一种基于DDMZM的无SSBI的直接检测方法技术

本发明专利技术涉及一种基于DDMZM的无SSBI的直接检测方法。包括发送端数字信号处理DSP、光传输、接收端数字信号处理DSP；在发送端数字信号处理DSP过程中，首先，对产生的DMT信号s(t)进行希尔伯特变换，使双边带的DMT信号s(t)变成单边带信号

A direct detection method without ssbi based on ddmzm

【技术实现步骤摘要】
一种基于DDMZM的无SSBI的直接检测方法
本专利技术属于光通信系统、高速光信号处理
，更具体地，涉及一种基于DDMZM的无SSBI的直接检测方法。
技术介绍
在现有技术中，IQ调制器的输出信号经过直接检测后，会有SSBI项，因此传输性能会受到一定的影响，通常可以用KK(Kramer-Kronigs)算法来消除SSBI的影响；KK算法可以有效消除直接检测后导致的SSBI的影响，但是增加了接收端DSP的复杂度。色散预补偿：对于C波段的光纤通信系统，信号在光纤中传输会受到光纤色散的影响，一般可以在发送端对色散进行预补偿，或者在光纤链路中使用色散补偿光纤(DCF)来补偿色散，但是使用DCF会增加系统的成本开销。对于以上现有技术，主要存在以下缺陷：由于在KK算法中使用了非线性运算，如根号和对数运算，会导致信号频谱展宽，因此在KK算法前，需要先对信号进行过采样。并且在接收端采用KK算法消除SSBI的影响，增加了接收端DSP的复杂度。
技术实现思路
本专利技术为克服上述现有技术中的缺陷，提供一种基于DDMZM的无SSBI的直接检测方法，基于DDMZM调制的单边带信号直接检测后不存在SSBI，在接收端无需使用KK算法，可降低接收端DSP的复杂度。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种基于DDMZM的无SSBI的直接检测方法，包括发送端数字信号处理DSP、光传输、接收端数字信号处理DSP；在发送端数字信号处理DSP过程中，首先，对产生的DMT信号s(t)进行希尔伯特变换，使双边带的DMT信号s(t)变成单边带信号其中为s(t)的希尔伯特变换；然后，在传输光纤的情况下，对信号进行色散预补偿，得到色散预补偿信号E'tx(t)，将信号E'tx(t)的实部和虚部分别送入到两个数模转换器(DAC)，将数字信号转换成模拟输出；在接收端数字信号处理DSP过程中，不使用KK算法，直接对数字信号进行处理。在本专利技术中，不对DDMZM的调制进行近似，则拍频后的表达式为：从上式可以看出，DDMZM调制后输出的信号，在直接检测后并不存在SSBI，可以不需要使用KK算法等方法来消除SSBI的影响，因此可以用DDMZM实现无SSBI的直接检测系统。进一步的，在进行色散补偿之前，使用单边信号重新构造一个信号：在对信号进行色散补偿之后，对信号E'tx(t)进行笛卡尔-极坐标变换。信号构造：因为DDMZM调制输出的单边带信号进行直接检测后，不存在SSBI，所以可以根据DDMZM的调制表达式构造出一个单边带信号，利用笛卡尔-极坐标变换，使得经过DDMZM调制输出后的信号还是之前构造的单边带信号，在经过直接检测后，不存在SSBI，并且可以有效对色散进行预补偿。设原来的单边带DMT信号为虚部即为实部s(t)的希尔伯特变换，用实部和虚部构造信号：该信号在直接检测后的结果为：从上式可以看出，该构造的信号实现了在经过直接检测后，不存在SSBI的干扰。笛卡尔-极坐标转换：DDMZM调制输出信号的高阶项会使得色散的预补偿不理想。为了能够在发送端实现色散的预补偿，使用笛卡尔-极坐标变换，实现DDMZM的线性调制：假设希望DDMZM输出的单边带信号为：Etx(t)＝I(t)+jQ(t)将单边信号写成指数形式：Etx＝|Etx|ejθ将DDMZM的调制输出表达式简写为：其中可以得到：进一步可以得到需要输入到DDMZM中的两路信号为：所以，DDMZM输出的信号为：从上式可以看出，DDMZM的输出即为期望的信号，因此笛卡尔-极坐标变换可以实现DDMZM的线性调制，所以在笛卡尔-极坐标变换之前对单边带信号Etx进行色散补偿，可以有效补偿色散。进一步的，在所述的发送端数字信号处理过程中，使用下式实现对信号的色散补偿：式中，D为色散系数，λ为波长，ω为频率，c为光速，z为光纤长度，FFT为傅里叶变换，IFFT为傅里叶逆变换。进一步的，在背靠背(BTB)或在光纤链路中使用色散补偿光纤(DCF)时，则无需对信号进行色散预补偿，即E'tx(t)＝Etx(t)。进一步的，在进行笛卡尔-极坐标变换之后，分别对笛卡尔-极坐标变换后信号的实部I'(t)和虚部Q'(t)做幅值的裁剪，降低信号的峰均功率比(PAPR)；剪裁的具体实现方式是设定固定的峰均功率比，利用该值将不满足设定范围的信号幅值限定为固定值；最后再将做完裁剪的信号的实部I'(t)和虚部Q'(t)分别送入到两个数模转换器(DAC)，将数字信号转换成模拟输出。进一步的，所述的光传输具体包括以下步骤：S21.将双驱动马赫曾德尔调制器(DDMZM)的直流偏置点，偏置在正交点；S22.将两个数模转换器(DAC)的输出分别加载到DDMZM的上下两个臂上，使得将信号调制到光载波上；S23.在BTB情况下，DDMZM输出的光信号直接在接收端接收；在传输光纤的情况下，DDMZM输出的光信号被送入光纤中传输，并使用掺铒光纤放大器EDFA将光纤传输后的信号进行放大；S24.在接收端使用一个光电二极管(PD)进行接收，将光信号转换为电信号；S25.电信号经过模数转换器(ADC)，转换成数字信号，用于接收端的数字信号处理。进一步的，所述的接收端数字信号处理DSP包括以下步骤：S31.同步：利用已知的训练序列，先对接收到的信号进行同步；这里同步采用的是相关算法，同步之后可以得到接收序列的起始点；S32.信道均衡：同步后，利用接收到的训练序列和已知的训练序列，对信道进行估计，用估计出来的信道，对信号进行信道均衡；S33.星座点逆映射：对均衡后的信号进行星座点逆映射，解调得到二进制比特序列；S34.误比特率计算：使用接收端解调得到的二进制比特序列和原始发送的二进制比特序列，计算出系统的误比特率。与现有技术相比，有益效果是：本专利技术提供的一种基于DDMZM的无SSBI的直接检测方法，可以实现DDMZM的线性调制，从而在发射端DSP中实现色散的预补偿；并且实现了无SSBI的直接检测，在接收端不需要使用KK算法等方法来消除SSBI的干扰，在保证系统性能的情况下，降低了接收端DSP的复杂度。附图说明图1是本专利技术实施例1方法流程示意图，虚线框部分表示选做步骤。图2是本专利技术实施例2方法流程示意图，虚线框部分表示选做步骤。图3是笛卡尔-极坐标变换原理框图。图4是本专利技术整体方法流程示意图。图5是实施例1中背靠背情况下不同CSPR对应的BER曲线。图6是实施例1中传输80km光纤后不同CSPR下的BER曲线。图7是实施例2中坐标变换后背靠背情况下不同CSPR的BER曲线。图8是实施例2中坐标变换后传输80km光纤情况下不同CSPR的BER曲线。...

【技术保护点】
1.一种基于DDMZM的无SSBI的直接检测方法，包括发送端数字信号处理DSP、光传输、接收端数字信号处理DSP；其特征在于，在发送端数字信号处理DSP过程中，首先，对产生的DMT信号s(t)进行希尔伯特变换，使双边带的DMT信号s(t)变成单边带信号

【技术特征摘要】
1.一种基于DDMZM的无SSBI的直接检测方法，包括发送端数字信号处理DSP、光传输、接收端数字信号处理DSP；其特征在于，在发送端数字信号处理DSP过程中，首先，对产生的DMT信号s(t)进行希尔伯特变换，使双边带的DMT信号s(t)变成单边带信号其中为s(t)的希尔伯特变换；然后，在传输光纤的情况下，对信号进行色散预补偿，得到色散预补偿信号E'tx(t)，将信号E'tx(t)的实部和虚部分别送入到两个数模转换器DAC，将数字信号转换成模拟输出；在接收端数字信号处理DSP过程中，不使用KK算法，直接对数字信号进行处理。


2.根据权利要求1所述的基于DDMZM的无SSBI的直接检测方法，其特征在于，在进行色散补偿之前，使用单边信号重新构造一个信号：

在对信号进行色散补偿之后，对信号E'tx(t)进行笛卡尔-极坐标变换，包括以下步骤：
将信号写成指数形式：
E'tx＝|E'tx|ejθ
根据上式可以得到：






进一步可以得到需要输入到DDMZM中的两路信号为：








3.根据权利要求2所述的基于DDMZM的无SSBI的直接检测方法，其特征在于，在所述的发送端数字信号处理过程中，使用下式实现对信号的色散补偿：



式中，D为色散系数，λ为波长，ω为频率，c为光速，z为光纤长度，FFT为傅里叶变换，IFFT为傅里叶逆变换。


4.根据权利要求3所述的基于DDMZM的无SSBI的直接检测方法，其特征在于，在背靠背BTB或在光纤链路中使用色散补偿光纤DCF时，则无需对信号进行色散预补偿，即E'tx(t)＝Etx(t)。


5.根据权利要求2所述的基于DDMZM的无SSBI的直接...

【专利技术属性】
技术研发人员：李凡，王玮，
申请(专利权)人：中山大学，
类型：发明
国别省市：广东;44