一种高效实现偏振恢复的探测方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种高效实现偏振恢复的探测方法及系统，该方法包括：将发送数据进行符号映射，并进行串并转换，得到多路平行支路的第一支路数据；利用偏移选择算法对多路平行支路的第一支路数据进行处理，得到伪训练序列；将伪训练序列进行串并转换，得到多路平行支路的第二支路数据；对多路平行支路的第二支路数据进行处理，得到训练数据；利用斯托克斯矢量法根据训练数据求解偏振补偿，实现偏振恢复。该系统包括：发送数据转换模块、发送数据处理模块、接收数据转换模块、接收数据处理模块和偏振恢复模块。实施本方法，可以直接根据收发机的发射信号构建训练数据，无需特殊的训练数据，实现在传输有效数据的情况下，提升传输的频谱效率。频谱效率。频谱效率。

【技术实现步骤摘要】
一种高效实现偏振恢复的探测方法及系统


[0001]本专利技术涉及光通信与信号处理领域，尤其涉及一种高效实现偏振恢复的探测方法及系统。

技术介绍

[0002]光通信系统中，其发送端发送的光信号是一种特定的偏振态，但由于信道会受到外界的干扰，使得光通信系统的接收端接受的光信号随时间变化，影响正常的光通信过程，因此需要在接收端设置偏振恢复系统。
[0003]光纤通信中的检测技术大致分为直接检测和相干检测，与传统的强度调制直接检测系统相比，相干检测技术具有恢复全维度信息的能力。然而，相干接收机较为复杂，特别是昂贵的窄线宽激光器和较高功耗的数字信号处理阻碍了其在短距离光通信中的应用。斯托克斯(Stokes)矢量直接检测(SV
‑
DD)采用低成本的分布式反馈(DFB)激光器和直接检测技术能够恢复三维信息，提供了一种具有吸引力的解决方案来实现低成本和高容量的传输。但是目前使用Stokes矢量直接检测来进行偏振恢复是采用特殊训练数据来求解旋转矩阵的各个参数，由于训练序列不能传输有效数据，使得传输的频谱效率下降。

技术实现思路

[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术的目的是提供一种高效实现偏振恢复的探测方法及系统，直接利用传输数据构造训练数据，进行偏振恢复的求解，可实现在传输有效数据的情况下，提升传输的频谱效率。
[0005]本专利技术所采用的第一技术方案是：一种高效实现偏振恢复的探测方法，包括以下步骤：
[0006]将发送数据进行符号映射，并进行串并转换，得到多路平行支路的第一支路数据；
[0007]利用偏移选择算法对多路平行支路的第一支路数据进行处理，得到伪训练序列；
[0008]将伪训练序列进行串并转换，得到多路平行支路的第二支路数据；
[0009]对多路平行支路的第二支路数据进行处理，得到训练数据；
[0010]利用斯托克斯矢量法根据训练数据求解偏振补偿，实现偏振恢复。
[0011]本方案中，直接从原始传输数据中构造训练数据，依据斯托克斯矢量法利用训练数据求解旋转矩阵，得到偏移补偿量，实现偏振恢复，既保证数据的有效传输又提升了传输的频谱效率，且方法简单高效。
[0012]进一步，所述利用偏移选择算法对多路平行支路的第一支路数据进行处理，得到伪训练序列这一步骤，具体包括：
[0013]对多路平行支路的第一支路数据中的目标分组的部分数据进行多次偏移；
[0014]计算每次偏移后的目标分组的平均值；
[0015]比较偏移后的目标分组的平均值与理想训练数据的距离，选出最小距离对应的分组；
[0016]将最小距离对应的目标分组的偏移量作为最佳偏移量，并将多路平行支路的第一支路数据的每个分组按照最佳偏移量进行偏移，得到伪训练序列。
[0017]进一步，所述对多路平行支路的第一支路数据的目标分组的部分数据进行多次偏移这一步骤，具体包括：
[0018]设定偏移向量并选出多路平行支路的第一支路数据中的目标分组；
[0019]对目标分组的部分数据按照偏移向量分别进行多次偏移。
[0020]进一步，所述偏移向量具体表示为：
[0021]O＝[O1,O2,
…
,O
N
][0022]其中，O表示偏移向量，O
j
表示第j个偏移值，j＝1、2、
…
、N，N表示偏移向量中偏移值的个数。
[0023]进一步，所述对目标分组的部分数据按照偏移向量分别进行多次偏移，具体表示为：
[0024][0025]其中，表示第i个目标分组中的第n个点偏移O
j
后的点，表示第i个目标分组中的第n个点，O
j
表示第j个偏移值，i＝1、2、
…
、M，M表示多路平行支路的第一支路数据的M个分组，n＝1、2、
…
、N，N表示目标分组中的点的个数。
[0026]进一步，所述每次偏移后的目标分组的平均值的计算公式具体表示为：
[0027][0028]其中，E
ij
表示偏移后第i个目标分组的平均值，表示第i个目标分组中的第n个点偏移O
j
后的点，表示对第i个目标分组中的N个点求和，表示第i个目标分组中的第n个点。
[0029]进一步，所述利用斯托克斯矢量法根据训练数据求解偏振补偿，实现偏振恢复这一步骤，具体包括：
[0030]利用训练数据构造琼斯矩阵；
[0031]根据琼斯矩阵构造斯托克斯向量；
[0032]利用斯托克斯向量求解旋转矩阵参数；
[0033]根据旋转矩阵参数求解偏振补偿，进而实现偏振恢复。
[0034]本专利技术所采用的第二技术方案是：一种高效实现偏振恢复的探测系统，包括：
[0035]发送数据转换模块，将发送数据进行符号映射，并进行串并转换，得到多路平行支路的第一支路数据；
[0036]发送数据处理模块，利用偏移选择算法对多路平行支路的第一支路数据进行处理，得到伪训练序列；
[0037]接收数据转换模块，将伪训练序列进行串并转换，得到多路平行支路的第二支路数据；
[0038]接收数据处理模块，对多路平行支路的第二支路数据进行处理，得到训练数据；
[0039]偏振恢复模块，利用斯托克斯矢量法根据训练数据求解偏振补偿，实现偏振恢复。
[0040]本专利技术提供的一种高效实现偏振恢复的探测方法及系统的有益效果是：本专利技术直接采用传输的原始数据进行数据转换处理，构造训练数据，再基于斯托克斯(Stokes)矢量利用训练数据求解旋转矩阵，得到偏振补偿，实现偏振恢复。相较于传统的依据斯托克斯矢量法利用特殊的训练序列求解偏振补偿，本方案在以简单高效的方法实现偏振恢复的过程中还可以传输有效数据并能够提高频谱效率。
附图说明
[0041]图1是本专利技术一种高效实现偏振恢复的探测方法的步骤流程图；
[0042]图2是本专利技术一种高效实现偏振恢复的探测系统的结构框图。
具体实施方式
[0043]下面结合附图和具体实施例对本专利技术做进一步的详细说明。对于以下实施例中的步骤编号，其仅为了便于阐述说明而设置，对步骤之间的顺序不做任何限定，实施例中的各步骤的执行顺序均可根据本领域技术人员的理解来进行适应性调整。
[0044]如图1所示，本专利技术提供了一种高效实现偏振恢复的探测方法，该方法包括以下步骤：
[0045]S101、将发送数据进行符号映射，并进行串并转换，得到多路平行支路的第一支路数据。
[0046]在本实施例中，将SV
‑
DD收发机中生成的发送数据先进行符号映射，可以是根据相位、偏振态和数据符号这三种变量进行符号映射，得到X/Y偏振态上的基带符号流；也可以是预先设置发送数据的映射模式，根据预先设置的映射模式进行符号映射。在得到映射符号之后进行串并转换，得到多路平行支路的第一支路数据。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高效实现偏振恢复的探测方法，其特征在于，包括以下步骤：将发送数据进行符号映射，并进行串并转换，得到多路平行支路的第一支路数据；利用偏移选择算法对多路平行支路的第一支路数据进行处理，得到伪训练序列；将伪训练序列进行串并转换，得到多路平行支路的第二支路数据；对多路平行支路的第二支路数据进行处理，得到训练数据；利用斯托克斯矢量法根据训练数据求解偏振补偿，实现偏振恢复。2.根据权利要求1所述一种高效实现偏振恢复的探测方法，其特征在于，所述利用偏移选择算法对多路平行支路的第一支路数据进行处理，得到伪训练序列这一步骤，其具体为：对多路平行支路的第一支路数据中的目标分组的部分数据进行多次偏移；计算每次偏移后的目标分组的平均值；比较每次偏移后的目标分组的平均值与理想训练数据的距离，选出最小距离对应的分组；将最小距离对应的目标分组的偏移量作为最佳偏移量，并将多路平行支路的第一支路数据的每个分组按照最佳偏移量进行偏移，得到伪训练序列。3.根据权利要求2所述一高效实现偏振恢复的探测方法，其特征在于，所述对多路平行支路的第一支路数据中的目标分组的部分数据进行多次偏移这一步骤，其具体包括：设定偏移向量并选出多路平行支路的第一支路数据中的目标分组；对目标分组的部分数据按照偏移向量分别进行多次偏移。4.根据权利要求3所述一种高效实现偏振恢复的探测方法，其特征在于，所述偏移向量具体表示为：O＝[O1,O2,
…
,O
N
]其中，O表示偏移向量，O
j
表示第j个偏移值，j＝1、2、
…
、N，N表示偏移向量中偏移值的个数。5.根据权利要求3所述一种高效实现偏振恢复的探测方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：易兴文，陈逸凡，李凡，
申请(专利权)人：中山大学，
类型：发明
国别省市：