[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

本發明涉及一種差分相位幅度比的光通信信號調制格式識別方法，屬于調制識別技術領域。包括如下步驟：步驟A、對輸入的待檢測光通信信號進行相干檢測、前端均衡、色散補償、時鐘恢復以及載波頻偏補償；步驟B、在MFI模塊中計算AAR和DPDR；步驟C、計算調制格式識別因子R；步驟D、對步驟A的輸出進行光信號調制格式識別；步驟E、根據光信號調制格式進行自適應均衡；步驟F、進行載波相位恢復；步驟G、對進行判決和譯碼。本方法在OSNR不小于12dB時能夠識別光信號調制格式且不需載波恢復；不需大量訓練數據集和復雜計算；輸入信號OSNR不小于12dB時，能識別出QPSK、16QAM和64QAM三種調制方式。

技術領域

本發明涉及一種差分相位幅度比的光通信信號調制格式識別方法，屬于調制識別技術領域。

背景技術

為了滿足日益增長的全球IP業務容量需求，光網絡正在從傳統的固定網絡向靈活及自適應的彈性光網絡架構發展。研究表明多進制的幅度相位聯合調制(MQAM)格式，通過硬件配置來改變M3，就可以實現發射變比特率的信號。對于多種調制格式靈活切換的彈性光網絡而言，光接收機需要具備對不同調制格式自適應盲識別的能力，從而為接收機后續的數字信號處理，如載波相位噪聲估計、頻偏補償提供必要的調制格式信息。

因此，光通信信號調制格式識別技術備受關注。2015年，有研究人員提出基于計算峰均功率比(PAPR)的調制格式盲識別技術：相干光接收數據經過模數轉換、色散和偏振模色散均衡后，計算數據的峰均功率比(PAPR)，通過光信噪比(OSNR)與PAPR的對應關系，識別調制格式。該方法需要預先知道光信號的OSNR。近年來，深度學習(deep learning,DL)是一個熱門的研究領域。基于DL的MFI方法也被提出。有研究者提出基于星座圖分析的卷積神經網絡調制格式識別算法，其缺點是與載波相位噪聲恢復算法捆綁在一起，限制了該方法的應用范圍。也有研究者提出將識別信號幅度直方圖分布模式的深度神經網絡(Deep NeuralNetworks,DNN)用于調制格式識別。然而，在這些DL方法需要廣泛的訓練數據集和巨大的計算量。基于歸一化分布函數(CDF)曲線的歸一化幅度來識別調制格式的方法，則需要預先建立所有可能調制格式的參考CDF作為數據庫。

本申請擬通過計算差分相位分布比(differential phase distribution ratio，DPDR)和平均振幅比(average of amplitude ratio，AAR)來識別出相干光傳輸系統中最常用的三種格式：QPSK、16QAM和64QAM。

發明內容

本發明的目的在于克服現有光通信信號調制格式識別方法存在的復雜度高以及OSNR要求高的技術缺陷，提出了一種差分相位幅度比的光通信信號調制格式識別方法。

本方法的核心思想為:基于差分相位分布比DPDR和平均振幅比AAR，并定義調制格式識別因子R：DPDR和AAR的乘積，來區分信號調制格式是QPSK、16QAM還是64QAM。

一種差分相位幅度比的光通信信號調制格式識別方法所依托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；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；

一種差分相位幅度比的光通信信號調制格式識別方法，即接收機的工作過程，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；