)信息序列與所述微擾量之差，以獲得補(bǔ)償后的符號(hào)信息序列，使得發(fā)射端根據(jù)所述補(bǔ)償后的符號(hào)信息序列發(fā)射信號(hào)。根據(jù)本專利技術(shù)實(shí)施例的又一個(gè)方面，提供了一種發(fā)射機(jī)，其中，所述發(fā)射機(jī)包括如上所述的非線性補(bǔ)償裝置，所述發(fā)射機(jī)還包括脈沖成型器，用于根據(jù)所述非線性補(bǔ)償裝置獲得的補(bǔ)償后的符號(hào)信息序列進(jìn)行脈沖成型，以獲得每個(gè)脈沖的波形；信號(hào)發(fā)射器，用于 接收所述脈沖成型器發(fā)送的每個(gè)脈沖的波形，并對(duì)所述波形調(diào)制后進(jìn)行發(fā)射。本專利技術(shù)實(shí)施例的有益效果在于可對(duì)發(fā)射端輸入的脈沖信號(hào)的符號(hào)信息進(jìn)行補(bǔ)償，若將該裝置應(yīng)用到發(fā)射機(jī)，發(fā)射機(jī)可利用該補(bǔ)償后的符號(hào)信息進(jìn)行脈沖成型和調(diào)制，最后將信號(hào)發(fā)射出去，這些信號(hào)在經(jīng)過光纖傳輸鏈路的非線性效應(yīng)后，在接收機(jī)可獲得理想的無損信號(hào)。并且，通過計(jì)算一個(gè)或多個(gè)時(shí)刻上的脈沖相互作用的加權(quán)和，并將獲得的微擾量進(jìn)行相位旋轉(zhuǎn)后對(duì)原始信息序列進(jìn)行補(bǔ)償；可以進(jìn)一步提高性能，尤其是NRZ碼(非歸零碼)的性能；并且計(jì)算方法簡(jiǎn)單，能夠應(yīng)用于單偏振和偏振復(fù)用系統(tǒng)中，同時(shí)可以兼容任意調(diào)制格式。參照后文的說明和附圖，詳細(xì)公開了本專利技術(shù)的特定實(shí)施方式，指明了本專利技術(shù)的原理可以被采用的方式。應(yīng)該理解，本專利技術(shù)的實(shí)施方式在范圍上并不因而受到限制。在所附權(quán)利要求的精神和條款的范圍內(nèi)，本專利技術(shù)的實(shí)施方式包括許多改變、修改和等同。針對(duì)一種實(shí)施方式描述和/或示出的特征可以以相同或類似的方式在一個(gè)或更多個(gè)其它實(shí)施方式中使用，與其它實(shí)施方式中的特征相組合，或替代其它實(shí)施方式中的特征。應(yīng)該強(qiáng)調(diào)，術(shù)語“包括/包含”在本文使用時(shí)指特征、整件、步驟或組件的存在，但并不排除一個(gè)或更多個(gè)其它特征、整件、步驟或組件的存在或附加。附圖說明圖1是典型的光通信系統(tǒng)示意圖2是本專利技術(shù)實(shí)施例的非線性補(bǔ)償裝置的一構(gòu)成示意圖3是本專利技術(shù)實(shí)施例的非線性補(bǔ)償裝置的又一構(gòu)成示意圖4是本專利技術(shù)實(shí)施例的無色散補(bǔ)償?shù)腄P-QPSK系統(tǒng)經(jīng)過不同的非線性補(bǔ)償?shù)男阅軐?duì)比圖5是本專利技術(shù)實(shí)施例的單偏振NRZ-QPSK預(yù)補(bǔ)償系統(tǒng)隨幅度系數(shù)和旋轉(zhuǎn)相位變化的趨勢(shì)示意圖6是本專利技術(shù)實(shí)施例的非線性補(bǔ)償方法的流程圖7是本專利技術(shù)實(shí)施例的微擾量獲取步驟的流程圖8是本專利技術(shù)實(shí)施例的發(fā)射機(jī)的構(gòu)成示意圖。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖對(duì)本專利技術(shù)的各種實(shí)施方式進(jìn)行說明。這些實(shí)施方式只是示例性的， 不是對(duì)本專利技術(shù)的限制。為了使本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠容易地理解本專利技術(shù)的原理和實(shí)施方式，本專利技術(shù)的實(shí)施方式以光通信系統(tǒng)為例進(jìn)行說明。但應(yīng)該注意的是，本專利技術(shù)的實(shí)施方式適用于所有存在非線性損失的通信系統(tǒng)。圖1為典型的光通信系統(tǒng)示意圖，其中，發(fā)射機(jī)發(fā)射的信號(hào)經(jīng)過傳輸鏈路中不同的器件(光纖、光放大器、色散補(bǔ)償光纖等)到達(dá)接收機(jī)。在本專利技術(shù)實(shí)施例中，通過非線性補(bǔ)償裝置在發(fā)射端對(duì)輸入的脈沖信號(hào)的符號(hào)信息序列進(jìn)行補(bǔ)償，使得發(fā)射端發(fā)射經(jīng)過特定形變的信號(hào)，這些信號(hào)在經(jīng)過光纖傳輸?shù)姆蔷€性效應(yīng)后，在接收機(jī)可獲得理想的無損信號(hào)。在圖1所示的系統(tǒng)中，為了在發(fā)射端對(duì)輸入的脈沖信號(hào)進(jìn)行補(bǔ)償，專利技術(shù)人在實(shí)現(xiàn)本專利技術(shù)的過程中首先建立信道內(nèi)非線性模型，然后根據(jù)該非線性模型來對(duì)輸入的脈沖信號(hào)進(jìn)行補(bǔ)償。通常情況下，為了能夠最大程度的增加譜效率，在發(fā)射機(jī)端往往采用偏振復(fù)用的方式，因此，以下 以雙偏振為例對(duì)獲得信道內(nèi)非線性模型的過程進(jìn)行說明。首先，對(duì)于矢量信號(hào)，傳輸光纖可以建模為Manakov方程,如式⑴所不^-Uh (t, z) + c^-Uh (t, z) + j 氣⑴ f 2 uH (t, z) = 7y(z)j% (t, zf + \uv (t, zf uH (t, z)oz22 ot^-uv(t,z)+ uv (t, z) + j 氣⑴ d uv (t, z) = jr(z)\uv (t, zf +\uH (t, z)f uv(t,z)oz22 ot(I)其中，uH(t, z)、Uv(t, z)分別為信號(hào)在水平H和垂直V偏振態(tài)上的電場(chǎng)分量； α (ζ)、β2(ζ)與Y (Z)分別本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種非線性補(bǔ)償裝置，所述非線性補(bǔ)償裝置包括：信息序列獲取器，用于獲取發(fā)射端輸入的脈沖信號(hào)的符號(hào)信息序列；微擾量獲取器，用于計(jì)算相對(duì)于當(dāng)前時(shí)刻的一個(gè)或多個(gè)時(shí)刻上的脈沖相互作用項(xiàng)的加權(quán)和，以獲得在一定長(zhǎng)度的傳輸鏈路上產(chǎn)生的微擾量，并將獲得的所述微擾量旋轉(zhuǎn)預(yù)設(shè)的相位；信息補(bǔ)償器，用于計(jì)算所述符號(hào)信息序列與所述微擾量之差，以獲得補(bǔ)償后的符號(hào)信息序列，使得發(fā)射端根據(jù)所述補(bǔ)償后的符號(hào)信息序列發(fā)射信號(hào)。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種非線性補(bǔ)償裝置，所述非線性補(bǔ)償裝置包括 信息序列獲取器，用于獲取發(fā)射端輸入的脈沖信號(hào)的符號(hào)信息序列； 微擾量獲取器，用于計(jì)算相對(duì)于當(dāng)前時(shí)刻的一個(gè)或多個(gè)時(shí)刻上的脈沖相互作用項(xiàng)的加權(quán)和，以獲得在一定長(zhǎng)度的傳輸鏈路上產(chǎn)生的微擾量，并將獲得的所述微擾量旋轉(zhuǎn)預(yù)設(shè)的相位； 信息補(bǔ)償器，用于計(jì)算所述符號(hào)信息序列與所述微擾量之差，以獲得補(bǔ)償后的符號(hào)信息序列，使得發(fā)射端根據(jù)所述補(bǔ)償后的符號(hào)信息序列發(fā)射信號(hào)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非線性補(bǔ)償裝置，其中，所述微擾量獲取器具體包括 符號(hào)信息獲取器，用于獲取多個(gè)脈沖相互作用項(xiàng)中的每一項(xiàng)相對(duì)于當(dāng)前時(shí)刻的一個(gè)或多個(gè)時(shí)刻的脈沖的符號(hào)信息； 微擾量計(jì)算器，用于利用每一項(xiàng)的相對(duì)于當(dāng)前時(shí)刻的一個(gè)或多個(gè)時(shí)刻上的脈沖的符號(hào)信息、以及預(yù)先獲得的每一項(xiàng)對(duì)應(yīng)的加權(quán)系數(shù)，計(jì)算每一項(xiàng)中相對(duì)于當(dāng)前時(shí)刻的一個(gè)或多個(gè)時(shí)刻上的脈沖的相互作用的加權(quán)值，并根據(jù)每一項(xiàng)的加權(quán)值計(jì)算所述多個(gè)脈沖相互作用項(xiàng)的加權(quán)值之和，以獲得在一定長(zhǎng)度的傳輸鏈路上產(chǎn)生的微擾量； 微擾量處理器，將獲得的所述微擾量旋轉(zhuǎn)預(yù)設(shè)的相位。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的非線性補(bǔ)償裝置，其中，所述非線性補(bǔ)償裝置還包括 系數(shù)獲取器，用于通過仿真方式獲取所述加權(quán)系數(shù)、或者通過實(shí)驗(yàn)方式獲取所述加權(quán)系數(shù)；或者根據(jù)傳輸鏈路配置、以及一個(gè)或多個(gè)時(shí)刻上相互作用的脈沖與當(dāng)前時(shí)刻的脈沖的相對(duì)位置獲取所述加權(quán)系數(shù)。4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的非線性補(bǔ)償裝置，其中，所述微擾量處理器還通過預(yù)設(shè)的幅度系數(shù)對(duì)所述微擾量進(jìn)行調(diào)整。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的非線性補(bǔ)償裝置，其中，所述幅度系數(shù)和所述相位采用二維聯(lián)合優(yōu)化；或者 所述幅度系數(shù)和所述相位采用兩個(gè)一維優(yōu)化，即先確定所述幅度系數(shù)的最優(yōu)值，根據(jù)該最優(yōu)值確定所述相位的最優(yōu)...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：竇亮，陶振寧，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：富士通株式會(huì)社，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：