[发明专利]一种基于BP算法和非线性DFE算法的光接收机

说明书

本发明涉及一种基于BP算法和非线性DFE算法的光接收机，包括：相干检测装置，用于将接收到的光信号转化为电信号；数字反向传输装置，通过计算光波在光纤中的反向传输，对信号进行色散补偿和非线性补偿；线性补偿装置，通过用于信号线性补偿的算法对信号进行线性补偿；载波相位频率补偿装置，用于对光信号进行载波相位和频率补偿；非线性判决反馈均衡器装置，用于对信号进行进一步的非线性补偿；数字解调装置，用于对已经做完补偿的信号进行数字解调。与现有技术相比，本发明将数字反向传输算法和判决反馈均衡器算法结合，有利于提高非线性补偿性能，解决了非线性DFE算法在高误码率下的收敛问题。

技术领域

本发明涉及光通信系统领域，尤其是涉及一种基于BP算法和非线性DFE算法的光接收机。

背景技术

光信号在光纤系统传输过程中，由于色散效应、偏振模色散、光纤非线性等原因会造成信号损伤。数字信号处理技术在光通信系统是一种常用的处理技术，能有效的减少色散和偏振相关效应造成的线性损伤，但与克尔效应相关的非线性效应仍然是高速光通信系统中进一步提高性能的障碍。数字反向传输算法利用反向非线性薛定谔方程，补偿相干光传输过程中的损伤。可采用分步傅里叶方法(split-step Fourier method,SSFM)，交替在时域和频域分别进行非线性和线性步骤求解反向非线性薛定谔方程，结果精确；由于大量的时频变换，计算速度较慢；采用较大的步长可加快计算，但是会影响补偿精度和效果。

使用Volterra级数来解非线性薛定谔方程，并采用一种并行结构来简化计算，是补偿非线性的另一种方案。Volterra级数可以用来描述非线性系统，含有频域和时域两种解法。其中频域中计算精度高，但同样计算较为复杂。而时域算法计算快捷，精度损失也不大。在时域Volterra算法中采用并行结构，对信号同时进行色散补偿和非线性补偿，最后两者相加得到补偿结果。文献1“Time-Domain Volterra-Based Digital Backpropagationfor Coherent Optical Systems”(F.P.Guiomar,S.B.Amado,C.S.Martins andA.N.Pinto,in Journal of Lightwave Technology,vol.33,no.15,pp.3170-3181,1Aug.1,2015.)中提出，经过简化的频域方法可以转换到时域中，提出了时域(TD)Volterra级数非线性均衡器(Volterra series nonlinear equalizer,VSNE)，用于减轻偏振复用(polarization-multiplexed，PM)相干光传输系统中与克尔效应相关的失真。并且在TD-VSNE中插入功率加权时间窗口，降低空间分辨率和滤波器大小，而不影响性能。通过数值模拟，证明了计算量和延迟相较于加权分步傅立叶法(weighted SSFM，W-SSFM)分别减少了45％和70％。但是该方法仍需要大量的计算资源，和第一种方法一样，如果采用较大的步长可加快计算，但是会影响补偿精度和效果。

文献2“Modified Nonlinear Decision Feedback Equalizer for Long-HaulFiber-Optic Communications”(D.Maiti and M.Brandt-Pearce,in Journal ofLightwave Technology,vol.33,no.18,pp.3763-3772,15Sept.15,2015.)中提出一种改良的非线性判决反馈均衡器，设计用于具有周期性色散补偿的传统光通信系统，性能与数字反向传播相当，但计算量更简单，即使在非线性显著的高功率情况下也能有效地补偿线性和非线性物理损伤效应。但该方法存在高误码率下的收敛问题，且其补偿性能有待进一步提高。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于BP算法和非线性DFE算法的光接收机。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：