一種模式相關(guān)損耗補(bǔ)償方法和裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種模式相關(guān)損耗補(bǔ)償方法，所述方法包括：在發(fā)送端，S1.對(duì)比特信號(hào)進(jìn)行星座調(diào)制；S2.對(duì)星座調(diào)制后的信號(hào)進(jìn)行模式時(shí)間編碼；S3.對(duì)模式時(shí)間編碼后的信號(hào)進(jìn)行光調(diào)制；S4.對(duì)光調(diào)制后的信號(hào)進(jìn)行模式耦合后，發(fā)送到少模光纖中傳進(jìn)行傳輸；在接收端，S5.對(duì)所述少模光纖中傳輸?shù)哪Ｊ今詈闲盘?hào)進(jìn)行解耦合；S6.對(duì)解耦合后的信號(hào)進(jìn)行相干解調(diào)；S7.對(duì)相干解調(diào)后的信號(hào)進(jìn)行信道均衡；S8.對(duì)信道均衡后的信號(hào)進(jìn)行模式時(shí)間譯碼；S9.對(duì)模式時(shí)間譯碼后的信號(hào)進(jìn)行星座解調(diào)，得到星座解調(diào)后的比特信號(hào)。本發(fā)明所述方法可以有效抑制傳輸過(guò)程中的模式相關(guān)損耗，提升系統(tǒng)性能。
【專利說(shuō)明】一種模式相關(guān)損耗補(bǔ)償方法和裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及通信【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種模式相關(guān)損耗補(bǔ)償方法和裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]伴隨著過(guò)去二十年中的指數(shù)型容量增長(zhǎng)，波分復(fù)用成為數(shù)據(jù)光網(wǎng)絡(luò)的重要技術(shù)形態(tài)。形成這種狀況的一個(gè)重要原因就是持續(xù)飛速提升的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)流量。然而近期的研究進(jìn)展表明波分復(fù)用光傳輸?shù)娜萘吭鲩L(zhǎng)正在明顯減速，而且其系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)正在快速接近非線性光纖傳輸?shù)南赊r(nóng)極限。少模光纖中的模分復(fù)用技術(shù)(Mode Divis1n Multiplexing,簡(jiǎn)稱MDM)是一種嶄新的光多輸入多輸出傳輸形式，并被人們期待為實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步提升光網(wǎng)絡(luò)容量的重要潛在方案。
[0003]MDM技術(shù)是利用光纖各個(gè)模式間的正交性,將每一個(gè)模式視為獨(dú)立的信道加載信號(hào)，形成多輸入多輸出(Multiple Input, Multiple Output,簡(jiǎn)稱ΜΙΜΟ)通道，以提高系統(tǒng)傳輸容量和頻譜效率。少模光纖，顧名思義，通過(guò)合理設(shè)計(jì)光纖，只有有限個(gè)模式被激勵(lì)并傳輸。這樣，相比于單模光纖，可以米用MDM技術(shù)擴(kuò)充單根光纖傳輸容量；相比于多模光纖,可以控制模式個(gè)數(shù)，優(yōu)化模式色散和串?dāng)_。
[0004]MDM技術(shù)雖然被認(rèn)為是提升光網(wǎng)絡(luò)容量的重要方法，但是MDM中的模式相關(guān)損耗(Mode Dependent Loss，簡(jiǎn)稱MDL)的存在，不僅使光纖傳輸過(guò)程中其他傳輸特性發(fā)生變化，還給傳輸系統(tǒng)造成惡化，如傳輸時(shí)偏振態(tài)波動(dòng)導(dǎo)致光信噪比變化，從而導(dǎo)致光功率的變化。它還能導(dǎo)致增益波動(dòng)，而且接收端補(bǔ)償器的性能也會(huì)受到影響。
[0005]因此，如何提供一種模式相關(guān)損耗補(bǔ)償方法，降低模式相關(guān)損耗對(duì)傳輸性能所造成的影響成為一個(gè)亟待解決的問(wèn)題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明提供一種模式相關(guān)損耗補(bǔ)償方法和裝置，降低了模式相關(guān)損耗對(duì)傳輸性能所造成的影響。
[0007]第一方面，本發(fā)明提供一種模式相關(guān)損耗補(bǔ)償方法，所述方法包括:
[0008]在發(fā)送端，
[0009]S1.對(duì)比特信號(hào)進(jìn)行星座調(diào)制；
[0010]S2.對(duì)星座調(diào)制后的信號(hào)進(jìn)行模式時(shí)間編碼；
[0011]S3.對(duì)模式時(shí)間編碼后的信號(hào)進(jìn)行光調(diào)制；
[0012]S4.對(duì)光調(diào)制后的信號(hào)進(jìn)行模式耦合后，發(fā)送到少模光纖中傳進(jìn)行傳輸；
[0013]在接收端，
[0014]S5.對(duì)所述少模光纖中傳輸?shù)哪Ｊ今詈闲盘?hào)進(jìn)行解耦合；
[0015]S6.對(duì)解耦合后的信號(hào)進(jìn)行相干解調(diào)；
[0016]S7.對(duì)相干解調(diào)后的信號(hào)進(jìn)行信道均衡；
[0017]S8.對(duì)信道均衡后的信號(hào)進(jìn)行模式時(shí)間譯碼；
[0018]S9.對(duì)模式時(shí)間譯碼后的信號(hào)進(jìn)行星座解調(diào)，得到星座解調(diào)后的比特信號(hào)。
[0019]優(yōu)選地，所述步驟S2對(duì)星座調(diào)制后的信號(hào)進(jìn)行模式時(shí)間編碼包括:
[0020]對(duì)星座調(diào)制后的信號(hào)進(jìn)行分組，其中，每2T時(shí)間間隔內(nèi)的信號(hào)Sl、S2分為一組，所述81為第一信號(hào)周期內(nèi)的信號(hào)，所述S2為第二信號(hào)周期內(nèi)的信號(hào)；
[0021]所述Sl、S2經(jīng)過(guò)模式時(shí)間編碼后，成為一個(gè)信息矩陣S，

【權(quán)利要求】
1.一種模式相關(guān)損耗補(bǔ)償方法，其特征在于，所述方法包括: 在發(fā)送端， 51.對(duì)比特信號(hào)進(jìn)行星座調(diào)制； 52.對(duì)星座調(diào)制后的信號(hào)進(jìn)行模式時(shí)間編碼； 53.對(duì)模式時(shí)間編碼后的信號(hào)進(jìn)行光調(diào)制； 54.對(duì)光調(diào)制后的信號(hào)進(jìn)行模式耦合后，發(fā)送到少模光纖中傳進(jìn)行傳輸； 在接收端， S5.對(duì)所述少模光纖中傳輸?shù)哪Ｊ今詈闲盘?hào)進(jìn)行解耦合； S6.對(duì)解耦合后的信號(hào)進(jìn)行相干解調(diào)； S7.對(duì)相干解調(diào)后的信號(hào)進(jìn)行信道均衡； S8.對(duì)信道均衡后的信號(hào)進(jìn)行模式時(shí)間譯碼； S9.對(duì)模式時(shí)間譯碼后的信號(hào)進(jìn)行星座解調(diào)，得到星座解調(diào)后的比特信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟S2對(duì)星座調(diào)制后的信號(hào)進(jìn)行模式時(shí)間編碼包括: 對(duì)星座調(diào)制后的信號(hào)進(jìn)行分組，其中，每2T時(shí)間間隔內(nèi)的信號(hào)s1、s2分為一組，所述S1為第一信號(hào)周期內(nèi)的信號(hào)，所述S2為第二信號(hào)周期內(nèi)的信號(hào)； 所述Sl、S2經(jīng)過(guò)模式時(shí)間編碼后，成為一個(gè)信息矩陣S，
對(duì)于上述信息矩陣S，在第一個(gè)信號(hào)周期T1中，模式LPlla發(fā)射信號(hào)S1，模式LPllb發(fā)射信號(hào)s2，在第二個(gè)信號(hào)周期T2中，模式LPlla發(fā)射信號(hào)_s2%模式LPllb發(fā)射信號(hào)Sl%其中，S1*為S1的共軛信號(hào)，LPlla和LPllb是光纖的兩個(gè)空間模式。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述步驟S7對(duì)相干解調(diào)后的信號(hào)進(jìn)行信道均衡包括: 若相干解調(diào)后的信號(hào)為A和r2，分別表示第一個(gè)信號(hào)周期T1和第二個(gè)信號(hào)周期T2相干解調(diào)后的信號(hào)，則對(duì)相干解調(diào)后的信號(hào)A和r2進(jìn)行信道均衡包括:
其中，A*為r2的共軛信號(hào)，4表示信號(hào)A經(jīng)過(guò)信道均衡后的信號(hào)$表示信號(hào)r2經(jīng)過(guò)信道均衡后的信號(hào)，h,表示從模式LPlla發(fā)射信號(hào)到接收端的信道狀態(tài)估計(jì)系數(shù)，h2表示從模式LPllb發(fā)射信號(hào)到接收端的信道狀態(tài)估計(jì)系數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述步驟S8對(duì)信道均衡后的信號(hào)進(jìn)行模式時(shí)間譯碼包括: 對(duì)信道均衡后的信號(hào)，根據(jù)下面公式進(jìn)行譯碼，若滿足下式，則將澤碼為Si:
其中A力待譯碼的信道均衡后的信號(hào)，j取值為1，2 ;Si為模式LPlla或模式LPllb發(fā)射的信號(hào)，i取值為1，2 ；sk是預(yù)設(shè)的閾值信號(hào)，i Φ k。
5.根據(jù)權(quán)利要求1~4任一所述的方法，其特征在于，所述步驟SI對(duì)比特信號(hào)進(jìn)行星座調(diào)制包括對(duì)比特信號(hào)進(jìn)行四相移鍵控QPSK、八相移鍵控8PSK、正交幅度調(diào)制16QAM或正交幅度調(diào)制64QAM的星座調(diào)制。
6.一種模式相關(guān)損耗補(bǔ)償裝置，其特征在于，所述裝置包括: 發(fā)送端包括: 星座調(diào)制器，用于對(duì)比特信號(hào)進(jìn)行星座調(diào)制； 模式時(shí)間編碼器，用于對(duì)星座調(diào)制后的信號(hào)進(jìn)行模式時(shí)間編碼； 光調(diào)制器，用于對(duì)模式時(shí)間編碼后的信號(hào)進(jìn)行光調(diào)制； 模式耦合器，用于對(duì)光調(diào)制后的信號(hào)進(jìn)行模式耦合，并將模式耦合后的信號(hào)發(fā)送到少模光纖中傳進(jìn)行傳輸； 接收端包括: 模式解耦合器，用于對(duì)所述少模光纖中傳輸?shù)哪Ｊ今詈闲盘?hào)進(jìn)行解耦合； 相干解調(diào)器，用于對(duì)解耦合后的信號(hào)進(jìn)行相干解調(diào)； 信道均衡器，用于對(duì)相干解調(diào)后的信號(hào)進(jìn)行信道均衡； 模式時(shí)間譯碼器，用于對(duì)信道均衡后的信號(hào)進(jìn)行模式時(shí)間譯碼； 星座解調(diào)器，用于對(duì)模式時(shí)間譯碼后的信號(hào)進(jìn)行星座解調(diào)，得到星座解調(diào)后的比特信號(hào)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述模式時(shí)間編碼器具體用于 對(duì)星座調(diào)制后的信號(hào)進(jìn)行分組，其中，每2T時(shí)間間隔內(nèi)的信號(hào)s1、s2分為一組，所述S1為第一信號(hào)周期內(nèi)的信號(hào)，所述S2為第二信號(hào)周期內(nèi)的信號(hào)； 所述Sl、S2經(jīng)過(guò)模式時(shí)間編碼后，成為一個(gè)信息矩陣S，
對(duì)于上述信息矩陣S，在第一個(gè)信號(hào)周期T1中，模式LPlla發(fā)射信號(hào)S1，模式LPllb發(fā)射信號(hào)s2，在第二個(gè)信號(hào)周期T2中，模式LPlla發(fā)射信號(hào)_s2%模式LPllb發(fā)射信號(hào)Sl%其中，S1*為S1的共軛信號(hào)，LPlla和LPllb是光纖的兩個(gè)空間模式。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，所述信道均衡器具體用于 若相干解調(diào)器輸出的相干解調(diào)后的信號(hào)為A和r2,分別表不第一個(gè)信號(hào)周期T1和第二個(gè)信號(hào)周期T2相干解調(diào)后的信號(hào)，則所述信道均衡器對(duì)相干解調(diào)后的信號(hào)η和r2進(jìn)行信道均衡包括: 其中，為r1的共軛信號(hào)，表示信號(hào)η經(jīng)過(guò)信道均衡后的信號(hào)，4表示信號(hào)r2經(jīng)過(guò)信道均衡后的信號(hào)，h,表示從模式LPlla發(fā)射信號(hào)到接收端的信道狀態(tài)估計(jì)系數(shù)，h2表示從模式LPllb發(fā)射信號(hào)到接收端的信道狀態(tài)估計(jì)系數(shù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，所述模式時(shí)間譯碼器具體用于 對(duì)信道均衡器輸出的信道均衡后的信號(hào)^和，根據(jù)下面公式進(jìn)行譯碼，若滿足下式，則將?譯碼為Si:
(乃,--/2。?,.，?) 其中，h為待譯碼的信道均衡后的信號(hào),j取值為I, 2 ；Sl為模式LPlla或模式LPllb發(fā)射的信號(hào)，i取值為1，2 ；sk是預(yù)設(shè)的閾值信號(hào)，i Φ k。
10.根據(jù)權(quán)利要求6?9任一所述的裝置，其特征在于，所述星座調(diào)制器用于對(duì)比特信號(hào)進(jìn)行星座調(diào)制包括:對(duì)比特信號(hào)進(jìn)行四相移鍵控QPSK、八相移鍵控8PSK、正交幅度調(diào)制16QAM或正交幅度調(diào)制64QAM的星座調(diào)制。
【文檔編號(hào)】H04L27/34GK104202290SQ201410433359
【公開(kāi)日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2014年8月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月28日
【發(fā)明者】高冠軍, 趙永利, 張楷, 楊輝, 張 杰 申請(qǐng)人:北京郵電大學(xué)