适用于QDB频谱压缩偏振复用信号的多模盲均衡算法制造技术

本发明专利技术属于光纤通信技术领域，具体为一种适用于正交双极性QDB频谱压缩的偏振复用信号的多模盲均衡数字信号处理算法。本发明专利技术是在相干光通信系统中，采用基于多模盲均衡的数字信号处理算法对QDB频谱压缩的光信号实现均衡补偿与解调。通过在电域或光域采用合适的滤波器对偏振复用信号实现QDB频谱压缩，传输后的光信号通过级联多模算法CMMA实现偏振解复用，通过多模QPSK分割法实现频偏估计，通过多模QPSK分割法与最大似然估计实现相位恢复。本发明专利技术能有效提高信号的频谱效率并改善信号的传输质量，实现高谱效率相干光传输。

【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于光纤通信
，具体涉及一种适用于QDB频谱压缩偏振复用信号的多模盲均衡算法，用于相干光通信接收端的数字信号处理。
技术介绍
正交双极性(Quadrature Duobinary, QDB)的频谱压缩技术在最近获得了极大的关注与研究兴趣，因为这种频谱压缩技术能有效的提高信号的谱效率，相比于传统的QPSK信号而言，频谱压缩后谱效率是原来的两倍。同时这种频谱压缩信号由于具有更小的带宽，从而更能容忍光纤链路的色散损伤。特别是在IOOG和200G系统中，由于增加了 FEC纠错编码等，信道数据速率可达107 112Gb/s，而其实际的码元速率可达到28GSymbolS/S。这对应通信标准的25/50GHZ的传输信道间距而言，必须进行频谱压缩才能降低信道间的串扰。 基于此，QDB频谱压缩技术引起了光通信领域的诸多研究兴趣。在可见的报道中，QDB频谱压缩具有很好的频谱压缩性能，压缩后的谱效率能达到4bit/s/Hz。图I显示了整个QDB系统的框图。尽管QDB频谱压缩技术具有上述诸多优势，然而由于滤波效应，其星座点相比于QPSK信号，由4个点分裂为9个点，分布在三个不同半径的圈上(即星座模)。基于光滤波产生QDB频谱压缩信号的频谱图及星座图分布变化情况如图2所示。Jianping Li等人已经证明，传统的偏振复用PM-QPSK信号的数字相干算法，如恒模算法(Constant ModulusAlgorithm, CMA)等已经不适用于QDB压缩信号。如果需要利用传统的相干处理算法,必须要使用相应的前置和后置滤波器。这种滤波器即为频谱压缩滤波器的逆过程，在滤波的过程中由于会对串扰频段进行加强放大，必然会引入噪声带来串扰。一直以来，都缺乏有效的算法，既能有效的降低窜扰，又能进行相应的信号恢复。基于以上的一些事实，本专利技术首次提出了一种适用于QDB频谱压缩偏振复用信号的新型多模盲均衡算法。该算法用于QDB频谱压缩信号接收机端的相干DSP数字解调，以实现QDB频谱压缩信号的均衡与恢复。本专利技术相比于传统的QPSK算法，能有效的提高信号的传输性能。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出一种能有效提高信号传输性能的、适用于正交双极性QDB频谱压缩偏振复用正交相移键控(Polarization Multiplexing Quadrature Phase ShiftKeying, PM-QPSK)信号的相干光通信的多模盲均衡数字信号处理算法。本专利技术是在相干光通信系统中，采用基于多模盲均衡的数字信号处理算法对QDB频谱压缩的光信号实现均衡补偿与解调。通过在电域或光域采用合适的滤波器对偏振复用信号实现QDB频谱压缩，传输后的光信号通过级联多模算法CMMA实现偏振解复用，通过多模QPSK分割法实现频偏估计，通过多模QPSK分割法与最大似然ML估计实现相位恢复。本专利技术能有效提高信号的频谱效率并改善信号的传输质量，实现高谱效率的相干光传输。本专利技术提出的适用于正交双极性QDB频谱压缩偏振复用信号的相干光数字信号处理方法，采用基于信号星座点分布的多模的数字信号处理模块，用于正交双极性QDB频谱压缩偏振复用信号接收的补偿与恢复。其中，所述的正交双极性QDB频谱压缩偏振复用信号，其偏振复用的PM-QPSK信号后增加一个带通的高斯光滤波器，该高斯滤波器的带宽为符号率的O. 75^1倍，以实现QDB的频谱压缩，提高谱效率，并产生偏振复用QDB信号。所述的多模数字信号处理模块，包括采用一系列基于多模星座点的处理算法，具体为9点的CMMA级联多模算法，用来偏振解复用与补偿偏振模色散；基于多模QPSK分割的频偏估计算法；基于多模QPSK分割联合最大似然ML估计的相位恢复算法。所述的9点的CMMA级联多模算法，由一个蝶形滤波器实现，蝶形滤波器的误差传递函数由三个不同星座模的半径所决定，该三个不同星座模为QDB信号9个点星座图的分布模。所述的多模QPSK分割的频偏估计算法，根据不同星座分布模半径，将半径模上的星座点旋转归一化为QPSK的四个星座点，再采用4次方运算后求解频偏。所述的多模QPSK分割联合最大似然ML估计的相位估计算法，是基于三个星座分布模半径的QPSK分割，先采用Viterbi-Viterbi算法相位恢复后，再增加一级的ML相位估计算法，以有效的提高相位恢复性能。9点的级联多模CMMA算法的偏振解复用原理如图3所示。由于QDB频谱压缩后的信号，根据三个模半径Rf R3得到了三个参考半径Af A3进行收敛，能将误差传递函数 进一步收敛趋近于O。本专利技术所提出的9点的级联多模CMMA算法的偏振解复用处理流程如图4所示，该算法为蝶形数字滤波处理过程。输入的数据信号X和Y经过四个数字滤波器hxx, hxy, hyx, hyy,得到输出Zx和Zy,同时根据原理图3中的误差传递函数得到Sxjt反馈到CMMA更新模块，该更新模块的处理过程如下式所示本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适用于正交双极性QDB频谱压缩的偏振复用信号的多模盲均衡数字信号处理算法，其特征在于包括：采用基于信号星座点分布的多模的数字信号处理模块用于正交双极性QDB频谱压缩偏振复用信号接收的补偿与恢复；所述的正交双极性QDB频谱压缩偏振复用信号，其偏振复用的PM？QPSK信号后增加一个带通的高斯光滤波器，该高斯滤波器的带宽为符号率的0.75~1倍，以实现QDB的频谱压缩，并产生偏振复用QDB信号；所述的多模数字信号处理模块，包括：9点的CMMA级联多模算法用来偏振解复用与补偿偏振模色散；基于多模QPSK分割的频偏估计算法；基于多模QPSK分割联合最大似然ML估计的相位恢复算法。

【技术特征摘要】
1.一种适用于正交双极性QDB频谱压缩的偏振复用信号的多模盲均衡数字信号处理算法，其特征在于包括 采用基于信号星座点分布的多模的数字信号处理模块用于正交双极性QDB频谱压缩偏振复用信号接收的补偿与恢复； 所述的正交双极性QDB频谱压缩偏振复用信号，其偏振复用的PM-QPSK信号后增加一个带通的高斯光滤波器，该高斯滤波器的带宽为符号率的O. 75^1倍，以实现QDB的频谱压缩，并产生偏振复用QDB信号； 所述的多模数字信号处理模块，包括9点的CMMA级联多模算法用来偏振解复用与补偿偏振模色散；基于多模QPSK分割的频偏估计算法；基于多模QPSK分割联合最大似然ML估计的相位恢复算法。2.如权利要求I所述多模盲均衡数字信号处理算法，其特征在于所述的9点的CMMA级联多模算法由一个蝶形滤波器实现，所述的蝶形滤波器的误差传递函数由三个不同星座模的半径所决定，该三个不同星座模为QDB信号9个点星座图的分布模； 所述的多模QPSK分割的频偏估计算法，根据不同星座分布模半径，将半径模上的星座点旋转归一化为QPSK的四个星座点，再采用4次方运算后求解频偏； 所述的多模QPSK分割联合最大似然ML估计的相位估计算法，基于三个星座分布模半径的QPSK分割先采用Viterbi-Viterbi算法相位恢复后,再增加一级的ML相位估计算法，以有效的提闻相位恢复性能。3.如权利要求2所述多模盲均衡数字信号处理算法，其特征在于所述的9点...

【专利技术属性】
技术研发人员：迟楠，张俊文，余建军，
申请(专利权)人：复旦大学，
类型：发明
国别省市：