[发明专利]一种直接检测光通信系统中数字信号预处理方法及装置

说明书

本发明实施例提供了一种直接检测光通信系统中数字信号预处理方法及装置，包括：获取经过数字预补偿的第一数字信号；确定第一数字信号的互补累计概率分布；根据互补累计概率分布以及预设的削峰概率门限，确定正削峰门限和负削峰门限，将大于正削峰门限的幅值削减至正削峰门限，将小于负削峰门限的幅值增加至负削峰门限，得到第二数字信号；基于预先获取的数模转换器的量化标准值，对第二数字信号中每个采样点的幅值进行近似量化，得到第三数字信号；根据幅值搬移序列将第三数字信号中部分采样点的幅值上移或下移特定量化间隔，得到预处理后的数字信号。能够降低发射端低分辨率数模转换器产生的量化噪声的影响，提升直接检测光通信系统的信噪比。

技术领域

本发明涉及光通信技术领域，特别是涉及一种直接检测光通信系统中数字信号预处理方法及装置。

背景技术

随着5G和各类云服务的快速发展，与数据中心相关的数据流量正在急速增长，推动着数据中心互联速率的进一步提升。数据中心互联具有网络结构简单、高密度连接的特点。因此，相比于传统相干光通信系统，低成本、链路结构简单的直接检测光通信系统具有更大的优势。

然而，随着数据中心互联速率的进一步提升，高速直接检测光通信系统面临着低成本器件带限和色散致频率选择性衰落的问题。克服这些问题需要使用先进的发射端数字预补偿技术。带宽预补偿可以补偿低成本器件的带限，而色散预补偿可以补偿光纤色散。但是数字预补偿技术在解决带限和色散的问题的同时，也显著增加了发射信号的峰均功率比，从而提高了对数模转换器分辨率的要求。

高分辨率的数模转换器具有大尺寸、高成本、高功耗的特点，难以用于高密度连接的数据中心互联场景。而低分辨率的数模转换器具有较小的动态范围，当信号的峰均功率比很大时，会产生很大的量化噪声，导致信噪比较低。

可见，对于直接检测光通信系统，亟需一种在使用低分辨率数模转换器的情形下，能够对数字预补偿之后的信号进行处理，降低量化噪声的影响以提高系统信噪比的技术。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种直接检测光通信系统中数字信号预处理方法及装置，以提高直接检测光通信系统的信噪比。具体技术方案如下：

为实现上述目的，本发明实施例提供了一种直接检测光通信系统中数字信号预处理方法，应用于直接检测光通信系统中的发射端，所述方法包括：

获取经过数字预补偿的第一数字信号；

确定所述第一数字信号的针对采样点幅值绝对值的互补累计概率分布；

根据所述互补累计概率分布以及预设的削峰概率门限，确定正削峰门限和负削峰门限，将大于所述正削峰门限的幅值削减至所述正削峰门限，将小于所述负削峰门限的幅值增加至所述负削峰门限，得到第二数字信号；

基于预先获取的数模转换器的量化标准值，对所述第二数字信号中每个采样点的幅值进行近似量化，得到第三数字信号；

根据所述第三数字信号和传输信道频率响应，确定幅值搬移序列，并根据所述幅值搬移序列将所述第三数字信号中部分采样点的幅值上移或下移特定量化间隔，得到预处理后的数字信号，其中，上移或下移后的幅值仍属于所述数模转换器的量化标准值。

可选的，所述数字预补偿包括：

带宽预补偿，色散预补偿。

可选的，采用维特比算法确定所述幅值搬移序列。

可选的，所述预处理后的数字信号的量化噪声为高频噪声。

为实现上述目的，本发明实施例还提供了一种直接检测光通信系统中数字信号预处理装置，应用于直接检测光通信系统中的发射端，所述装置包括：

获取模块，用于获取经过数字预补偿的第一数字信号；