) = Zrx*(n)ry(n+ Ω ) (3)
[0037] 其中Ω代表頻譜位移點(diǎn)數(shù)/表示取復(fù)共輒。將兩種相關(guān)函數(shù)取模相加得到混合相 關(guān)函數(shù)HCF
[0038] HCF( Ω ) = | ACFX( Ω ) | +1 XCFx；y( Ω ) | , (4)
[0039] HCF( Ω )存在一個明顯的時鐘脈沖，脈沖位置記為Ωα，在相干接收機(jī)采樣速率不 變的情況下，Ω CT與碼元速率成正比，有
[0040] ω = Ω ct= ±Ν · (1-B/Rs)， (5)
[0041 ] HCF( Ω )在Ω CT的脈沖峰值強(qiáng)度記為HCTM，
[0042] HCTM = HCF( Ω CT) = | ACFX( Ω CT) | +1 XCFx；y( Ω CT) | . (6)
[0043] HCTM結(jié)合了 I ACFX( Ω CT) I和I XCFx,y( Ω CT) I的優(yōu)勢，在任何PMD損傷影響下，HCTM均 可以保證較大的強(qiáng)度，且是HCF(Q)序列中的最大值的位置，即可根據(jù)公式(5)推算出待測 光信號的碼元速率B = Rs (1 - Ω CT/N)。
[0044] 作為一種等效方法HCF( Ω )在負(fù)半軸也存在同樣的一個脈沖峰值，利用這個脈沖 峰值位置也可以確定光信號符號速率。作為一種等效方法ACFX( Ω )可以用ry(m)自相關(guān)函數(shù) ACFy( Ω )替代。此外在PMD損傷不大的情況下作為一種等效方法HCF( Ω )可用ACFX( Ω )或 ACFy( Ω )的模值取代。
[0045]圖2為10 GBaud偏振復(fù)用正交相移鍵控(DP-QPSK)信號的HCF(Q)曲線，ADC采樣率 為2倍碼元速率，參與運(yùn)算點(diǎn)數(shù)N為2048，無⑶和PMD損傷。
[0046] 圖3分別為10 GBaud NRZ(非歸零)DP-QPSK信號在PMD造成的差分群速延遲(D⑶） 和偏振角變化時位于Ω CT處歸一化脈沖峰值強(qiáng)度的仿真結(jié)果。可以看出PMD對HCTM幾乎沒有 影響。
[0047] 圖4為10 GBaud NRZ-DP-QPSK信號在不同損傷下HCF( Ω )脈沖峰值相對于其均值 的峰均值比(PAR)變化，可以看出在較強(qiáng)的損傷下PAR仍然維持較高的水平，說些對信號損 傷容限較大。
[0048] 圖5為10 GBaud NRZ-DP-QPSK信號的HCF( Ω )在不同采樣速率和參數(shù)運(yùn)算點(diǎn)數(shù)N時 的Ω CT處歸一化脈沖峰值強(qiáng)度的變化。
[0049] 圖6左圖為NRZ、33%-RZ和67%-RZ的10 GBaud DP-QPSK信號的碼元速率識別誤差 分布直方圖，由32220個樣本的計(jì)算結(jié)果構(gòu)成。運(yùn)算點(diǎn)數(shù)N設(shè)為1024。色散(⑶)范圍O-lOOps/ nm，光信噪比(0SNR)范圍15-35dB，偏振角Θ從〇變到90°，D⑶從0到100ps，信號采樣率為1.3-3倍碼元速率。右圖為上述樣本的碼元速率識別結(jié)果誤差的標(biāo)準(zhǔn)差隨著運(yùn)算點(diǎn)數(shù)N的變化， 可以看到當(dāng)N>768時，誤差的標(biāo)準(zhǔn)差已經(jīng)小于信號碼元速率的0.02%。
[0050] 圖7左圖為NRZ、33%-RZ和67%-RZ的10 GBaud DP-16QAM信號的碼元速率識別誤 差分布直方圖，由32220個樣本的計(jì)算結(jié)果構(gòu)成，樣本構(gòu)成與圖6相同。右圖為碼元速率識別 結(jié)果誤差的標(biāo)準(zhǔn)差隨著運(yùn)算點(diǎn)數(shù)N的變化，可以看到當(dāng)N>768時，誤差的標(biāo)準(zhǔn)差已經(jīng)小于信 號碼元速率的0.02 %。
[0051] 最后所應(yīng)說明的是，以上【具體實(shí)施方式】僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制， 盡管參照較佳實(shí)施示例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以 對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，其 均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種光信號碼元速率識別方法，其特征在于，包括以下步驟： 待識別光信號首先進(jìn)入光放大器，所述光放大器將光信號放大至一定功率后經(jīng)光濾波 器輸入數(shù)字相干光接收機(jī)； 所述數(shù)字相干光接收機(jī)通過模數(shù)轉(zhuǎn)換以大于信號實(shí)際碼元速率的采樣率Rs分別獲得信 號X、Y偏振方向的長度為N的采樣序列，記為rx(n)和ry(n)，并將其輸入數(shù)字信號處理模塊， 所述N的取值為512，1024，2048，4096，…，N越大速率估計(jì)精度越高，但計(jì)算量越大； 所述數(shù)字信號處理模塊首先通過快速傅立葉變換計(jì)算采樣序列rx(n)、ry(η)的頻譜r x (m)、ry(m)，然后計(jì)算rx(m)的自相關(guān)函數(shù)ACFX( Ω )，Ω代表頻譜位移大小，計(jì)算rx(m)與ry(m) 的互相關(guān)函數(shù)XCFx, y( Ω );將自相關(guān)函數(shù)、互相關(guān)函數(shù)取模相加得到混合相關(guān)函數(shù)HCF( Ω )， 該混合相關(guān)函數(shù)在正半軸上存在一個明顯的脈沖峰值，搜索該混合函數(shù)在正半軸的脈沖峰 值位置Ωα，計(jì)算得到信號的碼元速率B = RS(1-QCT/N)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光信號碼元速率識別方法，其特征在于，所述HCF( Ω )在負(fù)半 軸也存在同樣的一個脈沖峰值，利用這個負(fù)半軸的脈沖峰值位置代替碼元速率計(jì)算公式中 的Ω CT，計(jì)算得到光信號符號速率。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光信號碼元速率識別方法，其特征在于，計(jì)算ry(m)的自相 關(guān)函數(shù)ACF y( Ω )，用自相關(guān)函數(shù)ACFy( Ω )替代所述ACFX( Ω )計(jì)算混合相關(guān)函數(shù)HCF( Ω )。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的光信號碼元速率識別方法，其特征在于，在偏振模色散PMD損 傷不大的情況下，所述HCF( Ω )能夠用ACFX( Ω )或ACFy( Ω )的模值取代。5. -種實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1所述光信號碼元速率識別方法的系統(tǒng)，其特征在于，包括光放大 器OA，光濾波器，數(shù)字相干光接收機(jī)和數(shù)字信號處理模塊； 所述OA，用于放大光信號至一定功率，然后將光信號輸入所述光濾波器； 所述光濾波器，用于濾除輸入光信號中的信道外噪聲； 所述數(shù)字相干接收機(jī)，用于接收所述光濾波器的輸出信號，還包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器，所述模 數(shù)轉(zhuǎn)換器用于獲得待測光信號在X、Y偏振方向的N個采樣點(diǎn)序列rx(n)和ry(n); 所述數(shù)字信號處理模塊，用于計(jì)算所述采樣序列rx(n)、ry(n)的FFT頻譜rx(m)、r y(m)，然 后計(jì)算rx(m)的自相關(guān)函數(shù)，rx(m)和ry(m)的互相關(guān)函數(shù);將兩相關(guān)函數(shù)取模相加得到混合 相關(guān)函數(shù)，最后通過搜索混合相關(guān)函數(shù)的脈沖峰值位置計(jì)算出信號的碼元速率。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的利用權(quán)利要求1或3所述光信號碼元速率識別方法的系統(tǒng)，其 特征在于，所述數(shù)字信號處理模塊集成在所述數(shù)字相干光接收機(jī)內(nèi)部。
【專利摘要】本發(fā)明涉及光纖通信領(lǐng)域的一種光信號碼元速率識別方法及系統(tǒng)。系統(tǒng)包括光放大器(OA)，光濾波器和數(shù)字相干光接收機(jī)。通過數(shù)字相干光接收機(jī)內(nèi)采樣頻率為Rs的模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)和數(shù)字信號處理(DSP)獲取信號在X、Y偏振方向的N個采樣點(diǎn)序列，進(jìn)而通過DSP進(jìn)行快速傅立葉變換(FFT)得到rx(m)和ry(m)，并計(jì)算rx,y(m)的自相關(guān)和互相關(guān)函數(shù)，將兩種相關(guān)函數(shù)取模相加，得到混合相關(guān)函數(shù)HCF(Ω)，該函數(shù)在正半軸存在一個明顯的脈沖峰值，通過搜索峰值位置ΩCT即可計(jì)算信號的碼元速率B＝Rs(1-ΩCT/N)。本發(fā)明適用于多種調(diào)制格式信號，對色度色散(CD)、偏振模色散(PMD)和光信噪比(OSNR)劣化等損傷有較大容限，具備精度高和抗干擾強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。
【IPC分類】H04B10/25, H04B10/07
【公開號】CN105515666
【申請?zhí)枴緾N201510891540
【發(fā)明人】崔晟, 尚進(jìn), 劉德明
【申請人】華中科技大學(xué)
【公開日】2016年4月20日
【申請日】2015年12月4日