一种采用预失真处理的S-CADD接收机检测方法

本发明涉及光纤通信，更具体地，涉及一种采用预失真处理的对称载波辅助差分检测(s-cadd)接收机的检测方法。

背景技术：

1、相干检测由于其卓越的光强度和相位恢复能力，即场恢复能力，对光通信产生了深远的影响。与直接检测的传统强度调制不同，场恢复支持同相/正交(iq)调制，提高了传输频谱效率。此外，通过获取光场信息，利用数字信号处理(dsp)技术，可以对色散(cd)，偏振模色散(pmd)等光场损伤进行数字补偿。然而，由于硬件的复杂性和激光器的严格要求，相干收发器相对昂贵。因此直接检测在短距离应用中仍然占主导地位，例如数据中心互连(dci)。

2、为了弥补直接检测和相干检测之间的差距，自相干检测方案引起了广泛的研究兴趣，该方案在发射机处插入强载波，并随携带信息的信号一起传播。利用单端光电二极管(pd)进行平方律检测，可以从信号载波拍频项中提取信号，并在不使用本振的情况下重构光场。由于直接检测通常只提供强度信息，到目前为止，在各种提出的仅强度检测方案中，信号主要被限制在单边带(ssb)调制格式。在这种检测方案中，信号-信号的拍频干扰(ssbi)是主要的限制因素。

3、因此，为了减轻ssbi的影响，目前提出了一些解决方案。例如在载波和信号之间放置一个与信号带宽等宽的频率间隙，在经过pd检测后，产生的ssbi将落在频率间隙之中，与所需的信号载波拍频项完全分离。但这会使电频谱效率降低至少一半。又或者在接收端dsp采用ssbi迭代缓解的方法，经过数次迭代，能够有效地抑制ssbi。这种方法的优点是不会造成频谱的浪费，但其前提是cspr足够大，以减轻ssbi失真的影响。

4、最近，提出了一种基于场恢复的复值双边带(dsb)信号接收方案，即对称载波辅助差分检测(s-cadd)。上边带和下边带都填充了不相关的信息承载信号。与ssb调制相比，在不牺牲接收机灵敏度的情况下，电频谱效率提高了约1.8倍。

5、对于s-cadd接收方案，通常采用正交频分复用(ofdm)调制技术。为了尽可能提高电频谱效率，采用了ssbi迭代缓解的方法处理ssbi。然而，s-cadd接收机的性能受到非理想传递函数的影响，这需要添加一个高功率载波，并在传递函数的零幅值频率附近插入频率间隙，以隔离增强ssbi对期望信号的干扰。然而过高功率的载波也带来了一些其他的问题。过大的载波功率带来了：1)功率效率的牺牲；2)降低系统的有效光信噪比；3)产生更严重的非线性效应。虽然增大频率间隙是缓解cspr过高的有效方法，但频谱效率的利用率将直接决定硬件设备的成本。

技术实现思路

1、针对现有技术的缺陷，本发明的目的是在保持频率间隙一定的情况下，以更小的cspr实现相同或更好的ber性能。

2、为实现上述目的，本发明实施提供了一种基于预失真的s-cadd接收机降低cspr的处理方法，能够在不牺牲频谱效率的情况下，改善系统的整体ber性能。本处理方法通过在发射端数字信号处理(dsp)中，根据s-cadd接收机固有传输函数的特点，对信号进行部分预失真处理，通过调整预失真系数可以有效优化系统整体性能。

3、在一个可选的实施例中，一种基于预失真的s-cadd接收机降低cspr的方法，包括：

4、采用正交频分复用(ofdm)系统的s-cadd接收机在发射端dsp模块的快速傅里叶逆变换(ifft)之前，对信号进行部分预失真处理，在规定范围内对预失真系数进行扫描，通过分析接收端dsp处理后的系统整体ber性能，确定最佳的预失真系数。

5、在一个可选的实施例中，所述的基于预失真的s-cadd接收机降低cspr的方法，其特征在于在发射端dsp中引入部分预失真处理：

6、预失真处理在信号的ifft之前进行，对信号的频谱乘以一个预失真函数，预失真处理可以由下式表示：

7、

8、f表示频率；γ表示预失真系数；s(f)和spre(f)分别表示预失真之前和预失真之后的信号频谱；*表示共轭运算；t(f)表示s-cadd接收机中光延迟线的频域响应；由t(f)所构成的项为s-cadd接收机传输函数的逆，表示如下：

9、

10、在一个可选的实施例中，所述的基于预失真的s-cadd接收机降低cspr的方法，其特征在于在规定范围内对预失真系数进行扫描：

11、预失真系数的调节范围为[0,1)，根据所需要的精确度和实现复杂度，设置预失真系数的点数为n+1，则相邻两个预失真系数的间隔大小为1/n，可以得到预失真系数的集合为：

12、

13、其中，ε表示一个无穷小的正数。

14、在一个可选的实施例中，所述的基于预失真的s-cadd接收机降低cspr的方法，其特征在于分析经过预失真处理后信号在接收端dsp处理后的系统整体ber性能，即为最佳的预失真系数。

15、通过对预失真系数进行扫描，在接收端dsp中可以得到一组系统ber的集合为：

16、ber＝[b0,b1,b2,...,bn]

17、在对集合中的元素进行比较大小时，误码率最小的bi所对应的预失真系数i/n，即是本发明所找到的最佳预失真系数。

18、与现有技术相比，本发明的优点在于：在不牺牲频谱效率的情况下，与无预失真的方案进行对比，系统所需的最佳cspr能够降低2-3db。在cspr＝3db的情况下，光信噪比灵敏度增益高达2.3db。

技术特征：

1.一种采用预失真处理的s-cadd接收机检测方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的采用预失真处理的s-cadd接收机检测方法，其特征在于，所述部分预失真处理包括：

3.根据权利要求1所述的采用预失真处理的s-cadd接收机检测方法，其特征在于，所述在规定范围内对预失真系数进行扫描包括：

4.根据权利要求1所述的采用预失真处理的s-cadd接收机检测方法，其特征在于，所述通过分析接收端dsp处理后的系统整体ber性能，确定最佳的预失真系数包括：

技术总结
本发明公开了一种采用预失真处理的S‑CADD接收机检测方法，涉及光纤通信技术领域，在自相干光纤通信系统中，发射端通常都需要强载波信号与信息承载信号一起传输。由于载波本身并不携带信息，但却会占用大部分的光功率，因此研究低CSPR的方案有着重大意义。本处理方法通过在发射端数字信号处理中，根据S‑CADD接收机固有传输函数的特点，对信号进行部分预失真处理，通过调整预失真系数可以有效优化系统整体性能。在相同的条件下，对比于传统S‑CADD接收机的处理方法，能够有效降低所需的CSPR，提高光信噪比灵敏度，并实现更好的误码率性能。

技术研发人员：李建平,黄梓华,秦玉文
受保护的技术使用者：广东工业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17