[發明專利]一種信號幅度排序與比值計算的調制格式識別方法

在審

• 申請號: 202010091999.0
• 申請日: 2020-02-14
• 公開（公告）號: CN111313974A
• 公開（公告）日: 2020-06-19
• 發明（設計）人: 楊愛英;趙昭
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: H04B10/61
• 分類號: H04B10/61;H04L27/00
• 代理公司: 北京正陽理工知識產權代理事務所(普通合伙) 11639
• 代理人: 王民盛

本發明涉及一種信號幅度排序與比值計算的調制格式識別方法，屬于相干光通信中的調制格式識別技術領域。包括如下步驟：第一步，計算相干接收復數信號的幅值；第二步，將復數信號的幅值進行升序排列；第三步，利用排序后某些特定幅值的均值進行比值計算；第四步，利用計算得到的比值實現調制格式識別。所述方法基于幅度分析，對頻偏與激光器線寬引起的相位噪聲不敏感，無需待處理數字通信信號的OSNR作為先驗信息；降低了系統的復雜度，具有實現對信號實時監測的潛力；具有進一步識別其他幅度分布有差異的調制格式的潛力，應用更加廣泛。

技術領域

本發明涉及一種信號幅度排序與比值計算的調制格式識別方法，屬于相干光通信中的調制格式識別技術領域。

背景技術

為了滿足大數據，云計算和流媒體不斷增長的容量需求，光纖通信系統正在朝著更大容量、更長傳輸距離和更高頻譜效率的方向進行改進。下一代彈性和感知網絡已經吸引了全世界的研究興趣，并且變得更加動態和異構。

過去幾年中，基于正交頻分復用(Orthogonal Frequency DivisionMultiplexing，OFDM)技術的彈性光網絡技術(Elastic Optical Network,EON)已經提出。EON可以根據時變的信道條件和業務需求自適應地調整不同傳輸參數，例如調制格式(Modulation Format，MF)、數據的符號率、光發射功率等。

由于傳輸參數的動態變化，調制格式識別(Modulation Format Identification,MFI)在光接收機中是不可缺少的。比如，數字信號處理(Digital Signal Processing,DSP)中的載波恢復、相位噪聲補償算法與信號的解調都需要MF作為先驗信息。另外在光纖通信網絡的中間節點處，對傳輸信號的網絡資源的分配也依賴于信號的調制格式信息。

目前已有很多調制格式識別方法提出，比如四階累積量特征分析的方法、峰均功率比分析的方法、非線性功率變換分析的方法、斯托克斯空間分析的方法、基于神經網絡的方法等。四階累積量特征分析的方法需要預先校正信號的相位誤差；峰均功率比分析的方法需要信噪比(Optical Signal To Noise Ratio,OSNR)作為先驗信息；非線性功率變換分析的方法對于高階調制格式不適用；斯托克斯空間分析的方法必須在跟蹤極化狀態并恢復初始極化狀態后進行；基于神經網絡的方法需要大量的訓練數據和復雜的訓練過程。

針對以上調制格式識別方法存在的問題，為了更簡單、高效、準確地實現調制格式識別，本發明致力于基于信號幅度排序與比值計算的方法，利用接收信號按照幅度排序后提取數據進行比值計算，利用比值作為格式識別參數實現四種常用的調制格式(QPSK,16QAM,32QAM和64QAM)的準確識別。

發明內容

本發明的目的是針對現有調制格式識別的方法存在的復雜度較高的技術缺陷，提出一種信號幅度排序與比值計算的調制格式識別方法。

本發明的核心思想是：第一步，計算相干接收復數信號的幅值；第二步，將復數信號的幅值進行升序排列；第三步，利用排序后某些特定幅值的均值進行比值計算；第四步，利用計算得到的比值實現調制格式識別。

所述調制格式識別方法，包括以下步驟：

步驟1：搭建背靠背數字通信系統，將得到的待處理數字通信信號輸入相干接收機中；

其中，背靠背，即Back to back,簡稱BTB；待處理數字通信信號的調制格式為QPSK、8PSK、16QAM、32QAM及64QAM中的一種，且該待處理數字通信信號包括I路數據和Q路數據，是復數信號；

步驟2：相干接收機基于相干接收原理，結合本振激光器將步驟1中的待處理數字通信信號進行相干解調，輸出基帶模擬信號；隨后基帶模擬信號經模數轉換器轉換為數字信號；