偏振移位鍵控調(diào)制解調(diào)方法、系統(tǒng)以及接收端自適應(yīng)濾波系數(shù)的更新方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種偏振移位鍵控調(diào)制解調(diào)方法、系統(tǒng)以及接收端自適應(yīng)濾波系數(shù)的更新方法，偏振移位鍵控調(diào)制解調(diào)方法包括：在發(fā)送端，采用正交相移鍵控方式，在X偏振方向上調(diào)制出任意QPSK信號在Y偏振方向上，根據(jù)輸入信號S(n)調(diào)制成與X偏振信號相同或相反的Y偏振信號在接收端，采用偏振復(fù)用正交相移鍵控方式將接收信號解調(diào)為相應(yīng)的電信號，然后再用ADC采樣、量化后進(jìn)行數(shù)字信號處理還原出輸入信號S(n),數(shù)字信號處理采用改進(jìn)的CMA方法更新自適應(yīng)濾波器系數(shù)。本發(fā)明，具有偏振移位鍵控免疫相位噪聲，并降低光纖非線性影響的優(yōu)點，能在超長跨距傳輸中發(fā)揮重要作用，并且，發(fā)送接收信號完全繼承偏振復(fù)用QPSK的成熟硬件架構(gòu)，實現(xiàn)簡單，具有很強(qiáng)的實用性。
【專利說明】偏振移位鍵控調(diào)制解調(diào)方法、系統(tǒng)從及接收端自適應(yīng)濾波 系數(shù)的更新方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及相干光通信，具體設(shè)及偏振移位鍵控調(diào)制解調(diào)方法、系統(tǒng)W及接收端 自適應(yīng)濾波系數(shù)的更新方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 相干光通信的理論和實驗始于80年代，被公認(rèn)為具有靈敏度高的優(yōu)勢，相干光通 信還有頻率選擇性好、頻譜效率高的特點，該些特點有利于通信容量的提高。另外，在相干 光通信中，色散與偏振模色散對信號的損傷都為線性損傷，此時通信信道可建模為線性時 不變系統(tǒng)。故通過適度復(fù)雜的DSP (Digital Si即al Processing,數(shù)字信號處理）技術(shù)就可 W補(bǔ)償線性損傷，W前困擾業(yè)界的色散問題變得相對容易解決。隨著光通信進(jìn)入40GU00G 時代，相干光通信與數(shù)字信號處理技術(shù)相結(jié)合，并取得巨大商業(yè)成功。
[0003] 綜合考慮譜效率與光信噪比容限的要求，基于相干光通信的100G商用系統(tǒng)采用 的是 PM-QPSK (Polarization Multiplexed Qua化i Phase Shift Ifeying，偏振復(fù)用四相移 鍵控）技術(shù)。但在實際網(wǎng)絡(luò)中，光纖中的波長通道甚至光纖并沒被充分使用。而在超長跨 距系統(tǒng)中，譜效率并不那么重要，可W采用更低階的調(diào)制格式。
[0004] 超長跨距無中繼光傳輸系統(tǒng)，即除了兩端外，中間不使用任何邸FA巧rbium-doped 化tical Fiber Amplifier,有源光纖放大器）。在一些特殊場合，如沼澤、沙漠、森林等無 人區(qū)，或跨海通信中，有源光纖放大器會帶來巨大建設(shè)、運營維護(hù)成本，超長跨距無中繼光 傳輸系統(tǒng)具有顯著的成本優(yōu)勢。
[0005] 要實現(xiàn)超長跨距，要求注入光纖更大的激光功率，但過大的注入激光功率會增 大非線性損傷。故超長跨距系統(tǒng)需要抗非線性損傷能力更強(qiáng)的調(diào)制格式。例如，由于 2-BPSK (2-Binary Phase Shift Ifeying，二進(jìn)制相移鍵控）星座點的相位距離高于QPSK - 倍，更能抵抗非線性效應(yīng)引起的相位崎變，所W比QPSK更適合超長跨距傳輸。
[0006] 在光波中，除了幅度、頻率、相位外，電場矢量的方向也可用于調(diào)制信息。 P化SK(polarization shift k巧ing，偏振移位鍵控）即用光信號的偏振態(tài)攜帶信息的調(diào)制 格式，P化SK技術(shù)具有免疫相位噪聲，并能降低光纖非線性影響的特點，但傳統(tǒng)的P0LSK要 求接收端對準(zhǔn)光的偏振態(tài)，而由于光纖信道中偏振態(tài)的隨機(jī)變化，故要求使用復(fù)雜的偏振 跟蹤器，所W P0LSK并沒有得到規(guī)模應(yīng)用。
[0007] 綜上所述，現(xiàn)有P0LSK技術(shù)存在如下問題：
[000引 （1)實現(xiàn)起來較復(fù)雜；
[0009] 似實用性不強(qiáng)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 本發(fā)明所要解決的問題是現(xiàn)有P0LSK技術(shù)實現(xiàn)起來較復(fù)雜W及實用性不強(qiáng)的問 題。
[0011] 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是提供一種接收端自適應(yīng)濾波 系數(shù)的更新方法，包括W下步驟：
[0012] 對X偏振接收信號圧inX(n-l)]和Y偏振接收信號圧iny(n-l)]進(jìn)行時域均衡；
[0013] 采用如下公式進(jìn)行濾波：

【權(quán)利要求】
1. 接收端自適應(yīng)濾波系數(shù)的更新方法，其特征在于，包括以下步驟： 對X偏振接收信號[Einx(n-1)]和Y偏振接收信號[Einy(n-1)]進(jìn)行時域均衡； 采用如下公式進(jìn)行濾波：
其中： Eoutx(n)和Eouty(n)分別為自適應(yīng)濾波器X偏振接收信號和Y偏振接收信號的輸出，F(xiàn)xx、Fxy、Fyx、Fyy為四個自適應(yīng)濾波器系數(shù)，n為序列號，L為自適應(yīng)濾波器級數(shù)，1為自適應(yīng) 濾波器級數(shù)序號； 采用梯度算法更新？'^'『!￡、？!"值，自動收斂到誤差 ￡的最小值時的取值，￡的定 義為：
*為共軛符號，g表示第g次更新，h為根據(jù)需要使用的微小系數(shù)，取值范圍可以是 1-KT9,j為復(fù)數(shù)符號。
2. 偏振移位鍵控調(diào)制解調(diào)方法，其特征在于，包括以下步驟： 在發(fā)送端，采用正交相移鍵控方式，在X偏振方向上調(diào)制出任意QPSK信號作為X偏振 信號在Y偏振方向上，根據(jù)輸入信號S(n)調(diào)制成與X偏振信號五^相同或相反的Y偏 振信號>

其中： 輸入信號S(n)表示要傳送的二進(jìn)制數(shù)據(jù)，n為序列號； 在接收端，采用偏振復(fù)用正交相移鍵控方式將接收信號解調(diào)為相應(yīng)的電信號，然后再 用ADC采樣、量化，最后進(jìn)行數(shù)字信號處理還原出輸入信號S(n); 數(shù)字信號處理的過程依次包括：色散補(bǔ)償、時鐘恢復(fù)、自適應(yīng)濾波、相關(guān)檢測、碼元判決 和差分解碼，其中自適應(yīng)濾波通過線性均衡器采用如權(quán)利要求1所述的方法實現(xiàn)。
3. 如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，當(dāng)自適應(yīng)濾波器收斂后，輸出信號為：
cos(a)、sin(a)表示任意平方和等于1的系數(shù)，a為任意角度，j為復(fù)數(shù)符號，j?t為收發(fā)端頻差與時間的乘積，j9XY可為任意角度值。
4. 如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，利用以下公式恢復(fù)輸入信號S(n):
其中：土代表兩歧義解，可通過差分編解碼消除。
5. 偏振移位鍵控調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)，包括發(fā)送端和接收端，其特征在于： 所述發(fā)送端設(shè)有調(diào)制單元，所述調(diào)制單元采用正交相移鍵控方式，在X偏振方向上調(diào) 制出任意QPSK信號作為X偏振信號在Y偏振方向上，根據(jù)輸入信號S(n)調(diào)制成與X偏振信號五^相同或相反的Y偏振信號
其中： 輸入信號S(n)表示要傳送的二進(jìn)制數(shù)據(jù)，n為序列號； 所述接收端設(shè)有解調(diào)單元和數(shù)字信號處理單元，所述解調(diào)單元采用偏振復(fù)用正交相移 鍵控方式將接收信號解調(diào)為相應(yīng)的電信號，再通過所述數(shù)字信號處理單元還原出輸入信號 S(n)，所述數(shù)字信號處理單元上設(shè)有自適應(yīng)濾波器，所述自適應(yīng)濾波器采用如權(quán)利要求1 所述的方法進(jìn)行自適應(yīng)濾波系數(shù)的更新。
【文檔編號】H04L27/227GK104486277SQ201410811063
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年12月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月23日
【發(fā)明者】曾韜 申請人:武漢郵電科學(xué)研究院