非线性失真的估计装置、方法以及接收机制造方法及图纸

本发明专利技术实施例提供一种非线性失真的估计装置、方法以及接收机。所述估计方法包括：对带限模拟信号进行采样以获得采样序列；基于奈奎斯特脉冲计算非线性失真估计中的非线性微扰系数；利用所述非线性微扰系数以及所述采样序列计算叠加在信号上的非线性微扰项；以及利用所述非线性微扰项计算非线性失真波形。通过本发明专利技术实施例，不仅可以兼容任意调制格式，而且具有精度高，普适性好等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及长距离光纤通信系统，尤其涉及一种非线性失真的估计装置、方法以 及接收机。
技术介绍
基于慢变包络近似和恒定偏振态假设，光纤内脉冲演化的传输方程可由非线性薛 定谔方程来描述(例如随机偏振下用Manakov方程描述)。此传输方程用于描述光脉冲信号 在色散和克尔（Kerr)效应联合作用下的波形演化。但由于非线性薛定谔方程在考虑非线 性和色散效应共同作用下没有解析解，故针对光纤非线性损伤的定量研究以及相关的理论 模型都是针对非线性薛定谔方程的近似解法发展和建立的。 由于近似解析方法有望显著减小非线性分析的计算复杂度，因而受到了学术界的 广泛关注并且在近些年得到了迅速的发展。Volterra级数展开方法作为求解非线性薛定谔 方程的一种普适方法，使传统通信系统的分析框架可以被借用到光纤通信系统，并且对不 同的脉冲形状和链路类型具有较好的通用性。 PaoloSerena基于Volterra展开方法发展得到了常规微扰法（RP)并赋予各阶微 扰较明确的物理意义，从而使微扰求解薛定谔的方法得到了迅速的发展，衍生出了多种理 论框架用于在时域或频域定量非线性失真。普遍结果表明，对于典型的长距离光纤传输系 统，非线性作用主要由三阶以下的Volterra级数(一阶微扰）充分描述，故目前流行的非线 性分析均接受低阶Volterra级数展开的分析框架，即准线性近似。在准线性近似下，用于 求解非线性传输方程的一阶微扰框架可概括为求解经过色散(线性）作用的脉冲在传播路 径上各点所受非线性失真的矢量和，解析表达为以发送脉冲的时域三项乘积为被积函数的 三重积分。 理论分析表明，一阶微扰的解析表达在某些条件下可以进行简化，从而减小微扰 方法的计算复杂度。目前，最典型且成功的理论近似为无损大色散链路的解析解，此方法 假设光纤传输链路无损耗且积累色散足够大，同时保证发送数字序列的承载脉冲为高斯形 状。在以上近似下，一阶微扰的三重积分严格可积，可表达为特殊函数的闭解形式。此方法 虽可大幅降低计算复杂度，但由于存在关键的高斯脉冲近似，在应用比较普遍的非高斯脉 冲传输系统中的计算精度受限，从而限制了此方法的应用范围。 随着高速数字信号处理（DSP，DigitalSignalProcess)以及窄带光滤波技术的 成熟，具有高频谱利用率的光正交频分复用技术（00FDM，OpticalOrthogonalFrequency DivisionMultiplexing)以及奈奎斯特波分复用（Nyquist-WDM)技术逐渐受到重视。在高 频谱利用率传输系统中，由于信号谱密度进一步加大，非线性损伤加剧，对系统的功率预算 和传输距离造成可观的负面影响。在这种背景下，为了实现更准确的相干传输系统性能估 计和寻找更优的系统设计准则，精确的非线性理论模型研究具有显著意义。 应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本专利技术的技术方案进行清楚、 完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本专利技术的
技术介绍
部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。 下面列出了对于理解本专利技术和常规技术有益的文献，通过引用将它们并入本文 中，如同在本文中完全阐明了一样。 :K.V.Peddanarappagariet.al.，IEEEJLT Vol. 15,pp. 2232-2241, 1997 :IEEEJLTVol. 16,pp. 2046-1055, 1998 :A.Vannucciet.al. ,IEEEJLT Vol. 20,No. 7,pp. 1102-1111, 2002 :Z.Taoetal. ,IEEEJLTVol. 29,pp. 2570-2576, 2011 :A.Carenaet.al. ,IEEEJLTVol. 30,No. 10,pp. 1524-1539, 2012 :A.Mecozziet.al.，IEEEPTLVol. 12,No. 4,pp. 392-394, 2000 :S.Kumaret.al.，OpticsExpress,Vol. 20,No. 25,pp. 27740-27 754, 2012 :Y.Zhaoetal.，EC0C2013,P. 4. 15. :Y.Fanetal.，EC0C2012，We.2.C.3
技术实现思路
目前，对非线性理论模型的需求不再局限于高斯脉冲形状，而是向Nyquist脉冲 形状甚至任意波形方向展开。基于奈奎斯特（Nyquist)采样定理，任意带限信号均可以由 Nyquist采样脉冲表示，所以适用于Nyquist脉冲形状的非线性估计方法是展开具有普适 性的非线性模型研究的重要基础。另一方面，从非线性补偿和提升系统性能角度，更高精度 的非线性估计模型同时是非线性补偿方法的基础，从而有利于减小非线性损伤，提高系统 性能或减小非线性补偿系统复杂度。 本专利技术实施例提供一种非线性失真的估计装置、方法以及接收机。不仅可以兼容 任意调制格式，而且具有精度高，普适性好等优点。 根据本专利技术实施例的一个方面，提供一种非线性失真的估计装置，所述估计装置 包括： 信号采样单元，对带限模拟信号进行采样以获得采样序列； 系数计算单元，基于奈奎斯特脉冲计算非线性失真估计中的非线性微扰系数； 微扰项计算单元，利用所述非线性微扰系数以及所述采样序列计算叠加在信号上 的非线性微扰项； 波形估计单元，利用所述非线性微扰项计算非线性失真波形。 根据本专利技术实施例的另一个方面，提供一种非线性失真的估计方法，所述估计方 法包括： 对带限模拟信号进行采样以获得采样序列； 基于奈奎斯特脉冲计算非线性失真估计中的非线性微扰系数； 利用所述非线性微扰系数以及所述采样序列计算叠加在信号上的非线性微扰项； 以及 利用所述非线性微扰项计算非线性失真波形。 根据本专利技术实施例的另一个方面，提供一种接收机，其中，所述接收机包括上所述 的非线性失真的估计装置。 本专利技术的有益效果在于：对带限模拟信号进行采样，并基于奈奎斯特脉冲计算非 线性微扰系数来估计非线性失真波形；不仅可以兼容任意调制格式，而且具有精度高，普适 性好等优点。 参照后文的说明和附图，详细公开了本专利技术的特定实施方式，指明了本专利技术的原 理可以被采用的方式。应该理解，本专利技术的实施方式在范围上并不因而受到限制。在所附 权利要求的精神和条款的范围内，本专利技术的实施方式包括许多改变、修改和等同。 针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更 多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特 征。 应该强调，术语"包括/包含"在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但 并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤或组件的存在或附加。【附图说明】 所包括的附图用来提供对本专利技术实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部 分，用于例示本专利技术的实施方式，并与文字描述一起来阐释本专利技术的原理。显而易见地，下 面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创 造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中： 图1是长距离光纤传输系统的一结构示意图； 图2是本专利技术实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种非线性失真的估计装置，其特征在于，所述估计装置包括：信号采样单元，对带限模拟信号进行采样以获得采样序列；系数计算单元，基于奈奎斯特脉冲计算非线性失真估计中的非线性微扰系数；微扰项计算单元，利用所述非线性微扰系数以及所述采样序列计算叠加在信号上的非线性微扰项；波形估计单元，利用所述非线性微扰项计算非线性失真波形。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵颖，窦亮，陶振宁，
申请(专利权)人：富士通株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP