[发明专利]OFDM-PON系统中基于VOLTERRA模型的非线性损伤补偿方法

说明书

本发明提出了一种OFDM‑PON系统中基于VOLTERRA模型的非线性损伤补偿方法。（1）、在发射端与接收端分别存储相同的序列到数据库；（2）、发送带有导频序列的信息并在接收端提取；（3）、根据模型特性构建矩阵；（4）、构建VOLTERRA模型矩阵形式；（5）、求解辨识向量初始值；（6）、分析星座图以构建差异因子向量；（7）、不断构建新的权值向量。该方法使用VOLTERRA模型辨识OFDM‑PON系统中的多种非线性损伤，利用QR分解矩阵维数降低求解复杂度，对辨识系数向量作自适应修正处理，提高了系统抗非线性干扰能力和可靠性。

技术领域

本发明涉及一种下一代接入系统补偿技术领域的方法，具体是涉及一种正交频分复用-无源光网络（Orthogonal Frequency Division Multiplexing-Passive OpticalNetworks, OFDM-PON）系统中基于VOLTERRA模型的非线性补偿方法。

背景技术

在接收机上使用基于VOLTERRA模型的非线性损伤补偿方法，可以改善OFDM- PON系统的可靠性和抗干扰能力。

现有的非线性损伤补偿方法主要针对光纤通信系统中存在相位噪声、交叉相位调制、自相位调制、四波混频以及加性非高斯噪声等非线性影响，目前已有的研究方案主要集中在光OFDM（Optical OFDM, O-OFDM）系统之中。现有的基于导频序列的非线性补偿算法为：在发射端和接收端存储一个预先设计的相同序列，接收端在利用训练序列得到并储存基本信道状态信息（Channel State Information, CSI）。发送端发送的带有预设序列的信息到达接收端后，首先经过自相位调制补偿器模块，再提取特定位置上的信息与接收端所存储的预设序列相乘，选取对应的结果用于相位噪声补偿。该方法的缺点是需要依赖自相位调制补偿模块才能更好地实现相位补偿过程；基于数字预失真（Digital Pre-Distortion, DPD）的补偿方法为：在发射端和接收端部署相同的DPD模块，将接收端的DPD输出与发射端的DPD输出比较，并将比较结果作为接收端DPD的输入信号之一。DPD模块利用多项式函数逼近O-OFDM系统的非线性影响，依赖于敏感、高速的光电检测器和模数转换器。该方法的缺点是在实际部署过程中，需要较高的设备成本；基于VOLTERRA模型的补偿方法为：在发射端和接收端存储相同的序列，发射端将该序列发送之后，在接收端利用VOLTERRA级数分解接收序列，该级数的基向量由接收端存储的序列构成。之后求解出基向量的系数向量即可实现VOLT- ERRA模型的建立，并进一步根据该模型实现O-OFDM系统的辨识。该方法的缺点在于系数向量不能自适应调整，且系数向量求解过程需要的计算量较大，使得系统计算效率恶化。另外，上述3种方法均只实现针对O-OFDM系统的非线性补偿，未针对OFDM-PON系统作进一步分析。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提出了一种OFDM-PON系统中基于VOLTERRA模型的非线性损伤补偿方法，解决现有补偿方法不能有效应对OFDM-PON系统且补偿方法复杂度高、性能较低以及自适应系数调整的问题，提高系统的可靠性和抗干扰能力。

为了达到上述目的，本发明的构思为：在OFDM-PON系统接收端的数字信号处理（Digital Signal Processing, DSP）模块中实现基于VOLTERRA模型的补偿器，根据发射端和接收端所存储序列，构建非线性辨识方案，并将无限的基系数映射到有限的系数向量上，实现VOLTERRA非线性辨识模型的求解和系统非线性影响的补偿。

根据上述的发明构思，本发明通过以下技术方案实现。

一种OFDM-PON系统中基于VOLTERRA模型的非线性损伤补偿方法，其特征在于具体操作步骤如下：

步骤一、存储相同序列：在发射端与接收端分别存储相同的序列到数据库；