[發(fā)明專利]一種無源光網(wǎng)絡(luò)上行傳輸接收端解調(diào)方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910825412.1
• 申請日: 2019-09-03
• 公開（公告）號(hào): CN110535803B
• 公開（公告）日: 2021-06-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊慧;王睿;張先卓
• 申請（專利權(quán)）人: 西南交通大學(xué)
• 主分類號(hào): H04L27/26
• 分類號(hào): H04L27/26;H04B10/60;G06N3/08;G06N3/04
• 代理公司: 成都信博專利代理有限責(zé)任公司 51200
• 代理人: 王沙沙

本發(fā)明公開了一種無源光網(wǎng)絡(luò)上行傳輸接收端解調(diào)方法，包括以下步驟：步驟1：構(gòu)建全連接神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)；步驟2：獲取數(shù)據(jù)發(fā)射單元發(fā)出的信號(hào)和原始發(fā)送數(shù)據(jù)作為訓(xùn)練數(shù)據(jù)集，對模型進(jìn)行訓(xùn)練；步驟3：將接收到的數(shù)據(jù)輸入步驟2訓(xùn)練完成后的模型中，得到原始數(shù)據(jù)信號(hào)；本發(fā)明采用深度學(xué)習(xí)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型實(shí)現(xiàn)信道估計(jì)和解調(diào)，可以有效提供接收機(jī)靈敏度，尤其針對高階調(diào)制和遠(yuǎn)距離傳輸?shù)那闆r；可根據(jù)調(diào)制格式和距離自適應(yīng)進(jìn)行解調(diào)，增加了系統(tǒng)的靈活性，可有效解決傳統(tǒng)方案的低速和低頻譜效率的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光通信技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種無源光網(wǎng)絡(luò)上行傳輸接收端解調(diào)方法。

背景技術(shù)

光纖通信技術(shù)已成為現(xiàn)代通信的主要支柱之一，在現(xiàn)代電信網(wǎng)中起著舉足輕重的作用；其近年來發(fā)展速度之快、應(yīng)用面之廣是通信史上罕見的，也是世界新技術(shù)革命的重要標(biāo)志和未來信息社會(huì)中各種信息的主要傳送工具。光纖即為光導(dǎo)纖維的簡稱。光纖通信是以光波作為信息載體，以光纖作為傳輸媒介的一種通信方式。近年來，由于光纖的大量鋪設(shè)和波分復(fù)用等新技術(shù)的應(yīng)用，使得主干光纖網(wǎng)絡(luò)在幾年之內(nèi)已經(jīng)有了突破性的發(fā)展。同時(shí)由于以太網(wǎng)技術(shù)的進(jìn)步，由其主導(dǎo)的局域網(wǎng)帶寬也從10M、100M到1G甚至10G。而目前大家關(guān)注，最需要突破的地方就在于連接網(wǎng)絡(luò)主干和局域網(wǎng)以及家庭用戶之間的一段。這就是常說的“最后一公里”，這是個(gè)瓶頸。必須打破這個(gè)瓶頸，才可能迎來網(wǎng)絡(luò)世界的新天地。人們迫切需要一種經(jīng)濟(jì)、簡單、易升級(jí)、能夠綜合傳輸語音、數(shù)字和視頻業(yè)務(wù)的新的接入網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。在各種技術(shù)中，無源光網(wǎng)絡(luò)(PON)技術(shù)獲得了廣泛的關(guān)注。

PON網(wǎng)絡(luò)的突出優(yōu)點(diǎn)是消除了戶外的有源設(shè)備，所有的信號(hào)處理功能均在交換機(jī)和用戶宅內(nèi)設(shè)備完成。而且這種接入方式的前提投資小，大部分資金要推遲到用戶真正接入時(shí)才投入。它的傳輸距離比有源光纖接入系統(tǒng)的短，覆蓋的范圍較小，但它造價(jià)低，無須另設(shè)機(jī)房，維護(hù)容易。因此這種結(jié)構(gòu)可以經(jīng)濟(jì)地為居家用戶服務(wù)。

目前PON技術(shù)主要采用異步轉(zhuǎn)移模式(ATM)的無源光網(wǎng)絡(luò)APON、以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)(EPON)、千兆比特?zé)o源光網(wǎng)絡(luò)(GPON)和波分復(fù)用無源光網(wǎng)絡(luò)(WDM-PON)，基于正交頻分復(fù)用無源光網(wǎng)絡(luò)(OFDMA-PON)等幾種。其主要差異在于采用了不同的傳輸技術(shù)。其中，前三種PON技術(shù)都是基于時(shí)分復(fù)用的，而WDM-PON和OFDMA-PON是基于波分復(fù)用和頻分復(fù)用的。對于傳統(tǒng)的TDM-PON，一般采用OOK調(diào)制。傳統(tǒng)的OOK調(diào)制在接收端通過閾值判決方法恢復(fù)發(fā)射端的信號(hào)，單一的采樣點(diǎn)信息決定了接收機(jī)靈敏度。自2007年以來，學(xué)術(shù)界開始將新型的數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)引入到PON中，這樣可以有效的提高頻譜效率，降低信道損傷的影響。而基于成熟數(shù)字處理技術(shù)的OFDM方法在接收端可以通過接收信號(hào)的多個(gè)采樣點(diǎn)和多維信息(幅度，相位)來有效的提高接收機(jī)靈敏度。在高速傳輸情況下，數(shù)字信號(hào)處理的方法可以通過與高階調(diào)制技術(shù)結(jié)合，在帶寬有限的光電器件上實(shí)現(xiàn)更高容量傳輸。采用數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)，除了在性能上增強(qiáng)之外，還可以通過FFT/IFFT等模塊提高計(jì)算效率，并將光器件的成本壓力向電器件轉(zhuǎn)移。數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)還可以有效地進(jìn)行信道補(bǔ)償，信道補(bǔ)償?shù)姆椒ㄊ遣捎糜?xùn)練序列進(jìn)行估計(jì)?；贚S、MMSE或者其改進(jìn)算法進(jìn)行信道損傷補(bǔ)償，但這種傳統(tǒng)方法在調(diào)制階數(shù)較高或者信道復(fù)雜的時(shí)候，也難以有效地補(bǔ)償信道損傷。近年來人工智能特別是深度學(xué)習(xí)在計(jì)算機(jī)視覺、自然語言處理、語音識(shí)別等領(lǐng)域獲得了巨大成功。通信領(lǐng)域的研究者們也開始關(guān)注到其在本領(lǐng)域的優(yōu)勢，當(dāng)前已有大量的研究成果應(yīng)用于應(yīng)用層和網(wǎng)絡(luò)層進(jìn)行資源管理和分配等領(lǐng)域。在MAC層和物理層也開始出現(xiàn)傳輸與深度學(xué)習(xí)相結(jié)合的趨勢。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題提出一種將深度學(xué)習(xí)用于PON中的信道估計(jì)和信號(hào)檢測的無源光網(wǎng)絡(luò)上行傳輸接收端解調(diào)方法。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種無源光網(wǎng)絡(luò)上行傳輸接收端解調(diào)方法，包括以下步驟：

步驟1：構(gòu)建全連接神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)；

步驟2：獲取數(shù)據(jù)發(fā)射單元發(fā)出的信號(hào)和原始發(fā)送數(shù)據(jù)作為訓(xùn)練數(shù)據(jù)集，對模型進(jìn)行訓(xùn)練；