一种偏振无关光场重建与码间干扰补偿系统与方法
专利汇可以提供一种偏振无关光场重建与码间干扰补偿系统与方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 提出一种偏振无关光场重建与码间干扰补偿系统与方法。系统包括偏振分束器、 本振 激光器 、光 耦合器 、 光探测器 、 模数转换 器 与数字 信号 处理系统。所述偏振分束器将信号光和本振光分解为X和Y偏振分量。本振激光器谱线位于入射信号 光谱 一侧的边缘。两个光耦合器分别将X和Y偏振方向信号光和本振光合成两路伪单边带信号，并通过两个光探测器转换为两路 电信号 ，再通过2个模数转换器转换为两路 数字信号 输入数字 信号处理 系统。数字信号处理系统对两路数字信号分别进行光场重建、码间干扰补偿后将其相干 叠加 。本发明大幅减小了偏振无关光场重建与码间干扰补偿系统的软 硬件 复杂度和功耗，具有良好的实用价值。，下面是一种偏振无关光场重建与码间干扰补偿系统与方法专利的具体信息内容。
1.一种偏振无关光场重建与码间干扰补偿系统，其特征在于，包括偏振分束器、本振激光器、光耦合器、光探测器、模数转换器与数字信号处理系统；
其中，所述偏振分束器，用于将信号光以及本振光分解为X偏振分量、Y偏振分量；
所述本振激光器，位于光接收机中用于产生本振光；本振光谱线位于信号光谱一侧的边缘，与信号光谱中心频率的距离大于等于有效信号带宽的一半，其功率大于信号光功率的10倍以上；
所述光耦合器，包含分别置于X、Y偏振支路上第一光耦合器、第二光耦合器，分别用于将X和Y偏振方向的信号光与本振光进行合波形成X和Y两路伪单边带信号；
所述光探测器，包含分别置于X、Y偏振支路上的第一光探测器、第二光探测器，分别用于将X和Y两路伪单边带信号转换为X和Y两路电信号；
所述模数转换器，包含分别置于X、Y偏振支路上第一模数转换器、第二模数转换器，第一模数转换器、第二模数转换器分别与第一光探测器、第二光探测器采用交流耦合，用于分别将X和Y两路电信号转换为X和Y两路数字信号，以便于数字信号处理系统进行处理；
所述数字信号处理系统，用于对输入的X和Y偏振方向数字信号进行处理，实现X和Y偏振方向信号光场重建、码间干扰补偿和其相干叠加。
2.根据权利要求1所述的偏振无关光场重建与码间干扰补偿系统，其特征在于，所述数字信号处理系统包含第一缓存模块，FFT模块，频域传函模块，频域自适应滤波模块，IFFT模块，第二缓存模块，误差计算与抽头更新模块，相干叠加模块；第一缓存模块用于对输入数据流进行重叠分块，输出到FFT模块，FFT模块用于分别对X和Y分量每个数据块进行快速傅里叶变换；频域传函模块用于分别对X和Y分量输入的数据块乘以频域传函H1恢复X和Y分量伪单边带信号频谱，输出到频域自适应滤波模块；频域自适应滤波模块内包含两个滤波器，分别用于对X和Y分量伪单边带信号频谱乘以频域传函H2X和H2Y，以补偿各种传输损伤引发的码间干扰，之后将对信号频谱进行位移，使得信号频谱中心处于零频率处，分别输出到IFFT模块；IFFT模块用于分别将X和Y分量信号转换到时域中，完成X和Y分量信号光场的重建和码间干扰的自适应补偿，分别输出到第二缓存模块；第二缓存模块用于提取非重叠数据作为输出信号；误差计算与抽头更新模块用于首先计算输出信号模值与期望值之间的误差，再根据误差大小对频域自适应滤波模块的抽头进行更新，实现码间干扰的自适应补偿后输出到相干叠加模块；相干叠加模块用于将X分量和Y分量进行相干叠加，使得DSP系统输出信号变为一路，从而消除光场重建的偏振敏感性。
3.根据权利要求2所述的偏振无关光场重建与码间干扰补偿系统，其特征在于，所述频域传函模块对应的频域传函H1的表达式如下：
所述频域自适应滤波模块分别对应的频域传函H2X，H2Y的表达式如下：
H2X＝FFT(h2X) (3)
H2Y＝FFT(h2Y) (5)
其中N为快速傅里叶变换的数据块大小，i为数据块内数据元素编号，h2X和h2Y是时域滤波器，a、b分别为预设初始值；根据上述表达式可知，H1,H2X和H2Y矩阵分别为一个一维向量。
4.根据权利要求1所述的偏振无关光场重建与码间干扰补偿系统系统，其特征在于，所述光强度探测器可以采用PIN光电二极管或雪崩光电二极管。
5.根据权利要求1所述的偏振无关光场重建与码间干扰补偿系统系统，在接收到的信号为偏振复用信号的条件下，频域滤波模块内部除了包含H2X，H2Y两个滤波器外，还包含H2XY，H2YX两个滤波器，其表达式分别为：
H2XY＝FFT(h2XY) (7)
H2YX＝FFT(h2YX) (9)
这四个数字滤波器组成蝶形滤波器结构实现偏振解复用以及码间干扰的自适应补偿功能；此时去除相干叠加模块，整个DSP系统输出信号分为X和Y分量两路。
6.一种偏振无关光场重建与码间干扰补偿方法，其特征在于，涉及光耦合器、本振激光器、偏振分束器、光探测器、模数转换器与数字信号处理系统；包括以下步骤：
本振光由光接收机中激光器产生；本振光谱线位于信号光谱一侧的边缘，与信号光谱中心频率的距离大于等于有效信号带宽的一半，其功率大于信号光功率的10倍以上；
偏振分束器将本振光和信号光分解成X和Y两路，两个光耦合器将X和Y偏振方向的信号光与本振光进行合波形成X和Y两路伪单边带信号，再采用两个光探测器分别把两路伪单边带信号转换为两路电信号，再通过2个模数转换器将电信号转换为两路数字信号，最后输入数字信号处理系统进行处理；
在数字信号处理系统中，输入数据流首先在第一缓存模块中重叠分块，然后FFT模块分别对X和Y分量每个数据块进行快速傅里叶变换；频域传函模块分别对X和Y分量输入的数据块乘以频域传函H1恢复X和Y分量伪单边带信号频谱，频域传函H1的构造如下：
其中N为快速傅里叶变换数据块大小，i为数据块内数据元素编号；根据上述表达式可知，H1矩阵为一个一维向量；X和Y分量伪单边带信号频谱乘以频域传函H1后，在频域自适应滤波模块乘以频域传函H2X和H2Y来对信道中的各种损伤进行自适应补偿，频域传函H2X和H2Y的构造如下：
H2X＝FFT(h2X)
H2Y＝FFT(h2Y)
h2X和h2Y是时域滤波器，a、b分别为预设初始值；之后将对信号频谱进行位移，使得信号频谱中心处于零频率处；IFFT模块分别将X和Y分量信号转换到时域中，完成X和Y分量信号光场的重建和码间干扰的自适应补偿；第二缓存模块用于提取非重叠数据作为输出信号；
误差计算与抽头更新模块首先计算输出信号模值与期望值之间的误差，再根据误差大小对频域自适应滤波模块的抽头进行更新，实现码间干扰的自适应补偿；相干叠加模块用于将X分量和Y分量进行相干叠加，使得DSP系统输出信号变为一路，从而消除光场重建的偏振敏感性。
7.根据权利要求6所述的偏振无关光场重建与码间干扰补偿方法，其特征在于，在发射信号为偏振复用信号的条件下，频域滤波模块内部除了包含H2X，H2Y两个滤波器之外，还包含H2XY，H2YX两个滤波器，其表达式分别为：
H2XY＝FFT(h2XY)
H2YX＝FFT(h2YX)
这四个数字滤波器组成蝶形滤波器结构实现偏振解复用以及码间干扰的自适应补偿功能；此时去除相干叠加模块，整个DSP系统输出信号分为X和Y分量两路。
一种偏振无关光场重建与码间干扰补偿系统与方法
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