高阶调制传输的非线性预补偿制造技术

本申请公开了高阶调制传输的非线性预补偿。公开了一种光发射机装置。该装置包括处理器、耦合到处理器的存储器、以及被配置为由处理器执行的一个或更多个程序。这些程序包括用于表征光通信中的非线性并估计由非线性引起的符号失真量的非线性估计的指令、用于选择和映射符号以便为非线性估计仅提供满足预定非线性标准的符号的指令，以及用于在存储器中存储用于非线性预补偿的符号失真量的指令。

Nonlinear Pre-Compensation for High Order Modulation Transmission

This application discloses a non-linear pre-compensation for high-order modulation transmission. An optical transmitter device is disclosed. The device includes a processor, a memory coupled to the processor, and one or more programs configured to be executed by the processor. These programs include instructions for characterizing nonlinearity in optical communications and estimating the nonlinearity of symbol distortion caused by nonlinearity, instructions for selecting and mapping symbols so as to provide only symbols satisfying predetermined nonlinearity criteria for nonlinearity estimation, and instructions for storing symbolic distortion for non-linear pre-compensation in memory.

【技术实现步骤摘要】
高阶调制传输的非线性预补偿
本专利文件涉及数字通信，并且在一个方面中涉及用于高阶调制的非线性补偿技术。背景随着对高速率、高带宽效率的数据通信系统需求的增加，诸如高阶脉冲幅度调制(PAM)和正交幅度调制(QAM)的高阶调制技术近年来受到了关注。高阶调制的优点是每个符号传输更多比特的可能性。然而，通过这种高阶调制技术调制的数据变得更容易受到符号间干扰的影响。符号间干扰是由电学和光学领域中的非线性效应引起的，诸如驱动器、放大器、调制器和光纤。为了避免符号间干扰导致的系统退化，设备制造商和网络运营商一直在寻找补偿非线性影响的方法。概述本文件公开了查找表生成技术，用于当使用高阶PAM或QAM格式发送信号时，对要发送的信号进行预失真和预均衡。在一个示例方面中，公开了光发射机装置。该装置包括处理器、耦合到处理器的存储器、以及被配置为由处理器执行的一个或更多个程序。这些程序包括用于表征光通信中的非线性并估计由非线性引起的符号失真量的非线性估计的指令、用于选择和映射符号以便为非线性估计仅提供满足预定非线性标准的符号的指令，以及用于在存储器中存储用于非线性预补偿的符号失真量的指令。在另一个示例方面中，公开了光发射机装置。该装置包括：符号映射器，其接收要发送的数据比特，并通过将数据比特映射到符号中来生成其中包含数据比特的多个符号；以及预补偿器，其估计由光通信中的非线性引起的符号失真量，以通过使用符号失真量来执行非线性预补偿。预补偿器包括选择满足预定非线性标准的某些符号以用于估计符号失真量的符号选择器，以及存储符号失真量的存储器。在另一示例方面中，一种计算光通信中的非线性的方法包括：将训练序列映射到包括多个符号的符号模式；选择满足预定非线性标准的符号；以及仅基于满足预定非线性标准的符号来估计由非线性引起的符号失真量。这些和其他方面在本文件中公开。附图说明图1示出了其中可以实现当前公开的技术的示例光通信系统。图2示出了光发射机的示例实现。图3示出了调制信号发生器的示例实现。图4A-4B示出了包括符号映射器/选择器和非线性估计器的示例配置。图5示出了包括符号映射/选择器和非线性估计器的另一个示例配置。图6是包括符号映射器和预补偿器的调制信号发生器的另一示例实现。图7是预补偿器的示例实现。图8是预补偿器的另一示例实现。图9是用于为非线性补偿器生成查找表的示例实现。图10示出了基于所有符号生成的PAM-8查找表和仅基于高级符号生成的查找表的模式数量的比较。图11显示了用于通过15-km标准单模光纤(SSMF)传输基于直调激光(DML)的强度调制/直接检测(IM/DD)PAM-8的实验装置。图12A示出了用于预均衡的决策导向的最小均方(DD-LMS)的有限脉冲响应(FIR)。图12B和12C示出了预均衡之前和之后的DD-LMS均衡器的频率响应。图13A-13B示出了使用基于所有符号生成的查找表(图13A)和仅基于高级符号生成的查找表(图13B)的具有3-符号的示例查找表生成。图14A-14B示出了通过基于所有符号生成的查找表(图14A)和仅基于高级符号生成的查找表(图14B)获得的PAM-8符号星座图。图15示出了在背靠背连接中预均衡之后获得的误比特率(BER)相对于DDLMS抽头数量的曲线图。图16A示出了在各种情况下BER相对于波特率的曲线图。图16B示出了通过仅基于高级符号生成的查找表获得的PAM-8符号星座图。图16C示出了通过基于所有符号生成的查找表获得的PAM-8符号星座图。图17A示出了在各种情况下BER相对于接收到的光功率的曲线图。图17B示出了通过仅基于高级符号生成的查找表获得的PAM-8符号星座图。图17C示出了通过基于所有符号生成的查找表获得的PAM-8符号星座图。图18是估计光通信中非线性的示例方法的流程图表示。图19是估计光通信中非线性的另一个示例方法的流程图表示。图20是估计光通信中非线性的再一个示例方法的流程图表示。详细描述通过提高符号速率，可以实现高速率、高带宽的数据通信系统。另外，通过增加载波信号可以采用的状态数量，每个符号中编码的比特的数量可以增加。例如，在PAM-8格式中，在每个符号中发送三比特的数据。然而，每符号传送许多比特的缺点在于接收机必须将许多信号电平或符号彼此区分开来。对于光运载的高阶PAM信号或QAM信号，调制器和/或光纤引起的非线性损伤将进一步降低系统性能。非线性查找表(LUT)预失真和线性自适应时域预均衡可以减轻电光分量的非线性损伤。信道响应的精度取决于符号模式，并且因此通过使用更长的模式可以获得更大的查找表失真校正值。查找表算法的计算复杂度由查找表符号的数量和调制信号的符号状态的数量确定。如果查找表的符号状态的数量是M，并且调制信号的符号状态的数量是N，那么模式的数量将是NM。对于传统的PAM-8查找表，如果查找表符号的数量是三(3)，则存在83个模式，且如果查找表符号的数量是五(5)，则存在85个模式。对于传统的偏振复用64QAM查找表，当查找表符号的数量分别为3和5时，存在2x83和2x85个模式。然而，较长的模式会增加计算复杂度，并使其不切实际。然而，本文件的各种实现可以最小化查找表预失真的计算复杂度，而不会降低其减轻非线性损伤的能力。图1显示了其中可以实现当前公开的技术的示例光通信系统10。一个或更多个光发射机100经由光传输信道102与一个或更多个光接收机104通信。光传输信道102的示例包括长度从几百英尺(例如，最后一英里距离)延伸到几千公里(例如，长距离网络)的光纤。传输的光信号可以通过中间光学设备，诸如放大器、中继器、交换机等，为清楚起见，这些设备在图1中未示出。光发射机100基于来自光接收机104的反馈生成用于预失真处理的查找表。在实现中，光发射机100可以在背对背连接到光接收机104的同时接收反馈。在另一实现中，光发射机100可以在经由以上讨论的光纤连接到光接收机104的同时接收反馈。在实现中，光通信系统10可以包括一个或更多个处理器(未示出)和一个或更多个存储器(未示出)。一个或更多个存储器可以在处理器操作期间存储处理器可执行指令和/或数据。一个或更多个处理器可以从一个或更多个存储器中读取指令并实现本文件中描述的技术。一个或更多个处理器可以执行各种计算来创建查找表，并且一个或更多个存储器可以存储查找表。图2示出了示例光发射机100。光发射机100可以包括调制信号发生器200、光波源202和光波调制器204。光波源202生成光波，诸如直调激光(DML)。调制信号发生器200可以基于要经由光传输信道102传输的数据比特来生成高阶调制信号，诸如PAM-18或64QAM。光信号发射机100通过用基于数据比特生成的电多电平PAM或QAM信号调制光波来使用该光波作为载波。图3示出了调制信号发生器的示例实现。在实现中，光发射机装置中的调制信号发生器可以包括符号映射器/选择器300、非线性估计器302、存储器304和处理器306。处理器306执行包括由符号映射器/选择器300和非线性估计器302执行的指令的程序。符号映射器/选择器300向接收器发送符号，并接收从接收器返回的符号。非线性估计器302表征光通信中的非线性，并估计由非线性引起的符号失真量。为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光发射机装置，包括：处理器；耦合到所述处理器的存储器；和一个或更多个程序，其中所述一个或更多个程序被配置为由所述处理器执行，所述程序包括：用于表征光通信中的非线性并估计由所述非线性引起的符号失真量的非线性估计的指令；用于选择和映射符号以便为所述非线性估计仅提供满足预定非线性标准的符号的指令；和用于在所述存储器中存储将被用于非线性预补偿的所述符号失真量的指令。

【技术特征摘要】
2017.11.15 US 15/814,3471.一种光发射机装置，包括：处理器；耦合到所述处理器的存储器；和一个或更多个程序，其中所述一个或更多个程序被配置为由所述处理器执行，所述程序包括：用于表征光通信中的非线性并估计由所述非线性引起的符号失真量的非线性估计的指令；用于选择和映射符号以便为所述非线性估计仅提供满足预定非线性标准的符号的指令；和用于在所述存储器中存储将被用于非线性预补偿的所述符号失真量的指令。2.根据权利要求1所述的装置，其中，用于所述非线性估计的指令通过参考仅基于满足所述预定非线性标准的所述符号生成的查找表来执行。3.根据权利要求1所述的装置，其中，所述符号失真量由查找表表示。4.根据权利要求1所述的装置，其中，用于选择和映射符号的指令包括用于映射符号的指令和用于选择符号的指令，并且其中，用于映射符号的指令通过将训练序列映射到要发送到接收机的符号来执行，并且用于选择符号的指令通过在要发送到所述接收机的所述符号中选择满足所述预定非线性标准的一个或更多个符号来执行。5.根据权利要求1所述的装置，其中，用于选择和映射符号的指令包括用于映射符号的指令和用于选择符号的指令，并且其中，用于映射符号的指令通过将训练序列映射到要发送到接收机的符号来执行，并且用于选择符号的指令通过在响应于发送到所述接收机的所述符号而从所述接收机发送的返回符号中选择满足所述预定非线性标准的一个或更多个符号来执行。6.根据权利要求1所述的装置，其中，用于选择和映射符号的指令包括用于选择数据比特的指令和用于将所选择的数据比特映射到符号的指令，并且其中，用于选择数据比特的指令通过从训练序列中选择要转换成满足预定非线性标准的符号的特定数据比特来执行，并且用于将所选择的数据比特映射到符号的指令通过将所选择的数据比特映射到满足所述预定非线性标准的符号来执行。7.一种光发射机装置，包括：符号映射器，其接收要发送的数据比特，并通过将所述数据比特映射到多个符号中来生成其中包含所述数据比特的所述符号；和预补偿器，其估计由光通信中的非线性引起的符号失真量，以通过使用所述符号失真量来执行非线性预补偿，所述预补偿器包括：符号选择器，其选择满足预定非线性标准的特定符号，以用于估计所述符号失真量。8.根据权利要求7所述的装置...

【专利技术属性】
技术研发人员：余建军，钱鸿章，
申请(专利权)人：中兴通讯股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44