[发明专利]MDL受损的MDM系统中基于多级SINR阈值的ML检测方法

说明书

本发明提供了一种MDL受损的MDM系统中基于多级SINR阈值的近似ML检测方法。该方法包括：利用最小均方误差MMSE估计器对模式相关增益与损耗MDL受损的模分复用MDM系统的接收信号进行MMSE检测，获得MMSE估计值；计算出MMSE估计器的各个模式通道的信干噪比SINR，根据各个模式通道的SINR确定各个模式通道的搜索宽度；根据各个模式通道的搜索宽度找到各个模式通道的缩减的搜索空间，根据MMSE估计值利用各个模式通道的缩减的搜索空间，对MDL受损的MDM系统实行基于缩减空间的ML检测。本发明算法可以根据接收到的信号动态调整搜索宽度L。对于受MDL影响较小的模式，选择较小的l_i值可以在不损失性能的情况下降低计算复杂度。此外，压扩函数提供了一个微调性能和降低复杂性的自由度。

技术领域

本发明涉及光纤通信技术领域，尤其涉及一种MDL受损的MDM系统中基于多级SINR阈值的ML检测方法。

背景技术

在光纤通信中，模分复用(mode division multiplexing,MDM)技术的应用引起了人们极大兴趣。类似于无线多输入多输出(multiple input multiple output,MIMO)系统，MDM系统的并行通道可用于增加数据速率或增强系统可靠性。在MDM系统中的光学组件，例如光放大器和光选择器，将导致模式相关增益与损耗(mode-dependent loss,MDL)，破坏模式的正交性，并降低系统容量。模式色散可以通过均衡技术来进行补偿，而MDL限制了系统的基本容量。

在MIMO系统中，最大似然(maximum likelihood,ML)检测在所有检测算法中具有最佳性能。然而，当模式数和调制信号的数量增加时，ML通过穷举搜索星座点的所有组合而带来指数复杂性。这在实际中无法接受。因此，如何降低检测算法的复杂度成为我们研究的关键。

在MDL受损的光纤链路中的MIMO检测方案都直接应用在无线通信系统中使用MIMO检测技术。并且它们中的大多数将最小均方误差(minimum mean-square error,MMSE)作为早期信号估计器或均衡器，以降低总体复杂度。但是，现有技术中的方案都没有分析MDL如何影响检测算法的性能。

发明内容

本发明的实施例提供了一种MDL受损的MDM系统中基于多级SINR阈值的ML检测方法，以克服现有技术的问题。

为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案。

一种MDL受损的MDM系统中基于多级SINR阈值的近似ML检测方法，包括：

利用最小均方误差MMSE估计器对模式相关增益与损耗MDL受损的模分复用MDM系统的接收信号进行MMSE检测，获得MMSE估计值；

计算出MMSE估计器的各个模式通道的信干噪比SINR，根据各个模式通道的SINR确定各个模式通道的搜索宽度；

根据各个模式通道的搜索宽度找到各个模式通道的缩减的搜索空间，根据所述MMSE估计值利用各个模式通道的缩减的搜索空间，对MDL受损的MDM系统实行基于缩减空间的ML检测。

优选地，所述的利用MMSE估计器对MDL受损的MDM系统的接收信号进行MMSE检测，获得MMSE估计值，包括：

MDL受损的MDM系统的接收信号y的MMSE估计值的计算方法如下：

其中：是MMSE估计器的各个模式通道的噪声能量，I_D是D维的单位矩阵，W_MMSE是MMSE权重矩阵，H是MMSE估计器的D×D的信道矩阵，(·)^H是埃尔米特共轭，y是接收信号，是MMSE估计值。

优选地，所述的根据所述MMSE估计值计算出MMSE估计器的各个模式通道的SINR，包括：