[发明专利]一种光通信系统非线性简化建模及模型系数自适应获取方法

权利要求书

1.一种光通信系统非线性简化建模及模型系数自适应获取方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)通过直接探测的光通信系统接收信号,接收到的信号表示如下：

其中，s(t)是传输的光信号，A为直流偏置，h(t)是光纤的脉冲响应，其频率响应可以表示为H(f)＝exp(-jπDλ²Lf²/c)，其中，D为光纤色散，λ为光波长，f是相对于光载波的频率偏移，L是光纤长度，c为真空中光速；

2)对接收到的信号r(t)进行根号项的泰勒级数展开如下：

由于s(t)为实数，所以s(t)＝s^*(t),频域中等效的传递函数H_eq(f)＝cos(πDλ²Lf²/c)；

借助维特拉级数理论，将系统总体响应简化，表示成多次项乘积和的形式如下：

上式右边一次项和表示系统的线性响应，二次项、三次项及其余多次项和表示系统的非线性失真；

x(i),y(i)分别为系统输入和输出信号，h_k(i)，h_kl(i),h_klm(i)为线性项系数、二阶非线性项、三阶非线性项系数，N为系统记忆长度；

对于直接探测系统而言，二阶非线性分量为主要的非线性来源，因此将维特拉级数简化如下模型：

其中，h_k(i)为线性项系数、h_l(i)为二阶非线性项系数，N为系统线性记忆长度，NL为系统非线性记忆长度；

3)获取上式模型各非线性项系数：基于改进级联多模算法，利用发送信号星座点分布在不同的方形区域四条边上的统计规律，将依赖收敛半径的单一的误差函数转变成正交的两个误差函数；

其误差函数表示如下：

ε_I＝||||y_I(i)|-Am₁|-Am₂|...-Am_n-1|-Am_n

ε_Q＝||||y_Q(i)|-Am₁|-Am₂|...-Am_n-1|-Am_n (4)

其中：

y_I(i)＝real(y(i))

y_Q(i)＝imag(y(i))

Am₁＝(L₁+L₂)/2

Am₂＝(L₃-L₁)/2

......

Am_n-1＝(L_n-L_n-2)/2

Am_n＝(L_n-L_n-1)/2 (5)

上式中L₁，L₂，…，L_n为编码信号星座图中的正交坐标模值；

该方案的均衡器系数更新和输出修正如下：

y(i)＝y_II(i)+j·y_lQ(i)+y_nl(i)(8)

M_I(i)＝sign(|...|y_I(i)-A_m1|-A_m2..|-A_mn-1)...sign(|y_I(i)|-A_m1)sign(y_I(i))

M_Q(i)＝sign(|...|y_Q(i)-A_m1|-A_m2..|-A_mn-1)...sign(|y_Q(i)|-A_m1)sign(y_Q(i))

(9)

H→22(i+1)=H→22(i)+μϵQMQ(i)X→Q*(i)---(10)]]>

上式中sign为求符函数，为卷积符号，“*”为共轭转置符号；y为均衡器输出信号，y₁、y_nl分别为均衡器输出信号的线性分量、非线性分量，输入信号向量为均衡器输出的误差值，分别为均衡器线性系数，为均衡器非线性系数，M为符号算子，参数下标I/Q表示该参数为原参数的I/Q分量，u为均衡器更新步长。