[發明專利]一種基于數字副載波復用的信號相位重構方法及系統

有效

• 申請號: 202210699979.0
• 申請日: 2022-06-20
• 公開（公告）號: CN115242308B
• 公開（公告）日: 2023-05-30
• 發明（設計）人: 向夢;馬云鶴;周培堅;付松年;秦玉文
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: H04B10/2525
• 分類號: H04B10/2525;H04B10/2543
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 劉俊

本發明提出一種基于數字副載波復用的信號相位重構方法，包括對待測信號設置初始相位，并設置當前迭代次數、判決閾值和最大迭代次數；對初步的數字副載波復用信號進行預處理、幅度約束、解復用、色散補償、復用；計算幅度誤差，求出最終信號，若當前迭代次數等于最大迭代次數，輸出最終信號，否則，判斷幅度誤差與判決閾值的大小關系，若幅度誤差小于或等于判決閾值，則輸出最終信號；否則重置初步的副載波復用信號的相位，當前迭代次數加一。本發明還提供一種基于數字副載波復用的信號相位重構系統，用于產生信號、傳輸信號、接收信號、執行上述方法。本發明能夠能夠極大地降低色散補償/添加的計算復雜度，進而降低相位重構的計算復雜度。

技術領域

本發明涉及光纖通信技術領域，更具體地，涉及一種基于數字副載波復用的信號相位重構方法，還涉及一種基于數字副載波復用的信號相位重構系統。

背景技術

近年來伴隨著物聯網、云計算等新型應用的發展，網絡流量呈指數型增長，不僅為帶寬及計算資源帶來了新的需求，也催生了大量大型數據中心的建設和升級，高速大容量數據中心光互聯已成為國內外研究的重點。但是目前廣泛應用于此領域的基于IM-DD構架的粗波分復用光互聯系統雖然能實現400Gbit/s數據中心光互聯，但因為其光信噪比存在瓶頸，對于未來的800Gbit/s乃至于1.6Tbit/s光互聯，很難實現0-80千米的互聯距離。相比于此，相干光互聯系統采用先進的調制格式，雖然能夠達成上述目標，但存在成本高、功耗高的缺點，無法匹配中短距數據中心光互聯應用場景。因此，考慮在發射端發射正交幅度調制(QAM)信號，在接收端直接探測，為此服務的信號相位重構技術成為了全球研究的熱點。

[1]H.Sun?et?al.,800G?DSP?ASIC?Design?Using?Probabilistic?Shaping?andDigital?Sub-Carrier?Multiplexing,in?Journal?of?Lightwave?Technology,vol.38,no.17,pp.4744-4756,1Sept.1,2020,doi:10.1109/JLT.2020.2996188.中公開了一種基于單載波正交幅度調制信號的MGS相位重構方法，使用兩個光電探測器以及一個額外的色散元件得到兩路信號強度信息，然后通過MGS相位迭代算法重構信號的相位，最終恢復出單載波正交幅度調制信號的信號相位。

但是上述方案中，每一步相位迭代都需要進行多次色散添加/補償操作，導致MGS相位迭代算法計算復雜度高。

發明內容

本發明為克服上述現有技術所述的計算復雜度高的缺陷，提供一種基于數字副載波復用的信號相位重構方法，將數字副載波復用信號解復用成N路副載波信號，分別對N路副載波信號進行頻域色散添加/補償，然后再將其復用為數字副載波復用信號，能夠極大地降低色散補償/添加的計算復雜度，進而降低MGS相位重構的計算復雜度；本發明同時還提供一種基于數字副載波復用的信號相位重構系統，用于執行上述方法。

為解決上述技術問題，本發明的技術方案如下：

一種基于數字副載波復用的信號相位重構方法，用于恢復數字副載波復用信號的相位信息，包括步驟：

S1：對未添加色散元件的待測信號設置初始相位，得到初步的數字副載波復用信號，并設置當前迭代次數、判決閾值和最大迭代次數；

S2：對初步的數字副載波復用信號進行預處理；

S3：使用添加色散元件的待測信號幅度，對預處理后的數字副載波信號進行幅度約束；

S4：對幅度約束后的數字副載波復用信號解復用后進行色散補償，然后對其進行復用，得到相位信號；

S5：計算未添加色散元件的待測信號與相位信號的幅度誤差，根據待測信號的信號強度與相位信號的相位得出最終信號，對當前迭代次數進行判斷，若當前迭代次數等于最大迭代次數，輸出最終信號，否則進入步驟S6；