The invention discloses a coherent receiving method and system of polarization independent pulse amplitude modulation signal, which relates to the field of optical access network. The method comprises the following steps: carrying out bipolar precoding and polarization time coding on the pulse amplitude modulation PAM signal at the transmitting end to obtain two orthogonal polarization signals. Two orthogonal polarization signals are converted into two polarization signals, and coupled to obtain the coupled optical signals. The coupling light signal is directly mixed with the local light in an optical mixer, and then converted into two balanced detectors to obtain I and Q current signals. After I and Q current signals are converted into digital signals, digital signal processing is carried out to obtain synchronous receiving signals. Channel equalization, polarization time decoding and bipolar decoding are used to recover the PAM signal at the sending end. The invention can simplify the structure of coherent receiving system and reduce the cost of coherent receiving system.
【技术实现步骤摘要】
一种偏振无关的脉冲幅度调制信号相干接收方法及系统
本专利技术涉及光接入网络领域，具体涉及一种偏振无关的脉冲幅度调制信号相干接收方法及系统。
技术介绍
下一代PON(PassiveOpticalNetwork，无源光纤网络)的速率将达到单波长25Gb/s、50Gb/s甚至100Gb/s。在高速PON中，低成本的直接调制直接检测(Intensitymodulationdirectdetection，IM-DD)会面临一系列问题，比如低接收灵敏度、以及在波特率较高传输距离较长时，由色散引入的频率选择性衰落引起性能恶化等。作为一种在长距离高速光传输系统中广泛应用的技术，相干接收技术能够大大提高接收机的灵敏度(从而增加分路比和传输距离)，且由于其线性检测的特性，可以有效地进行数字域色散补偿。传统的相干接收机模型如图1所示，发送端激光器经过偏振分束器(Polarizationbeamsplitter，PBS)分别用于调制X偏振和Y偏振的数据。数据经过DAC转换成模拟电信号后，由两个I/Q调制器分别产生X偏振和Y偏振的光信号，再经...
【技术保护点】
1.一种偏振无关的脉冲幅度调制信号相干接收方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：/n在发送端对脉冲幅度调制PAM信号进行双极性预编码，得到双极性PAM信号，再对双极性PAM信号进行偏振时间编码，得到两个正交偏振的信号；/n将两个正交偏振的信号转换成两个偏振的光信号，并进行耦合得到一路耦合光信号；/n接收端将该耦合光信号直接与本振光在光混频器中进行混频，再经过两个平衡探测器进行转换以得到I、Q两路电流信号；/n将I、Q两路电流信号转换成数字信号后进行数字信号处理，以得到同步接收信号；/n对同步接收信号进行信道均衡与偏振时间解码，以恢复出双极性PAM信号，再对恢复出的双极性PA...
【技术特征摘要】
1.一种偏振无关的脉冲幅度调制信号相干接收方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
在发送端对脉冲幅度调制PAM信号进行双极性预编码，得到双极性PAM信号，再对双极性PAM信号进行偏振时间编码，得到两个正交偏振的信号；
将两个正交偏振的信号转换成两个偏振的光信号，并进行耦合得到一路耦合光信号；
接收端将该耦合光信号直接与本振光在光混频器中进行混频，再经过两个平衡探测器进行转换以得到I、Q两路电流信号；
将I、Q两路电流信号转换成数字信号后进行数字信号处理，以得到同步接收信号；
对同步接收信号进行信道均衡与偏振时间解码，以恢复出双极性PAM信号，再对恢复出的双极性PAM信号进行双极性解码，以恢复出发送端的PAM信号。
2.如权利要求1所述的一种偏振无关的脉冲幅度调制信号相干接收方法，其特征在于：在发送端对脉冲幅度调制PAM信号进行双极性预编码，得到双极性PAM信号，再对双极性PAM信号进行偏振时间编码，得到两个正交偏振的信号，具体包括：
通过公式sn＝2dn-(M-1)将PAM信号d＝[d1,d2,...,dn-1,dn]变为双极性PAM信号s＝[s1,s2,...,sn-1,sn]，其中dn∈{0,1,2,...,M-1}，M为PAM信号的调制阶数；
令n＝2k，将双极性PAM信号s表示为s＝[s1,s2,...,s2k-1,s2k]，其中k为正整数，基于s＝[s1,s2,...,s2k-1,s2k]构造两个数据在时间上相互正交的偏振信号：X偏振和Y偏振，其中，
X偏振：sX＝[s1,-s2,...,s2k-1,-s2k]；
Y偏振：sY＝[s2,s1,...,s2k,s2k-1]。
3.如权利要求2所述的一种偏振无关的脉冲幅度调制信号相干接收方法，其特征在于：将两个正交偏振的信号转换成两个偏振的光信号，并进行耦合得到一路耦合光信号，具体包括：
将两个正交偏振的信号分别插入训练序列，以形成两个数字帧信号；
将两个数字帧信号通过数模转换器DAC转换成两个模拟电信号；
将两个模拟电信号分别输入到两个马赫増德调制器MZM中，同时发送端激光器经过偏振分束器PBS后分别进入到两个MZM中，以产生两个偏振的光信号；
将两个偏振的光信号通过偏振合束器PBC进行耦合得到一路耦合光信号。
4.如权利要求3所述的一种偏振无关的脉冲幅度调制信号相干接收方法，其特征在于：对同步接收信号进行信道均衡，具体包括：
根据双偏振信号的信道矩阵以及接收端的本振激光器所选择的偏振，建立同步接收信号r＝[r1,r2,...,r2k-1,r2k]与X偏振和Y偏振的关系，其中[hxxhxy]和[hyxhyy]分别为本振激光器处于X偏振和Y偏振时的信道响应。
5.如权利要求4所述的一种偏振无关的脉冲幅度调制信号相干接收方法，其特征在于：对同步接收信号进行信道均衡与偏振时间解码，以恢复出双极性PAM信号，再对恢复出的双极性PAM信号进行双极性解码，以恢复出发送端的PAM信号，具体包括：
当本振激光器所选择的偏振是X偏振时，根据双偏振信号的信道矩阵建立同步接收信号r＝[r1,r2,...,r2k-1,r2k]与X偏振和Y偏振的关系：
r＝[hxxhxy]·[sXsY]T；(1)
将s＝[s1,s2,...,sn-1,sn]和r＝[r1,r2,...,r2k-1,r2k]分别分为时间序号为奇数的部分：so＝[s1,s3,...,s2k-3,s2k-1]、ro＝[r1,r3,...,r2k-3,r2k-1]，以及时间序号为偶数的部分：se＝[s2,s4,...,s2k-2,s2k]、re＝[r2,r4,...,r2k-2,r2k]；
将式(1)转换为
对re和se取共轭，将式(2)转换为
设则P满足
将式(4)代入式(3)可得：
采用基于最小均方误差判决引导的自适应均衡算法确定矩阵以恢复出双极性PAM信号的时间序号为奇数和偶数的部分，进而恢复出的双极性PAM信号；
根据公式对恢复出的双极性PAM信号进行双极性解码，以恢复出发送端的PAM信号。
6.一种偏振无关的脉冲幅度调制信号相干接收系统，其特征在于...
【专利技术属性】
技术研发人员：李海波，余少华，李响，罗鸣，
申请(专利权)人：武汉邮电科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42
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