[發(fā)明專利]非線性失真的估計(jì)裝置、方法以及接收機(jī)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410145340.3
• 申請(qǐng)日: 2014-04-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104980379B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-06-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙穎;竇亮;陶振寧
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 富士通株式會(huì)社
• 主分類號(hào): H04L25/03
• 分類號(hào): H04L25/03;H04L25/08
• 代理公司: 北京三友知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11127
• 代理人: 陶海萍

本發(fā)明實(shí)施例提供一種非線性失真的估計(jì)裝置、方法以及接收機(jī)。所述估計(jì)方法包括：對(duì)帶限模擬信號(hào)進(jìn)行采樣以獲得采樣序列；基于奈奎斯特脈沖計(jì)算非線性失真估計(jì)中的非線性微擾系數(shù)；利用所述非線性微擾系數(shù)以及所述采樣序列計(jì)算疊加在信號(hào)上的非線性微擾項(xiàng)；以及利用所述非線性微擾項(xiàng)計(jì)算非線性失真波形。通過(guò)本發(fā)明實(shí)施例，不僅可以兼容任意調(diào)制格式，而且具有精度高，普適性好等優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及長(zhǎng)距離光纖通信系統(tǒng)，尤其涉及一種非線性失真的估計(jì)裝置、方法以及接收機(jī)。

背景技術(shù)

基于慢變包絡(luò)近似和恒定偏振態(tài)假設(shè)，光纖內(nèi)脈沖演化的傳輸方程可由非線性薛定諤方程來(lái)描述（例如隨機(jī)偏振下用Manakov方程描述）。此傳輸方程用于描述光脈沖信號(hào)在色散和克爾（Kerr）效應(yīng)聯(lián)合作用下的波形演化。但由于非線性薛定諤方程在考慮非線性和色散效應(yīng)共同作用下沒(méi)有解析解，故針對(duì)光纖非線性損傷的定量研究以及相關(guān)的理論模型都是針對(duì)非線性薛定諤方程的近似解法發(fā)展和建立的。

由于近似解析方法有望顯著減小非線性分析的計(jì)算復(fù)雜度，因而受到了學(xué)術(shù)界的廣泛關(guān)注并且在近些年得到了迅速的發(fā)展。Volterra級(jí)數(shù)展開(kāi)方法作為求解非線性薛定諤方程的一種普適方法，使傳統(tǒng)通信系統(tǒng)的分析框架可以被借用到光纖通信系統(tǒng)，并且對(duì)不同的脈沖形狀和鏈路類型具有較好的通用性。

Paolo Serena基于Volterra展開(kāi)方法發(fā)展得到了常規(guī)微擾法（RP）并賦予各階微擾較明確的物理意義，從而使微擾求解薛定諤的方法得到了迅速的發(fā)展，衍生出了多種理論框架用于在時(shí)域或頻域定量非線性失真。普遍結(jié)果表明，對(duì)于典型的長(zhǎng)距離光纖傳輸系統(tǒng)，非線性作用主要由三階以下的Volterra級(jí)數(shù)（一階微擾）充分描述，故目前流行的非線性分析均接受低階Volterra級(jí)數(shù)展開(kāi)的分析框架，即準(zhǔn)線性近似。在準(zhǔn)線性近似下，用于求解非線性傳輸方程的一階微擾框架可概括為求解經(jīng)過(guò)色散（線性）作用的脈沖在傳播路徑上各點(diǎn)所受非線性失真的矢量和，解析表達(dá)為以發(fā)送脈沖的時(shí)域三項(xiàng)乘積為被積函數(shù)的三重積分。

理論分析表明，一階微擾的解析表達(dá)在某些條件下可以進(jìn)行簡(jiǎn)化，從而減小微擾方法的計(jì)算復(fù)雜度。目前，最典型且成功的理論近似為無(wú)損大色散鏈路的解析解，此方法假設(shè)光纖傳輸鏈路無(wú)損耗且積累色散足夠大，同時(shí)保證發(fā)送數(shù)字序列的承載脈沖為高斯形狀。在以上近似下，一階微擾的三重積分嚴(yán)格可積，可表達(dá)為特殊函數(shù)的閉解形式。此方法雖可大幅降低計(jì)算復(fù)雜度，但由于存在關(guān)鍵的高斯脈沖近似，在應(yīng)用比較普遍的非高斯脈沖傳輸系統(tǒng)中的計(jì)算精度受限，從而限制了此方法的應(yīng)用范圍。

隨著高速數(shù)字信號(hào)處理（DSP，Digital Signal Process）以及窄帶光濾波技術(shù)的成熟，具有高頻譜利用率的光正交頻分復(fù)用技術(shù)（OOFDM，Optical Orthogonal FrequencyDivision Multiplexing）以及奈奎斯特波分復(fù)用（Nyquist-WDM）技術(shù)逐漸受到重視。在高頻譜利用率傳輸系統(tǒng)中，由于信號(hào)譜密度進(jìn)一步加大，非線性損傷加劇，對(duì)系統(tǒng)的功率預(yù)算和傳輸距離造成可觀的負(fù)面影響。在這種背景下，為了實(shí)現(xiàn)更準(zhǔn)確的相干傳輸系統(tǒng)性能估計(jì)和尋找更優(yōu)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，精確的非線性理論模型研究具有顯著意義。

應(yīng)該注意，上面對(duì)技術(shù)背景的介紹只是為了方便對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的說(shuō)明，并方便本領(lǐng)域技術(shù)人員的理解而闡述的。不能僅僅因?yàn)檫@些方案在本發(fā)明的背景技術(shù)部分進(jìn)行了闡述而認(rèn)為上述技術(shù)方案為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知。

下面列出了對(duì)于理解本發(fā)明和常規(guī)技術(shù)有益的文獻(xiàn)，通過(guò)引用將它們并入本文中，如同在本文中完全闡明了一樣。

[非專利文獻(xiàn)1]：K.V.Peddanarappagari et.al.,IEEE JLT Vol.15,pp.2232-2241,1997

[非專利文獻(xiàn)2]：IEEE JLT Vol.16,pp.2046-1055,1998