一种基于Kramers-Kronig的集成自相干接收机信号处理方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及光通信应用技术领域，公开了一种基于Kramers

【技术实现步骤摘要】
一种基于Kramers
‑
Kronig的集成自相干接收机信号处理方法及系统


[0001]本专利技术涉及光通信应用
，具体涉及一种基于Kramers
‑
Kronig的集成自相干接收机及信号处理方法及系统。

技术介绍

[0002]数据中心链路容量的扩展促使人们寻求一种新型的接收机结构，它既可以实现标准相干检测的频谱效率和损伤容限，同时应该具备直接检测的简单性和低功耗，当传输的信号满足最小相位条件时，Kramers
‑
Kronig(KK)接收器可以通过希尔伯特关系从信号强度得到信号的相位，即仅仅通过两个探测器可以重构双偏振高速信号，随着KK接收机理论及算法的不断成熟，越来越多的实验结果证明了其在短距离尤其是中短距离的可实用性，然而，基于KK(Kramers
‑
Kronig)算法的通信系统接收端涉及的器件和结构大多千篇一律且体积较大，应用到中短距离光纤通信系统中时获取信息需要经过多次插拔与更换，操作重复且繁琐。

技术实现思路

[0003]针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种基于Kramers
‑
Kronig的集成自相干接收机及信号处理方法及系统。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0005]一种基于Kramers
‑
Kronig的集成自相干接收机，包括如下步骤：
[0006]接收到的光信号和窄线宽激光器发出的强直流信号分别通过偏振分束器输出两束平行的偏振光，X偏振信号与Y偏振信号，同偏振向的信号分别通过偏振保持光纤耦合器完成合束，从两个偏振保持光纤耦合器分别输出的X偏振与Y偏振信号分别由对应的光电探测器转换为两个电信号，两个电信号分别通过电滤波器滤除带外噪声，最后分别传递给集成模数转换器，得到上采样电信号；
[0007]上采样电信号依次经过光电前端补偿、KK算法运算、色散补偿、符号判决后得到衡量系统传输结果的误码率。
[0008]在本专利技术中，优选的，在已知接收的光信号的调制格式以及信号速率的情况下，利用要满足的最小相位关系，控制可调谐的窄线宽激光器的中心频率以及输出功率，以保证到达光电探测器的信号满足最小相位条件。
[0009]在本专利技术中，优选的，所述光电探测器采用3dB带宽为50GHz的高速PIN型光电探测器，以更好地适用于高速中短距离通信系统。
[0010]在本专利技术中，优选的，所述电滤波器采用可软件控制的电滤波器，以实现对不同速率的信号进行带外噪声的滤除，从而更好地恢复接收到的电信号。
[0011]在本专利技术中，优选的，所述集成模数转换器采用可软件控制采样率的精密模数转换器，依据需求设置精密模数转换器的采样速率，增加适应性。
[0012]在本专利技术中，优选的，当执行高倍采样时，在后续的KK算法恢复全场信息之后要下采样至两倍，以减少抽头数量，提高算法的运行效率。
[0013]在本专利技术中，优选的，进行光电前端补偿后，利用希尔伯特变换恢复相位信息从而获得全部信息。
[0014]在本专利技术中，优选的，色散补偿后通过自适应均衡器均衡色散补偿后的信号，以补偿信道失真，最后做出符号判决，得到可以衡量系统传输结果的误码率。
[0015]一种基于Kramers
‑
Kronig的集成自相干接收机信号处理系统，包括连接在一起的集成自相干接收机和处理器，所述集成自相干接收机包括第一偏振分束器、第二偏振分束器、窄线宽激光器、第一偏振保持光纤耦合器、第二偏振保持光纤耦合器、第一光电探测器、第二光电探测器、第一电滤波器、第二电滤波器以及第一模数转换器和第二模数转换器；
[0016]第一偏振分束器接收输入的光信号输出两束平行的偏振光，一束输入到第一偏振保持光纤耦合器，另一束输入到第二偏振保持光纤耦合器，
[0017]窄线宽激光器发出强直流光信号输入到第二偏振分束器，第二偏振分束器将直流光信号分成两束平行的偏振光输入，一路到第一偏振保持光纤耦合器，一路输入到第二偏振保持光纤耦合器，
[0018]第一偏振保持光纤耦合器和第二偏振保持光纤耦合器分别对输入的同偏振向的信号进行合束，合束后的偏振信号分别传递给第一光电探测器和第二光电探测器；
[0019]第一光电探测器、第二光电探测器分别将接收的偏振信号转化为电信号传递给第一电滤波器、第二电滤波器；
[0020]第一电滤波器、第二电滤波器分别对输入的电信号滤除带外噪声后传递给第一模数转换器和第二模数转换器，第一模数转换器和第二模数转换器将接收的电信号转化为数字信号输出。
[0021]在本专利技术中，优选的，窄线宽激光器的输出参数满足KK的最小相位条件。
[0022]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0023]本专利技术的方法通过控制可调谐的激光器以及模数转换器的相关参数满足最小相位信号条件的基础之上，利用无源器件以及可集成的光电器件，可以实现双偏振高速光通信系统接收端的电信号采集，整体依照集成自相干机完成了信号采样，无需进行其他部件连接、调试以及参数设置，操作方便，功率损耗低，采集后的上采样电信号依次经过光电前端补偿、KK算法运算、色散补偿、符号判决后即得到衡量系统传输结果的误码率或Q值，实用性强，适用于中短距离光纤通信系统中。
附图说明
[0024]图1为一种基于Kramers
‑
Kronig的集成自相干接收机信号处理方法的上采样信号流程示意图。
[0025]图2为一种基于Kramers
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Kronig的集成自相干接收机信号处理方法的整体流程简图。
[0026]图3为一种基于Kramers
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Kronig的集成自相干接收机信号处理系统结构框图。
具体实施方式
[0027]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0028]需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
[0029]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
[0030]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于Kramers
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Kronig的集成自相干接收机信号处理方法，其特征在于，包括如下步骤：接收到的光信号和窄线宽激光器发出的强直流信号分别通过偏振分束器输出两束平行的偏振光，X偏振信号与Y偏振信号，同偏振向的信号分别通过偏振保持光纤耦合器完成合束，从两个偏振保持光纤耦合器分别输出的X偏振与Y偏振信号分别由对应的光电探测器转换为两个电信号，两个电信号分别通过电滤波器滤除带外噪声，最后分别传递给集成模数转换器，得到上采样电信号；上采样电信号依次经过光电前端补偿、KK算法运算、色散补偿、符号判决后得到衡量系统传输结果的误码率。2.根据权利要求1所述的一种基于Kramers
‑
Kronig的集成自相干接收机信号处理方法，其特征在于，在已知接收的光信号的调制格式以及信号速率的情况下，利用要满足的最小相位关系，控制可调谐的窄线宽激光器的中心频率以及输出功率，以保证到达光电探测器的信号满足最小相位条件。3.根据权利要求1所述的一种基于Kramers
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Kronig的集成自相干接收机信号处理方法，其特征在于，所述光电探测器采用3dB带宽为50GHz的高速PIN型光电探测器，以更好地适用于高速中短距离通信系统。4.根据权利要求1所述的一种基于Kramers
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Kronig的集成自相干接收机信号处理方法，其特征在于，所述电滤波器采用可软件控制的电滤波器，以实现对不同速率的信号进行带外噪声的滤除，从而更好地恢复接收到的电信号。5.根据权利要求1所述的一种基于Kramers
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Kronig的集成自相干接收机信号处理方法，其特征在于，所述集成模数转换器采用可软件控制采样率的精密模数转换器，依据需求设置精密模数转换器的采样速率，增加适应性。6.根据权利要求1所述的一种基于Kramers
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Kronig的集成自相干接收机信号处理方法，其特征在于，当执行高倍采样时，在后续的KK算法恢复全场信息之后要下采样至两倍，以减少抽头数量，提高算法的运行效率。7.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵健，华平壤，
申请(专利权)人：南京鼎芯光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：