[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

摘要

本发明公开了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，包括以下步骤1)通过直接探测的光通信系统接收信号；2)对接收到的信号进行根号项的泰勒级数展开，借助维特拉级数理论简化模型；3)获取上式模型各非线性项系数。本发明提出了描述直接探测系统频率特性的简化模型级模型系数的获取方法，解决了直接探测光通信系统的低复杂度非线性建模问题，可应用到光通信设备信号系统响应建模及系统频率特性数据库构建中。本发明原理简洁，提出的简化建模方法具有较强的工程实用性。

主权项

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Heq(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，hk(i)，hkl(i),hklm(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，hk(i)为线性项系数、hl(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：εI＝||||yI(i)|‑Am1|‑Am2|...‑Amn‑1|‑AmnεQ＝||||yQ(i)|‑Am1|‑Am2|...‑Amn‑1|‑Amn   (4)其中：yI(i)＝real(y(i))yQ(i)＝imag(y(i))Am1＝(L1+L2)/2Am2＝(L3‑L1)/2......Amn‑1＝(Ln‑Ln‑2)/2Amn＝(Ln‑Ln‑1)/2     (5)上式中L1，L2，…，Ln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)＝yII(i)+j·ylQ(i)+ynl(i)      (8)MI(i)＝sign(|...|yI(i)‑Am1|‑Am2..|‑Amn‑1)...sign(|yI(i)|‑Am1)sign(yI(i))MQ(i)＝sign(|...|yQ(i)‑Am1|‑Am2..|‑Amn‑1)...sign(|yQ(i)|‑Am1)sign(yQ(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、ynl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。