一种用于光纤通信系统的信号补偿方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种用于光纤通信系统的信号补偿方法及系统。该方法包括：将光纤通信系统的接收信号进行模数转换，得到数字信号；基于带动量的自适应梯度下降法，获取当前迭代的非线性补偿过程中的参量；采用数字反向传播算法，对数字信号进行非线性补偿，得到非线性补偿信号；采用盲相位搜索算法，进行载波相位恢复处理，得到相位恢复信号；根据相位恢复信号，计算当前迭代的盲估计的均方误差值；判断盲估计的均方误差值与前一次迭代的盲估计的均方误差值之间的差值是否大于设定阈值；如果是，迭代次数加一，进入下一次迭代；如果否，将非线性补偿信号确定为接收信号补偿后的信号。本发明专利技术可以降低信号补偿过程的运算量，提高信号补偿的效率。

【技术实现步骤摘要】
一种用于光纤通信系统的信号补偿方法及系统
本专利技术涉及光纤通信领域，特别是涉及一种用于光纤通信系统的信号补偿方法及系统。
技术介绍
光纤通信是以光波作为信息载体，以光纤作为传输媒介的一种通信方式。在光通信系统中，克尔效应引起的非线性失真会导致信号在传输过程中发生相位畸变，接收信号必须进行非线性损伤补偿，才能确保接收信号的正确性。在光纤通信系统中，随着日益增长的带宽需求，人们对通信速率、通信容量的需求增大，为了应对越来越严重的光纤非线性效应，对非线性补偿技术进行了认真的分析和研究。传统的非线性补偿方法广泛采用数字反向传播(DBP)算法，该算法可以有效地补偿光纤信道内的色散损伤以及克尔效应引起的非线性失真。然而DBP算法需要通过充分了解光纤链接参数来求解非线性薛定谔方程进行实现，灵活性较低。此外，掺饵光纤放大器等组件对环境变化敏感，可能导致某些链路参数随时间变化。因此，用于获取最佳参数的自适应DBP(ADBP)算法应运而生。在以往的研究中，通常采用梯度下降算法(GDA)或者是优化的GDA作为ADBP算法的搜索函数，GDA是一种最常用的更新本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于光纤通信系统的信号补偿方法，其特征在于，包括：/n将光纤通信系统的接收信号进行模数转换，得到数字信号；/n基于带动量的自适应梯度下降法，获取当前迭代的非线性补偿过程中的参量；所述参量为非线性系数与补偿系数的乘积；/n基于所述参量，采用数字反向传播算法，对所述数字信号进行非线性补偿，得到当前迭代的非线性补偿信号；/n采用盲相位搜索算法，对所述非线性补偿信号进行载波相位恢复处理，得到相位恢复信号；/n根据所述相位恢复信号，计算当前迭代的盲估计的均方误差值；/n判断当前迭代的盲估计的均方误差值与前一次迭代的盲估计的均方误差值之间的差值是否大于设定阈值；/n当当前迭代的盲估计的均方误差值与...

【技术特征摘要】
1.一种用于光纤通信系统的信号补偿方法，其特征在于，包括：
将光纤通信系统的接收信号进行模数转换，得到数字信号；
基于带动量的自适应梯度下降法，获取当前迭代的非线性补偿过程中的参量；所述参量为非线性系数与补偿系数的乘积；
基于所述参量，采用数字反向传播算法，对所述数字信号进行非线性补偿，得到当前迭代的非线性补偿信号；
采用盲相位搜索算法，对所述非线性补偿信号进行载波相位恢复处理，得到相位恢复信号；
根据所述相位恢复信号，计算当前迭代的盲估计的均方误差值；
判断当前迭代的盲估计的均方误差值与前一次迭代的盲估计的均方误差值之间的差值是否大于设定阈值；
当当前迭代的盲估计的均方误差值与前一次迭代的盲估计的均方误差值之间的差值大于设定阈值时，迭代次数加一，返回基于带动量的自适应梯度下降法，获取当前迭代的非线性补偿过程中的参量的步骤；
当当前迭代的盲估计的均方误差值与前一次迭代的盲估计的均方误差值之间的差值不大于设定阈值时，将当前迭代的非线性补偿信号确定为所述接收信号补偿后的信号。


2.根据权利要求1所述的用于光纤通信系统的信号补偿方法，其特征在于，所述基于所述参量，采用数字反向传播算法，对所述数字信号进行非线性补偿，得到当前迭代的非线性补偿信号，具体包括：
对所述数字信号进行傅里叶变换，得到频域信号；
对所述频域信号进行线性补偿，得到线性补偿信号；
对所述线性补偿信号进行傅里叶反变换，得到时域信号；
基于所述参量，对所述时域信号进行非线性相位补偿，得到当前循环的输出信号；
判断当前循环的次数是否等于光纤链路的分段数量；
当当前循环的次数不等于光纤链路的分段数量时，将当前循环的输出信号作为下一次循环的数字信号，循环次数加一，返回对所述数字信号进行傅里叶变换，得到频域信号的步骤；
当当前循环的次数等于光纤链路的分段数量时，将当前循环的输出信号确定为当前迭代的非线性补偿信号。


3.根据权利要求1所述的用于光纤通信系统的信号补偿方法，其特征在于，所述根据所述相位恢复信号，计算当前迭代的盲估计的均方误差值，具体包括：
将所述相位恢复信号转换为与标准调制格式信号具有相同平均功率的信号，得到转换信号；
根据标准调制格式信号对所述转换信号进行判决，得到判决信号；
利用公式计算当前迭代的盲估计的均方误差值；其中，MSE为当前迭代的盲估计的均方误差值，z″(i)为判决信号的第i个点的值，z′(i)为转换信号的第i个点的值，n为判决信号中点的数量。


4.根据权利要求1所述的用于光纤通信系统的信号补偿方法，其特征在于，所述基于带动量的自适应梯度下降法，获取当前迭代的非线性补偿过程中的参量，具体包括：
利用公式确定前一次迭代的所述参量的自适应步长的初值；当前迭代次数为i；μ0(i-1)为第i-1次迭代的所述参量的自适应步长的初值；μ(i-2)为第i-2次迭代的所述参量的自适应步长的终值；p为控制自适应速率的参数；为第i-2次迭代的关于自适应步长的MSE梯度值；MSE(i-2)为第i-2次迭代的盲估计的均方误差值，MSE(i-3)为第i-3次迭代的盲估计的均方误差值，μ(i-3)为第i-3次迭代的所述参量的自适应步长的终值；
确定前一次迭代的所述参量的自适应步长的终值；当前一次迭代的所述参量的自适应步长的初值大于0时，将前一次迭代的所述参量的自适应步长的初值确定为前一次迭代的所述参量的自适应步长的终值；当所述前一次迭代的所述参量的自适应步长不大于0时，将迭代前所述参量的自适应步长的初值确定为前一次迭代的所述参量的自适应步长的终值；
利用公式确定当前迭代的非线性补偿过程中的参量初值；其中，k0(i)为当前迭代的非线性补偿过程中的参量初值；k(i-1)为第i-1次迭代的非线性补偿过程中的参量终值；μ(i-1)为第i-1次迭代的所述参量的自适应步长的终值；为第i-1次迭代的关于参量的MSE梯度值，MSE(i-1)为第i-1次迭代的盲估计的均方误差值，k(i-2)为第i-2次迭代的非线性补偿过程中的参量终值；m为动量参量；Δk(i-2)为第i-2次迭代与第i-1次迭代的非线性补偿过程中的参量终值的差值，Δk(i-2)＝k(i-1)-k(i-2)；
判断当前迭代的非线性补偿过程中的参量初值是否大于0；
当当前迭代的非线性补偿过程中的参量初值大于0时，将当前迭代的非线性补偿过程中的参量初值确定为当前迭代的非线性补偿过程中的参量终值；
当当前迭代的非线性补偿过程中的参量初值不大于0时，将当前迭代的非线性补偿过程中的参量初值减小一半，更新当前迭代的非线性补偿过程中的参量初值，返回利用公式确定当前迭代的非线性补偿过程中的参量初值的步骤。


5.根据权利要求1所述的用于光纤通信系统的信号补偿方法，其特征在于，所述当当前迭代的盲估计的均方误差值与前一次迭代的盲估计的均方误差值之间的差值不大于设定阈值时，将当前迭代的非线性补偿信号确定为所述接收信号补偿后的信号，之后还包括：
将所述接收信号补偿后的信号依次经过定时恢复处理、自适应均衡处理、载波相位恢复处理和解调判决处理，得到原始信号。


6.一种用于光纤通信系统的信号补偿系统，其特征在于，包括：
模数转换模块，用于将光纤通信系统的接收信号进行模数转换，得到数字信号；
非线性补偿过程中的参量获取模块，用于基...

【专利技术属性】
技术研发人员：忻向军，张琦，陈茜，高然，潘晓龙，田凤，田清华，姚海鹏，李良川，王光全，王瑞春，胡鹏，杨爱英，王拥军，杨雷静，常欢，王曦朔，李姗姗，
申请(专利权)人：北京邮电大学，北京理工大学，中国联合网络通信有限公司网络技术研究院，长飞光纤光缆股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11