[发明专利]SVDD系统中RSOP、CD、EEPN联合均衡方法

说明书

本发明公开了一种SVDD系统中RSOP、CD、EEPN联合均衡方法，属于短距光纤通信技术领域，该方法包括：推导SVDD系统中RSOP、CD、EEPN三种损伤联合模型，建立扩展卡尔曼滤波器中的均衡矩阵模型；将接收信号送入重叠保留窗口中进行三种损伤的联合均衡：先在时域进行RSOP均衡，再利用快速傅里叶变换转换到频域进行CD均衡，最后通过快速傅里叶逆变换转换到时域进行EEPN的均衡。本方法基于RSOP、CD、EEPN三种主要损伤的联合模型及扩展卡尔曼滤波器，能够快速、稳定地实现SVDD系统中RSOP、CD、EEPN三种损伤的联合均衡，具有复杂度低，并对RSOP、CD和EEPN容忍性较高的优点。

技术领域

本发明属于短距光纤通信技术领域，尤其涉及一种SVDD系统中RSOP、CD、EEPN联合均衡方法。

背景技术

随着视频会议、VR、云计算、嵌入式安全、机器学习、人工智能等应用形式不断出现，推动了电信和数据通信市场发展。据统计，由于机器之间的交互、流程共享和负载分配导致大约77％的数据流量需要维持在数据中心内。这种大容量数据通信场景对于数据中心内部/之间的短距光通信互联提出了极高要求，极易出现速率瓶颈问题。为了进一步提升数据中心光互联的传输速率，短距光通信技术已经开始得以应用。斯托克斯矢量直接检测(Stokes Vector Direct Detection，SVDD)系统因为较高频谱效率和较低成本的优势脱颖而出。

值得注意的是，随着SVDD系统传输速率的提高，在光纤信道中会有累积的色散CD产生。此外，在传输过程中因为光纤弯曲、外界振动、极端天气的影响会引起RSOP，而且传统的激光器将被替换为成本更加低廉的分布式反馈激光器(Distributed Feedback Laser，DFB)，这种激光器的线宽将高达几兆赫兹。已有研究表明，在SVDD系统中累计色散会和偏振态旋转联合作用产生非线性的形式，导致在接收端不能依次进行CD均衡和RSOP均衡。另一方面，对于高波特率短距SVDD系统，电域后向色散均衡算法也会和发射机大线宽激光器的相位噪声联合作用产生EEPN，EEPN将导致信号的星座图遭受相噪和幅噪的影响，尤其是星座图外圈影响较大，严重影响信号的质量。因此，对于高波特率SVDD系统，进行这三种损伤的联合均衡具有重要意义。

到目前为止，针对SVDD系统中主要损伤的均衡方案有以下几种：一般采用频域色散均衡算法均衡色散；对于RSOP的均衡，通常采用训练序列辅助方案、利用Stokes空间的偏振解复用方案或基于CMA的盲偏振解复用方案等，但是这些方案要么添加了冗余信息，浪费频谱效率，增加了比特信息的开销，要么无法解决超快RSOP或者不具有普适性；此外，还有用卡尔曼滤波器(Kalman Filter，KF)算法对SVDD系统中的CD和RSOP进行了联合均衡，但是采用该算法后还需再使用盲相位搜索(Blind Phase Search，BPS)才可进行载波相位恢复，方案复杂度较高而且未考虑到低成本、大线宽激光器的影响；对于EEPN的处理，一般采用最大似然估计(Maximum Likelihood Estimation，MLE)算法，但是在SVDD系统中还未进行包括EEPN损伤在内的多种损伤联合均衡，有必要寻找一种低复杂度且效果好的RSOP、CD及EEPN损伤的联合均衡方案。

从专利检索情况看，发明专利“SV-DD系统中的均衡方法及装置”(申请号201910062041.6)，利用KF在SVDD系统中进行CD和RSOP的盲均衡。该发明可以达到联合均衡的效果，但是所能解决的RSOP损伤较小，且无法均衡高波特率SVDD系统中必然出现的EEPN损伤。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供的一种高波特率SVDD-16QAM系统中RSOP、CD、EEPN联合均衡方法，能够对SVDD系统中主要的三种损伤进行很好的均衡，并且具有较低的系统复杂度。

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：一种SVDD系统中RSOP、CD、EEPN联合均衡方法，包括以下步骤：

S1、构建SVDD系统中RSOP、CD和EEPN的联合损伤模型；