[發(fā)明專利]用于低帶寬高速光通信的最大化方差數(shù)據(jù)選擇的SVM均衡方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810145381.0
• 申請(qǐng)日: 2018-02-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108521384B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-01-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 畢美華;姜偉;俞嘉生;卓先好;楊國(guó)偉;周雪芳;胡淼;駱懿;李齊良
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 杭州電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): H04L25/03
• 分類號(hào): H04L25/03;H04B10/2513
• 代理公司: 浙江千克知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 33246
• 代理人: 周希良

本發(fā)明用于低帶寬高速光通信的最大化方差數(shù)據(jù)選擇與SVM均衡方法：步驟1：在傳輸?shù)臄?shù)字信號(hào)數(shù)據(jù)頭中插入設(shè)定量的訓(xùn)練序列，經(jīng)過(guò)高速NRZ調(diào)制生成電NRZ信號(hào)，將電NRZ信號(hào)經(jīng)過(guò)光調(diào)制器轉(zhuǎn)換成光NRZ信號(hào)；步驟2：信號(hào)經(jīng)過(guò)光纖，傳輸至接收端，接收端將收到的光NRZ信號(hào)轉(zhuǎn)化為電NRZ信號(hào)；步驟3：對(duì)電NRZ信號(hào)采樣，然后經(jīng)過(guò)時(shí)間同步；步驟4：對(duì)時(shí)間同步過(guò)后的數(shù)據(jù)提取訓(xùn)練序列；步驟5：用最大化方差的方法提取每一段每個(gè)碼元采樣點(diǎn)中的最佳判別采樣點(diǎn)；并為每個(gè)訓(xùn)練序列構(gòu)建特征向量；步驟6：利用訓(xùn)練序列的特征向量，采用SVM算法訓(xùn)練最優(yōu)分類超平面；步驟7：對(duì)每個(gè)新的未知的碼元構(gòu)建特征向量；步驟8：利用最優(yōu)分類超平面，對(duì)NRZ電信號(hào)進(jìn)行分類。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于低帶寬高速光通信系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于低帶寬高速光通信的最大化方差數(shù)據(jù)選擇的SVM(支持向量機(jī))均衡方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

近年來(lái)，隨著各種新興業(yè)務(wù)的發(fā)展，終端用戶的帶寬需求正在迅速增長(zhǎng)。這使得對(duì)光通信波長(zhǎng)速率的要求越來(lái)越高，單個(gè)波長(zhǎng)的速率正朝著40Gb/s，甚至100Gb/s的方向發(fā)展。現(xiàn)階段，鋪設(shè)的G.652標(biāo)準(zhǔn)的光纖的工作波長(zhǎng)為C波段，該波段具有較大的色散，且隨著速率的增長(zhǎng)，色散的影響會(huì)愈加嚴(yán)重。而色散會(huì)導(dǎo)致脈沖展寬，引起碼間串?dāng)_，使信號(hào)產(chǎn)生畸變，導(dǎo)致誤碼率上升，提高對(duì)接收機(jī)的靈敏度要求，降低系統(tǒng)性能。若通過(guò)提高接收光功率的方式來(lái)保證通信質(zhì)量的話，會(huì)加大通信成本，考慮低成本光通信系統(tǒng)對(duì)成本十分敏感，通常采用信道均衡技術(shù)來(lái)補(bǔ)償或消除色散對(duì)信號(hào)的干擾。

用均衡技術(shù)對(duì)色散進(jìn)行補(bǔ)償，可以分為在光域上均衡和在電域上均衡兩種。在光域上對(duì)信號(hào)進(jìn)行色散所造成的ISI補(bǔ)償，例如色散補(bǔ)償光纖(DCF)、光纖布拉格光柵(FBG)等，其中DCF是全球范圍內(nèi)的長(zhǎng)距離/超長(zhǎng)距離光纖通信的首選方案，也是使用的最多的方案，但其本身?yè)p耗較高，需要光放大器配合使用，導(dǎo)致實(shí)現(xiàn)成本較高，不適合于低成本短距離光通信。因而電色散補(bǔ)償(EDC)是低成本光通信中一個(gè)非常熱門的研究方向。

經(jīng)對(duì)現(xiàn)有文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，目前的EDC技術(shù)通常分為予色散補(bǔ)償技術(shù)和后色散補(bǔ)償技術(shù)。予色散補(bǔ)償技術(shù)，例如Y London，S Dan等于2014年發(fā)表的《Enhanced FractionalElectrical Dispersion Compensation for High-Speed Analog Traces in DataCenter Intra-Connections》，在發(fā)射端通過(guò)改變電參數(shù)的設(shè)置，模擬高速光纖產(chǎn)生的色散，提前對(duì)光纖鏈路產(chǎn)生的色散進(jìn)行補(bǔ)償。它的優(yōu)點(diǎn)是方案比較簡(jiǎn)單，但是，整個(gè)過(guò)程無(wú)法實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)需要人工調(diào)試，實(shí)際中實(shí)現(xiàn)并不方便。再如，Katz G,Sadot D等在2006年發(fā)表的《Electrical dispersion compensation equalizers in optical long-haul coherent-detection system》采用后補(bǔ)償技術(shù)，在接收機(jī)上利用判決反饋均衡器(DFE)，線性均衡器(LE)以及最大似然序列估計(jì)(MLSE)分別在相干檢測(cè)和直接檢測(cè)光系統(tǒng)中，補(bǔ)償色散影響，分析并證明了各方案的性能。但該方案采用傳統(tǒng)的電域均衡器，所需的訓(xùn)練序列較長(zhǎng)，均衡開(kāi)支較高，同時(shí)計(jì)算復(fù)雜度較高，因此綜合性能有待進(jìn)一步提升。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明提供了一種用于低帶寬高速光通信的最大化方差數(shù)據(jù)選擇與SVM均衡方法及系統(tǒng)。

本發(fā)明采取如下技術(shù)方案：

用于低帶寬高速光通信的最大化方差數(shù)據(jù)選擇與SVM均衡方法，按如下步驟：

步驟1：在傳輸?shù)臄?shù)字信號(hào)數(shù)據(jù)頭中插入設(shè)定量的訓(xùn)練序列(根據(jù)具體需求設(shè)定訓(xùn)練數(shù)目)，經(jīng)過(guò)高速NRZ調(diào)制生成電NRZ信號(hào)，將電NRZ信號(hào)經(jīng)過(guò)光調(diào)制器轉(zhuǎn)換成光NRZ信號(hào)。

步驟2：信號(hào)經(jīng)過(guò)光纖，傳輸至接收端，接收端利用相關(guān)器件(如光電探測(cè)器)將收到的光NRZ信號(hào)轉(zhuǎn)化為電NRZ信號(hào)。

步驟3：對(duì)電NRZ信號(hào)采樣，然后經(jīng)過(guò)時(shí)間同步。