[发明专利]一种补偿光纤传输非线性损伤的自适应数字信号处理算法

说明书

技术领域

本发明涉及光纤通信领域，具体涉及一种补偿光纤传输非线性损伤的自适应数字信号处理算法。

背景技术

随着带宽需求的飞速增长和光纤通信技术的快速发展，光纤通信系统的传输容量已经快要接近香农极限，而限制光纤传输容量的一个主要因素是光纤的非线性效应。在接收端利用强大的DSP(digital signal processing，数字信号处理)来补偿非线性效应带来的损伤被认为是一种很好的途径。其中，DBP(digital backward propagation，数字背向传输)技术由于具有能够同时补偿光纤的线性和非线性损伤的优点，而受到了极大的关注。但是，传统的DBP能够补偿线性和非线性损伤是建立在已知光纤链路参数如色散、非线性系数的前提下的，当光信号在可重构的光纤通信系统或者时变的链路中传输时，并没有办法确定链路的色散和非线性系数，此时，DBP并不能有效补偿非线性损伤，反而有可能裂化系统的性能。

A-DBP(adaptive DBP，自适应数字背向传输)方法能够自适应地确定光纤的参数。由于关于色散的确定方法已经有许多相关的研究，而关于非线性系数的自适应确定方案目前则较少，因而对于A-DBP的研究主要在非线性系数的寻找上。其中，基于信号强度方差的方案具有较好的性能。

但是，在已有的基于信号强度方差的A-DBP中，信号强度方差是直接计算得到的。该方法虽然能够很好地计算QPSK(quadrature phase shift keying，四相移键控)系统的光纤非线性系数，但是对于M-QAM(M-aryquadrature amplitude modulation，多进制正交幅度调制格式)，该方法得到的结果并不是最优的，因为其算法复杂，效果不明显。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种补偿光纤传输非线性损伤的自适应数字信号处理算法，可以用于M-QAM高阶调制格式的相干光通信系统，更精确的确定最佳非线性系数，降低算法复杂度。

为达到以上目的，本发明采取一种补偿光纤传输非线性损伤的自适应数字信号处理算法，包括步骤：

S1.接收端收到信号后，设定三个非线性系数γ₁、γ₂和γ₃，且γ₁＜γ₂＜γ₃，分别代入自适应数字背向传输算法进行处理，得到三个信号幅度值作为初步值；

S2.分别计算三个初步值的强度方差δ₁、δ₂和δ₃，需要满足δ₁＞δ₂和δ₂＜δ₃，如不满足，则调整三个非线性系数的大小，重复S1；

S3.预先设定的一个值ε，ε取10^-3或10^-4，选取(γ₁,δ₁)、(γ₂,δ₂)和(γ₃,δ₃)这三点作为二次插值算法的初始输入，得到一个二次曲线，将二次曲线所对应的最小值的横坐标γ_p作为输入，代入自适应数字背向传输算法计算，得到信号的强度方差δ_p；

S4.判断|δ₂-δ_p|，如果|δ₂-δ_p|≤ε，那么δ₂和δ_p中较小者δ^*所对应的非线性系数是最佳的非线性系数γ_opt；如果|δ₂-δ_p|＞ε，则更新(γ₁,δ₁)、(γ₂,δ₂)和(γ₃,δ₃)，重复S3；

S5.停止迭代，将最佳的非线性系数γ_opt代入数字背向传输算法，对色散和非线性损伤进行补偿，进行载波恢复和解码处理，恢复发射端所发送的数据。

在上述技术方案的基础上，如果发射端使用偏振复用，则S1中数字背向传输算法计算后，利用时域均衡进行偏振解复用。