[发明专利]一种自适应的多参量非线性因子联合估计方法

说明书

本发明公开了一种自适应的多参量非线性因子联合估计方法，包括以下步骤：接收端接收两个偏振态的信号即X偏振态和Y偏振态，两个偏振态的信号进行傅立叶变换，转换成为频域信号，在频域中进行色散补偿；将X偏振态归一化的还原信号功率P_x表示为：对原始公式进行改进，通过改进后公式将链路接收端的功率p与接收到的归一化功率进行分离；得到非线性因子、非线性补偿参数以及接收端光功率的联合多参量乘积；任意地设定多参量乘积的初始值，对光纤非线性效应进行初始的补偿；本发明实现多个信道参量的联合估计，提升了整个传输系统的灵活性和鲁棒性，使其更加适应于未来动态的骨干网传输系统，具有一定的研究价值以及应用前景。

技术领域

本发明涉及长距离的、大容量的、高速的骨干网领域，尤其是一种自适应的多参量非线性因子联合估计方法。

背景技术

1966年，“光纤之父”高锟博士提出利用玻璃纤维作为传输介质应用于通讯的理论，并分析了应用于通讯的玻璃纤维所需要的玻璃纯度和成分；1970年，玻璃纤维制造业巨头美国康宁公司研制出第一条适用于通讯行业的低损耗石英光纤。1981年，第一个光纤通讯系统问世，标志着一场新的技术革命正式开始。随着光纤通讯的广泛研究和使用，提升传输容量得到广大研究者的关注。

19世纪80年代末，厉鼎毅博士提出使用波分复用的方法，提升系统的传输容量，研制了第一套波分复用光通讯系统。传统的光通讯系统利用直接探测的方法检测信号，只能适用于强度调制格式的信号，因此对进一步提升信道容量和传输距离具有一定的限制。19世纪90年代末，在这个背景条件下，相干光通信得到很大的关注和青睐。由于相干光通信既可以探测强度调制格式，也可以探测相位调制格式，同时信号在光纤传输中的经历色散、偏振模式色散等线性损伤以及非线性克尔效应，都可以在相干光通信的接收机中进行补偿。光纤中的线性损伤可以在相干接收机中的数字信号处理单元得到很好的补偿，然而非线性效应已经成为限制光通信传输容量和距离的主要因素。

2008年，美国斯坦福大学的研究人员提出了使用接收端后向传输算法补偿非线性和线性效应，该方法能够实现很好的非线性效应补偿也是目前主流的非线性补偿技术，然而该算法需要预知传输链路的相关参数，使其实用性降低。因此提升后向传输算法的灵活性，得到了广大研究者的关注。2014年，德国埃尔朗根-纽伦堡大学的研究人员提出了基于相位噪声方差的方法对非线性因子进行自适应估计。2015年，西南交通大学闫连山教授课题组提出基于强度噪声方差的方法对非线性因子进行自适应估计。然而后向传输算法在补偿非线性效应时，需要预知多个参数(例如：非线性因子、非线性补偿参数和接收端功率等)。因此为了进一步提升补偿的灵活性，多个参量的联合估计将具有重要的实际意义和应用前景。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种自适应的多参量非线性因子联合估计方法，适用于任意阶的调制格式，以及大容量的、长距离的传输系统；通过相干接收机得到传输信号的偏振、强度以及相位信息，在数字信号处理单元里面实现自适应的多参量非线性因子联合估计，进而实现非线性的补偿。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种自适应的多参量非线性因子联合估计方法，包括以下步骤：

步骤1：接收端接收两个偏振态的信号即X偏振态和Y偏振态，两个偏振态的信号进行傅立叶变换，转换成为频域信号，在频域中进行色散补偿，即：

其中，IFFT(·)和FFT(·)分别为傅里叶变换和傅里叶反变换；X_CD、X_in、ω、分别表示色散补偿的信号、输入信号、信号频率以及色散引起的相移；

步骤2：将X偏振态归一化的还原信号功率P_x表示为：