[发明专利]光OFDM系统中基于琼斯矩阵抗ASE噪声的信道补偿方法

说明书

技术领域

本发明设计涉及一种基于琼斯矩阵的抗ASE(Amplified Spontaneous Emission noise)噪声的光正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM)系统的信道估计补偿方法，属于光通信领域，应用在偏振模式复用的光的正交频分复用(Polarization DivisionMultiplexed-Orthogonal Frequency Division Multiplex，PDM-OFDM)系统中进行信道补偿。

背景技术

作为一种多载波传输模式，光正交频分复用(OFDM)技术通过将一组高速传输的数据流转换为一组低速并行传输的数据流，使得采用OFDM技术的光通信系统对色散、偏振模式色散等的敏感度大大降低，而OFDM符号中循环前缀(Cycle Prefix，CP)的引入，又进一步增强了OFDM通信系统的抗色散能力。除此之外，OFDM通信系统的带宽利用率高，实现简单等特点使OFDM技术在光通信领域，尤其是100Gbit/s以上的高速光通信领域具有非常美好的应用前景。目前对于高速OFDM系统来说，普遍采用偏振模式复用OFDM系统(PDM-OFDM)的方式实现，能够使频谱效率提高一倍，在接收端采用偏振分级相干接收与电域信道估计，可以很好的消除偏振模式色散(Polarization Mode Dispersion，PMD)的影响。

对于光OFDM系统来说，一个很大的优点是可以在发射端插入训练序列来估计信道响应，这样可以得到比较精准的信道信息，进而可以很方便的处理光信道传输损伤，如色散(Chromatic Dispersion，CD)和偏振模式色散(PMD)等。但是对于光传输OFDM系统而言，信道估计的精确性往往受到光路噪声(尤其是放大器的ASE噪声)的影响。为了提高信道估计的准确性，往往通过一次发送多个训练序列然后取平均来实现，但是插入太多的训练序列会降低系统有用信息的传输效率。因此信道估计的准确性和信息传输的效率之间存在矛盾，如何用尽可能少的训练序列得到准确的信道估计是光OFDM系统的研究的一个难点。

发明内容

本发明针对PDM-OFDM系统提出一种新的信道估计补偿方法，首先在PDM-OFDM系统发射机的电域插入特定的训练序列，然后在PDM-OFDM系统接收机的电域部分，采用本方法进行信道补偿。在采用同样数目的训练序列、同样的光信噪比(Optical Signal Noise Ratio，OSNR)下，与采用传统时分复用算法进行的信道估计相比较，本方法能明显提高信道估计的抗噪性，改善PDM-OFDM系统的整体性能。

本发明如下：

PDM-OFDM系统包括发射机，光路和接收机部分。在PDM-OFDM系统的发射机部分，发送的比特序列经过M-PSK(M-Phase Shift Keying)或者M-QAM(M-Quadrature AmplitudeModulation)等调制码型的映射以后，被平分成X、Y两个序列，分别经过补零，IFFT(InverseFast Fourier Transform)、加CP后，采用IQ调制器分别调制到光载波上去，然后采用偏振分光片(Polarization Beam Splitter，PBS)复用到光载波的两个正交的偏振态上。系统的接收机部分，首先将接收信号用PBS分成任意两个正交的偏振态，这两部分是初始发送信号的随机混合，为了能恢复这两部分光信号的幅值和相位信息，分别采用相干光接收机，然后采用类似无线的MIMO(Multiple Input Multiple Output)处理方法，将偏振态旋转回来并分成两路接收信号。

若用一个矢量来表示发送的序列

t=txty]]>

其中t_x，t_y分别表示X，Y两个序列数据，分别加载到光载波的X和Y偏振态上去。