[發明專利]一種差分相位幅度比的光通信信號調制格式識別方法

有效

• 申請號: 201811416115.3
• 申請日: 2018-11-26
• 公開（公告）號: CN109347776B
• 公開（公告）日: 2020-06-16
• 發明（設計）人: 楊愛英;郭芃;譚慶照
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: H04L27/00
• 分類號: H04L27/00;H04B10/61
• 代理公司: 北京理工正陽知識產權代理事務所(普通合伙) 11639
• 代理人: 唐華

1.一種差分相位幅度比的光通信信號調制格式識別方法,其中該方法中使用的接收機主要包括相干檢測單元、前端均衡單元、色散補償單元、時鐘恢復單元、頻偏補償單元、頻偏自適應補償單元、調制格式自適應識別模塊、自適應均衡單元、載波相位恢復單元以及判決與譯碼單元；

其中，調制格式自適應識別模塊又稱為MFI模塊；

接收機內各模塊及單元的連接關系如下：

相干檢測單元和前端均衡單元相連；前端均衡單元和色散補償單元相連；色散補償單元和時鐘恢復單元相連，時鐘恢復單元和頻偏補償單元相連；頻偏補償單元和MFI模塊相連；MFI模塊和自適應均衡單元相連；自適應均衡單元和載波相位恢復單元相連；載波相位恢復單元和判決與譯碼單元相連；

所述光通信信號調制格式識別方法，即接收機的工作過程，其特征在于：包括如下步驟：

步驟A、對輸入的待檢測光通信信號在相干檢測單元中進行相干檢測；

步驟B、對步驟A相干檢測輸出的信號在前端均衡單元中進行前端均衡；

步驟C、對步驟B前端均衡后的輸出信號在色散補償單元中進行色散補償；

步驟D、對步驟C色散補償后的信號在時鐘恢復單元中進行時鐘恢復；

步驟E、對步驟D時鐘恢復的信號在頻偏補償單元中進行載波頻偏補償；

其中，載波頻偏補償后的信號可以表達為(1)：

其中，A_n表示載波頻偏補償后信號S_n的幅度，j表示虛部單位，a_n表示載波頻偏補償后信號的調制相位；θ_n表示載波頻偏補償后信號的相位噪聲；N表示采樣點總數；n表示采樣點序號，其取值范圍為1到N；當激光器線寬少于10MHz時，相鄰符號的相位噪聲差異被認為近似相等，即θ_n+1≈θ_n，因此，載波頻偏補償后信號相鄰符號間的相位差近似為：

步驟F、基于步驟E頻偏補償后輸出的信號在MFI模塊中計算AAR和DPDR；

其中，AAR代表平均振幅比，DPDR代表差分相位分布比；

AAR的計算表達式如下(2)：

其中，γ_n＝max(A_n,A_n+1)/min(A_n,A_n+1)；max(A_n,A_n+1)表示A_n和A_n+1兩者中的較大的那個，min(A_n,A_n+1)表示A_n和A_n+1兩者中的較小的那個；

DPDR的計算表達式如下(3)：

其中，若為真則Θ＝1，否則Θ＝0；其中，ξ為閾值，ξ需要進行優化選擇，優化選擇的標準是將不同信噪比光信號的調制格式區分開來；

步驟G、在MFI模塊中計算AAR和DPDR的乘積，并稱之為調制格式識別因子R；

步驟G具體表達為公式(4)：

R＝η(ξ)·γ (4)

步驟H、基于計算的調制格式識別因子對步驟E載波頻偏補償單元輸出的信號識別光信號調制格式；

步驟I、根據步驟H識別的光信號調制格式，在自適應均衡單元中進行自適應均衡；

步驟J、對步驟I自適應均衡輸出的結果在載波相位恢復單元中進行載波相位恢復；

步驟K、對步驟J載波相位恢復輸出的結果在判決與譯碼單元中進行判決和譯碼。

2.根據權利要求1所述的一種差分相位幅度比的光通信信號調制格式識別方法，其特征在于：步驟H，具體為：

若R小于13,則光信號調制格式為QPSK；

若R大于等于13且小于28,則光信號調制格式為16QAM；

若R大于等于28,則光信號調制格式為64QAM。