一种光接入网络中无载波幅相调制的均衡算法制造技术

本发明专利技术公开了一种基于CMA和SVM的光接入网络中无载波幅相调制的均衡算法，主要应用于无载波幅度和相位CAP调制领域，包括以下步骤：S1.初始化滤波系数；S2.输入数据均衡；S3.计算误差系数；S4.更新滤波器系数；S5.更新输入数据；S6.判断缓冲区数据是否结束，若是，则跳转至步骤S2；若不是，则算法结束。本发明专利技术的优点在于，可对相位进行恢复，有效地补偿CAP信号，改善星座的EVM，本发明专利技术在短距离通信系统中具有良好的应用优势。

An equalization algorithm without carrier amplitude-phase modulation in optical access networks

【技术实现步骤摘要】
一种光接入网络中无载波幅相调制的均衡算法
本专利技术涉及无载波幅度和相位CAP调制领域，更具体地，涉及一种光接入网络中无载波幅相调制的均衡算法。
技术介绍
无载波幅度和相位(CAP)调制是一种多维和多电平调制方案，被认为是短距离光通信(如电力光纤通信和光接入网络)的一个很好的候选者，用于大量的计算复杂度降低和简单系统结构。CAP在与其并行传输两个数据流的能力方面显示与正交幅度调制(QAM)的某些相似之处。与QAM相反，CAP不依赖于载波，而是使用具有正交波形的滤波器来分离不同的数据流。这使得CAP接收机比QAM接收机更简单，同时实现了相同的频谱效率和性能。然而，数模转换器(DAC)和模数转换器(ADC)的速度成为限制高速CAP系统传输容量的主要因素。基于CAP的系统对符号定时偏移和抖动非常敏感。已经表明，用于100GbpsCAP系统的1ps定时抖动产生大约4dB的功率损耗。此外，平坦通道频率响应是必要的，因为非平坦通道将显着降低系统性能。在实际发射系统中，光网络单元(ONU)的不同DAC采样定时点将产生接收信号的不同相位旋转，导致更高的解调难度，提高误码率(BER)。特别是在诸如波分复用(WDM)的多频带或多层通信系统中，对于每个ONU的传输长度的杂质。此外，由于在实际情况下不知道信道响应，因此需要一种自适应均衡算法来克服上述问题。
技术实现思路
本专利技术为克服上述现有技术所述的至少一种缺陷，提供一种基于CMA和SVM的光接入网络中无载波幅相调制的均衡算法。为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案如下：一种光接入网络中无载波幅相调制的均衡算法，主要应用于无载波幅度和相位CAP调制领域，包括以下步骤：S1.初始化滤波系数，对滤波系数进行初始化处理，保证滤波系数和误差系数维度相符；S2.输入数据均衡，对输入的数据进行均衡处理，使输入数据与滤波系数等数据相均衡，保证有效的数据计算；S3.计算误差系数，针对输入数据计算误差系数，为更新滤波器系数做准备；S4.更新滤波器系数，依据计算得出的误差系数，对滤波器系数进行修正和更新，均衡波幅度和相位CAP等；S5.更新输入数据，在滤波器系数修正的步骤结束后，更新输入数据，为后续循环计算和缓冲区数据判断做准备，进入下一轮数据修正迭代；S6.判断缓冲区数据是否结束，若是，则跳转至步骤S2；若不是，则算法结束。优选地，所述光接入网络中无载波幅相调制的均衡算法用于相位恢复。优选地，所述光接入网络中无载波幅相调制的均衡算法用于处理10Gbps的单频16-CAP信号。优选地，所述光接入网络中无载波幅相调制的均衡算法用于处理100Gbps的4-CAP，16-CAP和64-CAP信号。与现有技术相比，本专利技术技术方案的有益效果是：本专利技术提供的方法步骤为光接入网络中无载波幅相调制的均衡算法，用于接入网中的CAP系统。模拟系统设置为10Gbps的单频16-CAP信号和100Gbps的多频段M-CAP(4-CAP，16-CAP，64-CAP)信号。通过20km和40km光纤传输，接收的CAP信号遭受相位旋转和幅度噪声。本专利技术使经过处理的CAP信号能够获得有效补偿，星座的误差向量幅度(EVM)显着改善，因此CMA-SVM方法在短距离通信系统中具有良好的应用优势。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是光接入网络中无载波幅相调制的均衡算法流程图。图2是基于CMA和SVM的光接入网络中无载波幅相调制系统的仿真设置示意图。图3是在基于CMA和SVM的算法处理前的信号示意图。图4是在基于CMA和SVM的算法处理后的信号示意图。图5是不同接收光功率下的BER性能示意图。图6是在基于CMA和SVM的算法处理前的EVM的每个MultiCAP频带的星座示意图。图7是在基于CMA和SVM的算法处理后的经过40km传输的EVM的每个MultiCAP频带的星座示意图。具体实施方式附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。下面结合附图和实施例对本专利技术的技术方案做进一步的说明。实施例1一种光接入网络中无载波幅相调制的均衡算法，如图1所示，主要应用于无载波幅度和相位CAP调制领域，包括以下步骤：S1.初始化滤波系数，对滤波系数进行初始化处理，保证滤波系数和误差系数维度相符；S2.输入数据均衡，对输入的数据进行均衡处理，使输入数据与滤波系数等数据相均衡，保证有效的数据计算；S3.计算误差系数，针对输入数据计算误差系数，为更新滤波器系数做准备；S4.更新滤波器系数，依据计算得出的误差系数，对滤波器系数进行修正和更新，均衡波幅度和相位CAP等；S5.更新输入数据，在滤波器系数修正的步骤结束后，更新输入数据，为后续循环计算和缓冲区数据判断做准备，进入下一轮数据修正迭代；S6.判断缓冲区数据是否结束，若是，则跳转至步骤S2；若不是，则算法结束。在本实施例中，所述光接入网络中无载波幅相调制的均衡算法用于相位恢复。在本实施例中，所述光接入网络中无载波幅相调制的均衡算法用于处理10Gbps的单频16-CAP信号。在本实施例中，所述光接入网络中无载波幅相调制的均衡算法用于处理100Gbps的4-CAP，16-CAP和64-CAP信号。实施例2如图1所示，一种光接入网络中无载波幅相调制的均衡算法，被应用于如图2所示的VPItransmissionMaker9.0光接入网络模拟仿真系统。发射机由导入模块，高斯滤波器和Mach-Zehnder调制器(MZM)组成。用于生成和解调CAP信号的理想系统的计算复杂度与整形和匹配滤波器的抽头数量直接相关。设置上采样因子4，fc为3GHz，滚降系数为0.2。同相和正交输出组合成任意波形生成(AWG)，链接用标准单模光纤(SSMF)模拟。接收机用光衰减器，光电二极管(PD)和导出模块建模。在PD之后，接收信号由振荡器采样并由基于SVM的均衡模块进行处理。首先，我们研究单频带16-CAP信号，以10Gbps的速率传输20km光纤。在接收机中，基于CMA和SVM的盲均衡算法在数字信号处理(DSP)模块中实现。基于CMA和SVM的均衡算法包括以下步骤：S1.初始化滤波系数；S2.输入数据均衡；S3.计算误差系数；S4.更新滤波器系数；S5.更新输入数据；S6.判断缓冲区数据是否结束，若是，则跳转至步骤S2；若不是，则算法结束。如图3所示，可以看出，由于相位旋转，16-CAP性能显着降低。如图4所示，在CMA-SVM均衡算法处理之后，每个星座的相位和集中度被明显地校正和优化，这说明了基于CMA和SVM的均衡算法在CAP系统中具有显著的效果。另外，在实际发送系统中，ONU的不同DAC采样定时点将产生接收信号的不同相位旋转，导致更高的解调难度，增加BER。特别是在诸如WDM之类的多频段或多层通信系统中，对每个ONU发送长度的杂质。因此，多本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光接入网络中无载波幅相调制的均衡算法，主要应用于无载波幅度和相位CAP调制领域，其特征在于，包括以下步骤：S1.初始化滤波系数，对滤波系数进行初始化处理，保证滤波系数和误差系数维度相符；S2.输入数据均衡，对输入的数据进行均衡处理，使输入数据与滤波系数等数据相均衡，保证有效的数据计算；S3.计算误差系数，针对输入数据计算误差系数，为更新滤波器系数做准备；S4.更新滤波器系数，依据计算得出的误差系数，对滤波器系数进行修正和更新，均衡波幅度和相位CAP等；S5.更新输入数据，在滤波器系数修正的步骤结束后，更新输入数据，为后续循环计算和缓冲区数据判断做准备，进入下一轮数据修正迭代；S6.判断缓冲区数据是否结束，若是，则跳转至步骤S2；若不是，则算法结束。

【技术特征摘要】
1.一种光接入网络中无载波幅相调制的均衡算法，主要应用于无载波幅度和相位CAP调制领域，其特征在于，包括以下步骤：S1.初始化滤波系数，对滤波系数进行初始化处理，保证滤波系数和误差系数维度相符；S2.输入数据均衡，对输入的数据进行均衡处理，使输入数据与滤波系数等数据相均衡，保证有效的数据计算；S3.计算误差系数，针对输入数据计算误差系数，为更新滤波器系数做准备；S4.更新滤波器系数，依据计算得出的误差系数，对滤波器系数进行修正和更新，均衡波幅度和相位CAP等；S5.更新输入数据，在滤波器系数修正的步骤结束后，更新输入数据，为后续循环计算和缓冲区数据判断做准备，...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪莹，施展，刘紫健，李溢杰，邵苏杰，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司电力调度控制中心，
类型：发明
国别省市：广东,44