[发明专利]一种概率整形正交振幅调制格式盲识别方法及系统

说明书

本发明公开了一种概率整形正交振幅调制格式盲识别方法及系统，属于光纤通信技术领域，包括：对发送端数字信号中的调制格式制定频偏码表；每种调制格式对应一个码表中的一个码字；根据频偏码表，在发送端数字信号上加载频偏后调制至光载波上；经调制后的光载波经过标准单模光纤传输后，在接收端被相干接收机接收后转化为电信号；接收端DSP模块将电信号转换为数字信号并对接收端数字信号进行数字频偏估计；对数字频偏判决，获取发送端加载在频偏上的数据；对照频偏码表，通过发送端加载在频偏上的数据识别发送端数字信号的调制格式。本发明能够有效解决目前高阶概率整形正交振幅调制格式的盲识别问题，并且不引入额外的开销。

技术领域

本发明属于光纤通信技术领域，更具体地，涉及一种概率整形正交振 幅调制格式盲识别方法及系统。

背景技术

随着英特网的广泛普及和一些新兴、大带宽业务运用的快速发展，特 别是4K极清电视点播宽带视频业务、虚拟现实、增强现实等新兴业务的兴 起，光纤通信容量需要进一步提高。同时，由于某些特定场合的特殊要求， 传输信号的频谱效率或是传输距离有特别要求，再考虑到应用的经济效益， 未来的光纤通信的接收机以及发射机必然是可以灵活调整信号的调制格式 及熵的。而最近被广泛研究的概率整形正交振幅调制格式可以灵活调整星 座图上点的发送概率，进而改变信号的熵，从而具有更加灵活，并且逼近 香农传输极限的特点。通过改变概率整形正交振幅调制格式的阶数以及信 号熵，可以满足未来光纤通信系统中的各种传输需求。

如图1所示是一个典型的光纤通信系统。发送端光信号产生单元通常 采用外调制。发送端DSP模块将需要发送的信号进行数字处理后，送入光 信号调制模块。然后光信号调制模块将信号调制到激光器发出的光载波上。 调制后的光载波被耦合进标准单模光纤传输。经过光纤传输后的载波进入 相干接收机被接收。相干接收机把本振光和接收到的载波进行干涉，从而 得到4路电信号：XI、XQ、YI、YQ。接收端DSP模块首先将四路电信号 转换为数字信号，然后对数字信号进行处理后得到最终的信息。如图2(a) ～2(c)所示是3个不同阶概率整形正交振幅调制星座图，星座点的亮度表 示了该发送端发送该星座点的概率，亮度越高，星座点出现的概率也越高。 星座点的概率满足麦克斯韦玻尔兹曼分布。发送端通过调整麦克斯韦玻尔 兹曼分布的整形参数，就可以改变星座点的发送概率，从而调整信号的熵， 从而调整传输信息的速率。采用不同的调制格式，可以满足不同的熵的调 节范围。当发送端根据需求调制不同的概率整形正交振幅调制格式时，在 接收端需要在得到数字信号后，需要对数字信号进行调制格式识别，来重 构接收端DSP模块，因为多数DSP算法是调制格式敏感的。现有的调制格 式识别的方法主要分别两类，一类是利用星座图的某些特征，例如振幅分 布直方图，斯托克斯域的聚类数量等，该类调制格式识别的方法是盲的，但是不适用于识别概率整形正交振幅调制格式。概率整形正交振幅调制格 式的星座图的振幅分布直方图都是麦克斯韦玻尔兹曼分布，基于振幅分布 直方图的盲调制格式识别不能提取不同概率整形正交振幅调制格式的特 征，不具有识别此调制格式的能力。而基于斯托克斯域的聚类方法，首先 需要将星座图变换到斯托克斯域，再根据各个类的中心点对星座点进行聚 类。这类方法在识别概率整形正交振幅调制格式时，无法找到各类的中心 点，并且对高阶调制格式来说，聚类的复杂度太高，实际中无法实现。另 一类是利用训练数据辅助的方法来完成调制格式识别，这一类方法需要格 外开销，会降低信息传输的净速率。为了不引入额外开销，一种可以实现 高阶概率整形正交振幅调制格式的盲识别方法是下一代光纤通信系统迫切 需要的。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种概率整形正交振幅 调制格式盲识别方法及系统，旨在实现高阶概率正交振幅整形调制格式的 盲识别。

为实现上述目的，本发明提供了一种概率整形正交振幅调制格式盲识 别方法，包括：

(1)制定频偏码表；

(2)根据频偏码表，在发送端对数字信号加载频偏后，再将加载频偏 的数字信号调制至发送端激光器发出的光载波上；