专利名称：非线性损伤补偿方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明和相干光通信相关，特别是和偏振相干光通信系统的非线性损伤补偿有关。
背景技术：
自相位调制(Self-Phase Modulation, SPM)或者信道内非线性(intra-channelnonliearity)所引起的相位噪声和波形损伤是导致长距离传输光通信系统代价的主要来源之一。在相干光通信系统中，可以利用相干接收机的数字反向传输(Back-Propagation, BP)单元来补偿自相位调制的非线性损伤。同样，反向传输的非线性补偿也可以用在发射机中，通过发射经预补偿的光信号，来抵消光纤传输链路造成的非线性损伤。图I示意性地示出了采用反向传输技术的接收机的框图。如图I所示，在采用反向传输技术的接收机中，由反向传输单兀对经前端处理的信号进行反向传输处理，由于反向传输处理单元主要用于非线性补偿，因而在本文中也被称为非线性损伤补偿装置。一个接收机中通常包括多个串联的反向传输处理单元(图中以XM示出，即具有M级的反向传输单元)。如图I所示，每一级反向传输单元包含一个色散补偿器(CDC)和一个非线性补偿器(NLC)。CDC用于补偿线性损伤，即色散损伤；NLC用于补偿非线性损伤，即自相位调制损伤。图I中接收机的其他装置，包括均衡、偏振解复用、频差补偿、相位恢复、数据恢复都是本领域所知的，其结构可参考专利中国专利申请“频差补偿装置和方法、光相干接收机”(发明人李磊，申请号200710196347. 8)和“相位估计装置和方法”(发明人陶振宁，申请号200710188795. 3)等。通过引用将这两个专利合并在本文中，如同在本文中完全阐述了一样。图2给出了非线性补偿器(NLC)的结构。如图2所示，非线性补偿器(NLC)由两部分组成，分别是非线性损伤计算器和非线性损伤消除器。非线性损伤计算器用以计算各种非线性损伤；非线性损伤消除器利用前者计算的输出来消除信号中的非线性损伤。图3是常规的非线性补偿器(NLC)中的非线性损伤计算器的结构。信号的瞬时功率之和被作为非线性损伤的度量，记作9⑴。图4示出了常规的非线性补偿器(NLC)中的非线性损伤消除器的结构。图3计算出的非线性损伤9⑴经过指数运算后，被分别乘到信号的X和Y偏振态上，用以消除非线性损伤。由于最终使用乘法运算消除非线性损伤，因而9(t)可以被称为乘性参数。图5是常规的经改进的非线性损伤计算器的结构。信号的瞬时功率之和经过加权平均后，被作为非线性损伤的度量。对于该非线性损伤计算器计算出的非线性损伤度量，可以使用与图4的相同的非线性损伤消除器来消除。这些传统的反向传输的方法的缺点是精度不够高，所需要的级数过多，导致在实际的偏振通信系统中无法实现。
下面列出了对理解本发明有益的参考文献，通过引用将它们并入本文中，如同在本文中完全描述了一样。1> Ezra Ip, JLT, vol 26，no 20，pp 3416(2008)；2、Shoichiro Oda, 0FC2009, paper 0ThR63、X. Wei, Opt. Lett. , vol 31, no 17, pp 2544(2006)；4、A. Mecozzi, PTL, vol 12, no 4, pp 392(2000)；5, Lei Li, 0FC2011, paper 0WW
发明内容
本发明鉴于现有技术的前述问题而做出，用以消除或缓解因常规技术的局限和缺点所产生的一个或更多个问题，至少提供一种有益的选择。 为了实现以上目的，根据本发明的一个方面，提供了一种非线性损伤补偿方法，所述方法包括加性参数确定步骤，利用输入信号的采样时间以不同时间变化的多个采样信号组确定加性参数，所述加性参数是表示非线性损伤的量的参数；以及相减步骤，将所述加性参数从所述输入信号中减去。在一种实施方式中，所述方法还包括延时步骤，对所述输入信号进行延时。在这种情况下，所述相减步骤将所述加性参数从所述经延迟的输入信号中减去。根据本发明的另一个方面，提供了一种非线性损伤补偿装置，所述装置包括力口性参数确定单元，利用输入信号的采样时间以不同时间变化的多个采样信号组确定加性参数，所述加性参数是表示非线性损伤的量的参数；以及相减单元，将所述加性参数从所述输入信号中减去。在一种实施方式中，所述装置还包括延时单元，对所述输入信号进行延时。在这种情况下，所述相减单元将所述加性参数从所述经延迟的输入信号中减去。为了克服这个困难，本专利的实施方式提供了一种时域、偏振联合处理的非线性补偿方法和装置。通过在每一级反向传输单元中计算加性干扰，并从输入信号中减去，可以在达到相同性能的条件下，使用更少级数的反向传输单元，从而进一步降低复杂度。应该注意，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、要件、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、要件、步骤或组件的存在或附加。以上的一般说明和以下结合附图的详细说明都是示意性的，不是对本发明的保护范围的限制。
从以下参照附图对本发明的详细描述中，将更清楚地理解本发明的以上和其它目的、特征和优点。在附图中图I示意性地示出了采用反向传输技术的接收机的框图；图2给出了非线性补偿器(NLC)的结构；图3是常规的非线性补偿器(NLC)中的非线性损伤计算器的结构；图4是传统的非线性补偿器(NLC)中的非线性损伤消除器的结构；图5是常规的经改进的非线性损伤计算器的结构；图6出了依据本发明的一种实施方式的非线性补偿器的示意性结构框图；图7示出了依据一种实施方式的加性参数计算单元的示意图8示出了依据一种实施方式的加性参数计算单元的计算流程图；图9示出了依据一种实施方式的加性参数计算单元的计算流程图；图10示出了依据一种实施方式的加性参数计算单元的计算流程图；图11示出了一种实施方式的NLC反向传输单元的结构示意图；图12示出了另一种实施方式的反向传输单元的结构示意图13示出了反向传输单元在发射机中的位置；以及图14示出了依据本发明本实施模式的一种实施方式的非线性补偿方法的示意流程图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明进行详细说明，附图和这些说明都是示意性的，不是对本发明保护范围的限制。本专利提供的非线性损伤计算和消除方法适用于但不限于mPSK、mQAM、mAPSK等各种调制格式，以及子载波复用或OFDM技术。图6出了依据本发明的第二实施方式的非线性补偿器的示意性结构框图。如图6示，依据本发明的第二实施方式的非线性补偿器600包括加性参数计算单元601、延迟单元602以及减法单元603。加性参数计算单元601利用输入信号的多组采样信号确定加性参数。延迟单元602对所述输入信号进行延时。减法单元603用于将所述加性参数从所述经延迟的输入信号中减去。下面对加性参数计算单元601进行说明。图7示出了依据一种实施方式的加性参数计算单元601的示意图。根据一种实施方式，所述加性参数计算单元601包括采样单元701、第一偏振态自身的非线性损伤计算单元702、第二偏振态对第一偏振态的非线性损伤计算单元703、第二偏振态自身的非线性损伤计算单元704、第一偏振态对第二偏振态的非线性损伤计算单元705、第一求和单元706和第二求和单元707。根据一种实施方式，米样单兀701获取第一偏振态的多个第一时间米样和多个第二时间米样和第二偏振态的多个第一时间米样和多个第二时间米样，所述第一偏振态的多个第一时间采样是所述第一偏振态的信号的采样时间以第一时间变化的多个采样，所述第一偏振态的多个第二时间采样是采样时间以第二时间变化的多个采样，所述第二偏振态的多个第一时间采样是所述第二偏振态的信号的采样时间以第一时间变化的多个采样，所述第二偏振态的多个第二时间采样是所述第二偏振态的信号的采样时间以第二时间变化的多个采样，所述第一时间和第二时间之间具有一定的函数关系。第一偏振态自身的非线性损伤计算单元702通过对第一偏振态的多个第一时间采样和多个第二时间采样进行处理，得到第一偏振态自身的非线性损伤；第二偏振态对第一偏振态的非线性损伤计算单元703通过对第一偏振态的多个第一时间米样和多个第二时间米样和第二偏振态的多个第一时间米样和多个第二时间米样进行处理计算第二偏振态对第一偏振态的非线性损伤；第二偏振态自身的非线性损伤计算单元704通过对第二偏振态的多个第一时间采样和多个第二时间采样进行处理，得到第二偏振态自身的非线性损伤；第一偏振态对第二偏振态的非线性损伤计算单元705通过对第一偏振态的多个第一时间米样和多个第二时间米样和第二偏振态的多个第一时间米样和多个第二时间米样进行处理计算第一偏振态对第二偏振态的非线性损伤。在一个实施例中，采样单元在以时间变量tl变化的时间点采集两组多个信号，第
一偏振态自身的非线性损伤计算单元702根据
权利要求
1.一种非线性损伤补偿方法，所述方法包括 加性参数确定步骤，利用输入信号的采样时间以不同时间变化的多个采样信号组确定加性参数，所述加性参数是表示非线性损伤的量的参数；以及相减步骤，将所述加性参数从所述输入信号中减去。
2.根据权利要求I所述的方法，所述加性参数确定步骤包括 米样步骤，获取第一偏振态的多个第一时间米样和多个第二时间米样和第二偏振态的多个第一时间采样和多个第二时间采样，所述第一偏振态的多个第一时间采样是所述第一偏振态的信号的采样时间以第一时间变化的多个采样，所述第一偏振态的多个第二时间采样是所述第一偏振态的信号的采样时间以第二时间变化的多个采样，所述第二偏振态的多个第一时间采样是所述第二偏振态的信号的采样时间以第一时间变化的多个采样，所述第二偏振态的多个第二时间采样是所述第二偏振态的信号的采样时间以第二时间变化的多个采样，所述第一时间和第二时间之间具有一定的函数关系； 第一偏振态自身的非线性损伤计算步骤，通过对第一偏振态的多个第一时间采样和多个第二时间采样进行处理，得到第一偏振态自身的非线性损伤； 第二偏振态对第一偏振态的非线性损伤计算步骤，通过对第一偏振态的多个第一时间米样和多个第二时间米样和第二偏振态的多个第一时间米样和多个第二时间米样进行处理计算第二偏振态对第一偏振态的非线性损伤； 第二偏振态自身的非线性损伤计算步骤，通过对第二偏振态的多个第一时间采样和多个第二时间采样进行处理，得到第二偏振态自身的非线性损伤； 第一偏振态对第二偏振态的非线性损伤计算步骤，通过对第一偏振态的多个第一时间米样和多个第二时间米样和第二偏振态的多个第一时间米样和多个第二时间米样进行处理计算第一偏振态对第二偏振态非线性损伤； 第一加法步骤，将第一偏振态自身的非线性损伤与第二偏振态对第一偏振态的非线性损伤相加；以及 第二加法步骤，将第二偏振态自身的非线性损伤与第一偏振态对第二偏振态的非线性损伤相加。
3.根据权利要求2所述的方法，其中， 所述采样步骤在以时间变量tl变化的时间点采集两组多个信号， 根据#2>0&2((+0&>+叫计算第一偏振态自身的非线性损伤，*号表示共 t\轭，h(t)是加权系数；Ex(t)表示时间t第一偏振态的信号，2；表示针对tl的所有取值进 t\行求和，j表示虚部，r表示非线性系数； 根据公式x+ 2M计算第二偏振态对第一偏振态的非线 t\性损伤； 根据公式x W G+“◎>+%)计算第二偏振态自身的非线性损伤；以及 t\ 根据公式x+2M进行计算第一偏振态对第二偏振态的 t\非线性损伤。
4.根据权利要求2所述的方法，其中，所述采样步骤在以时间变量tl变化的时间点采集两组多个信号，根据
5.根据权利要求2所述的方法，其中，所述加性参数确定步骤包括采样步骤，获取第一偏振态的多个第一时间采样、多个第二时间采样和多个第三时间 采样，第二偏振态的多个第一时间采样、多个第二时间采样以及多个第三时间采样，所述第 一偏振态的多个第一时间采样是所述第一偏振态的信号的采样时间以第一时间变化的多 个采样，所述第一偏振态的多个第二时间采样是采样时间以第二时间变化的多个采样，所 述第一偏振态的多个第三时间采样是采样时间以第一时间+第二时间变化的多个采样，所 述第二偏振态的多个第一时间采样是所述第二偏振态的信号的采样时间以第一时间变化 的多个采样，所述第二偏振态的多个第二时间采样是以采样时间第二时间变化的多个采 样，所述第二偏振态的多个第三时间采样是采样时间以第一时间+第二时间变化的多个采 样，所述第一时间和所述第二时间相互独立；第一偏振态自身的非线性损伤计算步骤，通过对第一偏振态的多个第一时间采样、多 个第二时间采样以及多个第三时间采样进行处理，得到第一偏振态自身的非线性损伤； 第二偏振态对第一偏振态的非线性损伤计算步骤，通过对第一偏振态的多个第一时间 采样、多个第二时间采样以及第三时间采样和第二偏振态的多个第一时间采样、多个第二 时间采样以及第三时间采样进行处理计算第二偏振态对第一偏振态的非线性损伤；第二偏振态自身的非线性损伤计算步骤，通过对第二偏振态的多个第一时间采样、多 个第二时间采样以及多个第三时间采样进行处理，得到第二偏振态自身的非线性损伤；第一偏振态对第二偏振态的非线性损伤计算步骤，根据第一偏振态的多个第一时间米 样、多个第二时间采样和多个第三时间采样和第二偏振态的多个第一时间采样、多个第二 时间采样和多个第三时间采样计算第一偏振态对第二偏振态的非线性损伤。
6.根据权利要求5所述的方法，其中所述第一偏振态自身的非线性损伤计算步骤根据
7.一种非线性损伤补偿装置，所述装置包括 加性参数确定单元，利用输入信号的采样时间以不同时间变化的多个采样信号组确定加性参数，所述加性参数是表示非线性损伤的量的参数；以及相减单元，将所述加性参数从所述经延迟的输入信号中减去。
8.根据权利要求7所述的装置，所述加性参数确定单元包括 米样单兀，获取第一偏振态的多个第一时间米样和多个第二时间米样和第二偏振态的多个第一时间采样和多个第二时间采样，所述第一偏振态的多个第一时间采样是所述第一偏振态的信号的采样时间以第一时间变化的多个采样，所述第一偏振态的多个第二时间采样是所述第一偏振态的信号的采样时间以第二时间变化的多个采样，所述第二偏振态的多个第一时间采样是所述第二偏振态的信号的采样时间以第一时间变化的多个采样，所述第二偏振态的多个第二时间采样是所述第二偏振态的信号的采样时间以第二时间变化的多个采样，所述第一时间和第二时间之间具有一定的函数关系； 第一偏振态自身的非线性损伤计算单元，通过对第一偏振态的多个第一时间采样和多个第二时间采样进行处理，得到第一偏振态自身的非线性损伤； 第二偏振态对第一偏振态的非线性损伤计算单元，通过对第一偏振态的多个第一时间米样和多个第二时间米样和第二偏振态的多个第一时间米样和多个第二时间米样进行处理计算第二偏振态对第一偏振态的非线性损伤； 第二偏振态自身的非线性损伤计算单元，通过对第二偏振态的多个第一时间采样和多个第二时间采样进行处理，得到第二偏振态自身的非线性损伤； 第一偏振态对第二偏振态的非线性损伤计算单元，通过对第一偏振态的多个第一时间米样和多个第二时间米样和第二偏振态的多个第一时间米样和多个第二时间米样进行处理计算第一偏振态对第二偏振态非线性损伤； 第一加法单元，将第一偏振态自身的非线性损伤与第二偏振态对第一偏振态的非线性损伤相加；以及 第二加法单元，将第二偏振态自身的非线性损伤与第一偏振态对第二偏振态的非线性损伤相加。
9.根据权利要求7所述的装置，其中，所述加性参数确定单元包括 采样单元，所述采样单元获取第一偏振态的多个第一时间采样、多个第二时间采样和多个第三时间采样，第二偏振态的多个第一时间采样、多个第二时间采样以及多个第三时间采样，所述第一偏振态的多个第一时间采样是所述第一偏振态的信号的采样时间以第一时间变化的多个采样，所述第一偏振态的多个第二时间采样是采样时间以第二时间变化的多个采样，所述第一偏振态的多个第三时间采样是采样时间以第一时间+第二时间变化的多个采样，所述第二偏振态的多个第一时间采样是所述第二偏振态的信号的采样时间以第一时间变化的多个采样，所述第二偏振态的多个第二时间采样是以采样时间第二时间变化的多个采样，所述第二偏振态的多个第三时间采样是采样时间以第一时间+第二时间变化的多个采样，所述第一时间和所述第二时间相互独立； 第一偏振态自身的非线性损伤计算单元，通过对第一偏振态的多个第一时间采样、多个第二时间采样以及多个第三时间采样进行处理，得到第一偏振态自身的非线性损伤；第二偏振态对第一偏振态的非线性损伤计算单元，通过对第一偏振态的多个第一时间采样、多个第二时间采样以及第三时间采样和第二偏振态的多个第一时间采样、多个第二时间采样以及第三时间采样进行处理计算第二偏振态对第一偏振态的非线性损伤； 第二偏振态自身的非线性损伤计算单元，通过对第二偏振态的多个第一时间采样、多个第二时间采样以及多个第三时间采样进行处理，得到第二偏振态自身的非线性损伤； 第一偏振态对第二偏振态的非线性损伤计算单兀，根据第一偏振态的多个第一时间米样、多个第二时间采样和多个第三时间采样和第二偏振态的多个第一时间采样、多个第二时间采样和多个第三时间采样计算第一偏振态对第二偏振态的非线性损伤。
10.根据权利要求9所述的装置，其中 所述第一偏振态自身的非线性损伤计算单元根据
全文摘要
本发明涉及非线性损伤补偿方法和装置，所述方法包括加性参数确定步骤，利用输入信号的采样时间以不同时间变化的多个采样信号组确定加性参数，所述加性参数是表示非线性损伤的量的参数；以及相减步骤，将所述加性参数从所述经延迟的输入信号中减去。
文档编号H04B10/255GK102655432SQ20111005286
公开日2012年9月5日 申请日期2011年3月4日 优先权日2011年3月4日
发明者严伟振, 星田刚司, 陶振宁 申请人:富士通株式会社