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-PhaseModulation, 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φ⑴。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φ⑴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(P(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。
K 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。
为了实现以上的目的，依据本发明的一个方面提供了一种非线性损伤补偿方法，所述非线性损伤补偿方法使用在双偏振通信系统中，所述非线性损伤补偿方法包括乘性参数计算步骤，根据输入的时域信号计算多个乘性参数，所述乘性参数是表示所述输入信号所受的非线性损伤的参数；乘数构建步骤，利用所述多个乘性参数构建多个乘数；延迟步骤，对所述输入的时域信号进行延时；补偿步骤，利用所述多个乘数对经延迟的所述输入的时域信号进行补偿。根据本发明的另一方面，提供了一种非线性损伤补偿装置，所述非线性损伤补偿装置使用在双偏振通信系统中，所述非线性损伤补偿装置包括乘性参数计算单元，根据输入的时域信号计算多个乘性参数，所述乘性参数是表示所述输入信号所受的非线性损伤的参数；乘数构建单元，利用所述多个乘性参数构建多个乘数；延迟单元，对所述输入的时域信号进行延时；补偿单元，利用所述多个乘数对经延迟的所述输入的时域信号进行补偿。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乘性参数，构建乘数，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示出了依据本发明的第一实施方式的非线性补偿器的示意性结构框图；图7示出了依据本发明一种实施方式的乘性参数计算单元的示意图；图8示出了依据本发明另一种实施方式的乘性参数计算单元的示意图9示出了依据本发明再一种实施方式的乘性参数计算单元的示意图；图10示出了图9所示的乘性参数计算单元的变型形式；图11示出了依据本发明又一种实施方式的乘性参数计算单元的示意图；图12示出了依据本发明再一种实施方式的乘性参数计算单元的示意图；图13示出了依据本发明一种实施方式的乘数获取单元的示意图；图14示出了依据本发明另一实施方式的乘数获取单元的示意图；图15示出了依据本发明再一实施方式的乘数获取单元的示意图；图16示出了依据本发明的一种实施方式的乘性补偿单元；
图17示出了只计算两个了参数《12、《21的情况下乘性补偿单元的示意图；图18示出了采用一种实施方式的NLC单元的反向传输单元的结构示意图；图19示出了采用另一实施方式的NLC单元的反向传输单元的结构示意图；图20示出了采用另一实施方式的NLC单元的反向传输单元的结构示意图；图21示出了某一典型的长距离相干光传输系统中应用图18所示的非线性补偿装置和传统的非线性补偿装置后的性能对比；图22示出了依据本发明一种实施方式的非线性损伤补偿方法的流程图；以及图23示出了反向传输单元在发射机中的位置。
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示出了依据本发明的第一实施方式的非线性补偿器的示意性结构框图。如图6所示，依据本发明的非线性补偿器600包括乘性参数计算单元601、乘数获取单元602以及乘性补偿单元603。乘性参数计算单元601根据经前端处理并经本级的色散补偿器(⑶C)进行了色散补偿的时域信号(也称输入信号)计算多个乘性参数。乘数构建单元602利用所述多个乘性参数构建多个乘数。乘性补偿单元利用所述多个乘数，对所述输入信号进行补偿。乘性参数计算单元601对应于非线性损伤计算器。下面对乘性参数计算单元601进行说明。乘性参数计算单元也可以称为非线性失
真计算器。图7示出了依据本发明一种实施方式的乘性参数计算单元601的示意图。如图7所示，输入的第一偏振信号Ex(t)被输入到功率计算器701。功率计算器701计算该信号的模并取该模的平方，从而获得该第一偏振信号的功率。该第一偏振信号的功率被输入到乘法器702，在该乘法器702处，与第一非线性系数Y !相乘，相乘的结果输入到加法器714。同时，输入的第二偏振信号Ey(t)被输入到功率计算器711。功率计算器711计算该信号的模并取该模的平方，从而获得该第二偏振信号的功率。该第二偏振信号的功率被输入到乘法器712，在该乘法器712处，与第二非线性系数Y 2相乘，相乘的结果输入到加法器714。加法器714将来自乘法器702的相乘结果与来自乘法器712的相乘结果相力口，获得第一乘性参数，该第一乘性参数是表征第一偏振态的信号自身的损伤的参数，因而也可称为第一偏振态相位损伤乘性参数。为方便描述，在本文中也称为第一相位损伤乘性参数。另一方面，该第二偏振信号的功率(功率计算器711的输出)还被输入到乘法器713，在该乘法器713处，与第三非线性系数Y3相乘，相乘的结果输入到加法器715。该第一偏振信号的功率还被输入到乘法器703，在该乘法器703处，与第四非线性系数Y 4相乘，相乘的结果输入到加法器715。加法器715将来自乘法器703的相乘结果与来自乘法器713的相乘结果相加，获得第二乘性参数，该第二乘性参数表征第二偏振态的信号自身相位的损伤，因而也可称为第二偏振态相位损伤乘性参数。为方便描述，在本文中也称为第二相位损伤乘性参数。另一方面，第一偏振信号Ex(t)还被输入到乘法器704。同时,第二偏振信号Ey(t)被输入到共轭器705。共轭器705取该第二偏振信号的共轭,并将该第二偏振信号的共轭输 入到乘法器704。在乘法器704处，第一偏振信号与该第二偏振信号的共轭相乘，相乘的结果被输入到乘法器706，在乘法器706处与第5非线性系数Y5相乘，从而获得第三乘性参数Wxy (t)，因为该乘性参数表示第二偏振态的信号对第一偏振态的信号的串扰，因而也称为第二偏振态对第一偏振态的偏振串扰乘性参数。为方便描述，在本文中也称为第一串扰乘性参数。另一方面，第一偏振信号Ex (t)还被输入到共轭器708。共轭器708取该第一偏振信号的共轭，并将该第一偏振信号的共轭输入到乘法器709。同时,第二偏振信号Ey (t)也被输入到乘法器709。在乘法器709处,第二偏振信号与该第一偏振信号的共轭相乘,相乘的结果被输入到乘法器710，在乘法器710处与第6非线性系数Y6相乘，从而获得第四乘性参数Wyx (t)，因为该乘性参数表示第一偏振态的信号对第二偏振态的信号的串扰，因而也称为第一偏振态对第二偏振态的偏振串扰乘性参数。为方便描述，在本文中也称为第二串扰乘性参数。相位损伤乘性数和/或串扰乘性参数都是表征非线性损伤的参数，也称为非线性损伤乘性参数。在优选的实施方式中，将第一非线性系数Y1设置为与第三非线性系数Y3相同，将第二非线性系数Y2设置为与第四非线性系数Y4相同，和/或将第五非线性系数￥5设置为与第六非线性系数Y6相同。在进一步优选的实施方式中，还将第一非线性系数、设置为等于第二非线性系数Y2和第五非线性系数Y5的和。显然，在这种情况下，第二非线性系数Y2等于第四非线性系数Y4和第六非线性系数Y6的和。应该理解的是，上面的图7和对图7的描述是示意性的，不是对本发明范围的限制。完全可以想到对图7的各种变型，例如调换乘法器704和乘法器706的位置等。因而，在描述中，有时将实现三个数相乘的两个乘法器称为乘法单元，例如将乘法器704和乘法器706集总地称为第一乘法单元，将乘法器709和乘法器710集总地称为第二乘法单元。φχ⑴有时也记作φχ。(py⑴有时也记作(py。图8示出了依据本发明另一种实施方式的乘性参数计算单元601的示意图。图8所示的乘性参数计算单元与图7所示的乘性参数计算单元601基本相同，但各乘性参数分别经受了平滑器716到719的平滑处理。
平滑器的具体实现可以是加权平均器、数字滤波器(例如FIR滤波器、IIR滤波器)或者在频域实现的滤波器。各平滑器的系数h(0，t)是可以根据链路情况预先计算的，比如可以根据文献 A. Mecozzi, PTL, vol 12, no 4, pp 392 (2000)和 X. Wei, Opt. Lett. , vol31，no 17，pp 2544(2006)进行计算。图9示出了依据本发明再一实施方式的乘性参数计算单元601的示意图。如图9所示，输入的第一偏振信号Ex(t)被输入到功率计算器901。功率计算器901计算该信号的模并取该模的平方，从而获得该第一偏振信号的功率。该第一偏振信号的功率被输入到乘法器902，在该乘法器702处，与第一非线性系数Y !相乘，相乘的结果输入到平滑器911进行平滑，从而获得第一乘性参数，该第一乘性参数同样表征第一偏振态的信号自身的损伤，因而也可称为第一偏振态相位损伤乘性参数。在本文中同样称为第一相位损伤乘性参数。另一方面，输入的第二偏振信号Ey (t)被输入到功率计算器909。功率计算器909计算该信号的模并取该模的平方，从而获得该第一偏振信号的功率。该第一偏振信号的功 率被输入到乘法器910，在该乘法器910处，与第二非线性系数Y 2相乘，相乘的结果输入到平滑器914进行平滑，从而获得第二乘性参数，该第二乘性参数同样表征第二偏振态的信号自身相位的损伤，因而也可称为第二偏振态相位损伤乘性参数。在本文中同样称为第二相位损伤乘性参数。另一方面，第一偏振信号Ex(t)还被输入到乘法器903。同时,第二偏振信号Ey (t)被输入到共轭器904。共轭器904取该第二偏振信号的共轭,并将该第二偏振信号的共轭输入到乘法器903。在乘法器903处，第一偏振信号与该第二偏振信号的共轭相乘，相乘的结果被输入到乘法器905，在乘法器905处与第3非线性系数Y 3相乘，相乘结果经平滑器912平滑，从而获得第三乘性参数Wxy (t)，因为该乘性参数同样表示第二偏振态的信号对第一偏振态的信号的串扰，因而也称为第二偏振态对第一偏振态的偏振串扰乘性参数，在本文中同样称为第一串扰乘性参数。另一方面，第一偏振信号Ex (t)还被输入到共轭器906。共轭器906取该第一偏振信号的共轭，并将该第一偏振信号的共轭输入到乘法器907。同时,第二偏振信号Ey (t)也被输入到乘法器907。在乘法器907处,第二偏振信号与该第一偏振信号的共轭相乘,相乘的结果被输入到乘法器908，在乘法器908处与第4非线性系数Y 4相乘，经平滑器913平滑，从而获得第四乘性参数Wyx (t)，因为该乘性参数同样表示第一偏振态的信号对第二偏振态的信号的串扰，因而也称为第一偏振态对第二偏振态的偏振串扰乘性参数。为方便描述，在本文中同样也称为第二串扰乘性参数。在优选的实施方式中，第3非线性系数Y3被设置为与第4非线性系数Y4相等。在进一步优选的实施方式中，第I非线性系数Y1和第2非线性系数Y 2被设置为大于第4非线性系数Y4。显然，在这种情况下，第I非线性系数Y1和第2非线性系数￥2也大于第3非线性系数Υ3。在变型的实施方式中，可以省略乘法器902和乘法器910。在另一变型实施方式中，可以省略平滑器911-914。图10示出了图9所示的乘性参数计算单元601的变型形式。显然，在图10所示的变型实施方式中，既省略了乘法器902和乘法器910也省略了平滑器911-914。
以上说明了计算4个乘性参数的情况，但这不是限制性的，依据本发明的实施方式，还可以计算更多或更少的乘性参数。图11示出了依据本发明又一种实施方式的乘性参数计算单元601的示意图。对照图11所示的乘性参数计算单元与图7和图10所示的乘性参数计算单元601，可以知道，在图11所示的乘性参数计算单元中，不计算第一相位损伤乘性参数和第二相位损伤乘性参数。很显然，在图11的乘性参数计算单元中也可以增加两个平滑器对所计算出的两个串扰乘性参数进行平滑处理。图12示出了依据本发明再一种实施方式的乘性参数计算单元601的示意图。如图12所示，输入的第一偏振信号Ex (t)被输入到功率计算器1201。功率计算器1201计算该信号的模并取该模的平方，从而获得该第一偏振信号的功率。该第一偏振信号的功率被输入到乘法器1202，在该乘法器1202处，与第一非线性系数Y !相乘，相乘的结果输入到加法器1207。同时，输入的第二偏振信号Ey (t)被输入到功率计算器1204。功率计算器1204计算该信号的模并取该模的平方，从而获得该第二偏振信号的功率。该第二偏振信号的功率被输入到乘法器1205，在该乘法器1205处，与第二非线性系数Y 2相乘，相乘的结果输入到加法器1207。加法器1207将来自乘法器1202的相乘结果与来自乘法器1205的相乘结果相加，获得第一乘性参数，即第一相位损伤乘性参数φχ⑴。另一方面，该第二偏振信号的功率还被输入到乘法器1206，在该乘法器1206处，与第三非线性系数Y3相乘，相乘的结果输入到加法器1208。该第一偏振信号的功率还被输入到乘法器1203，在该乘法器1203处，与第四非线性系数Y 4相乘，相乘的结果输入到加法器1208。加法器1208将来自乘法器1206的相乘结果与来自乘法器1203的相乘结果相力口，获得第二乘性参数，即第二相位损伤乘性参数9y(t)。在图12所示的乘性参数计算单元中，不计算第一串扰乘性参数和第二串扰乘性参数。很显然，在图12的乘性参数计算单元中也可以增加两个平滑器对所计算出的两个相位损伤乘性参数进行平滑处理。在优选的实施方式中，第一非线性系数和第三非线性系数相同，而第二非线性系数和第四非线性系数相同。进一步，第一非线性系数和第三非线性系数大于第二非线性系数或第四非线性系数。在以上的实施方式中，所有的系数都不为零。计算第一相位损伤乘性参数所涉及的硬件，如功率计算器(701、901)、乘法器(702、712、902)、加法器(714)、平滑器(716、911)等构成了第一相位损伤乘性参数计算单
J Li ο类似地，计算第二相位损伤乘性参数所涉及的硬件构成了第二相位损伤乘性参数计算单元。计算第一串扰乘性参数所涉及的硬件构成了第一串扰乘性参数计算单元，计算第二串扰乘性参数所涉及的硬件构成了第二串扰乘性参数计算单元。在以上对多个乘性参数进行计算的过程中，有的乘性参数的计算使用了偏振联合处理的方法，即在该乘性参数的计算过程中使用了两个偏振态的信号。优选的是，各乘性参数都使用两个偏振态的信号计算获得。尤其是其中第一串扰乘性参数和第二串扰乘性参数、要使用两个偏振态的信号来计算获得。下面对乘数获取单元602和乘性补偿单元603进行说明。图13示出了依据本发明一种实施方式的乘数获取单元602的示意图。在图13中示出了针对乘性参数计算单元计算出4个乘性参数的情况下，乘数获取单元602的示意图。如图13所示，第一相位损伤补偿乘数计算单元1301根据第一相位损伤乘性参数φχ⑴计算第一相位损伤补偿乘数，作为第一乘数《11。第二相位损伤补偿乘数计算单元1302根据第二相位损伤乘性参数W⑴计算第二相位损伤补偿乘数，作为第二乘数《22。第一串扰补偿乘数计算单元1303根据第一串扰乘性参数wxy计算第一串扰补偿乘数,作为第三wl2。第二串扰补偿乘数计算单元1304根据第二串扰乘性参数wyx计算第二串扰补偿乘数，作为第四乘数《21。 第一相位损伤补偿乘数计算单元1301、第二相位损伤补偿乘数计算单元1302、第一串扰补偿乘数计算单元1303以及第二串扰补偿乘数计算单元1304可以采用各种算法实现自己的运算。在一种实施方式中，利用指数运算，使用所得的相位损伤乘性参数构建相位损伤补偿乘数，根据乘法运算，利用所得的串扰乘性参数构建串扰补偿乘数。具体地，第一相位损伤补偿乘数计算单元1301利用公式e，x获取第一相位损伤补偿乘数，作为第一乘数wn。第二相位损伤补偿乘数计算单元1302利用公式获取第二相位损伤补偿乘数，作为第二乘数《22。第一串扰补偿乘数计算单元1303利用公式-知”获得第一串扰补偿乘数作为第三乘数w12，即对第二偏振态的信号对第一偏振态的信号的串扰的补偿乘数。第二串扰补偿乘数计算单元1304利用公式_jwyx获得第二串扰补偿乘数，作为第三乘数w21，即对第一偏振态的信号对第二偏振态的信号的串扰的补偿乘数。在另一种实施方式中，第一相位损伤补偿乘数计算单元1301利用公式1_ΦΧ获取第一相位损伤补偿乘数，作为第一乘数Wll。第二相位损伤补偿乘数计算单元1302利用公式1-Φ,获取第二相位损伤补偿乘数，作为第二乘数《22。第一串扰补偿乘数计算单元1303利用公式_jwxy获得第一串扰补偿乘数，作为第三乘数《12，即对第二偏振态的信号对第一偏振态的信号的串扰的补偿乘数。第二串扰补偿乘数计算单元1304利用公式_jwyx获得第二串扰补偿乘数，作为第四乘数W21，即对第一偏振态的信号对第二偏振态的信号的串扰的补偿乘数。在另一种实施方式中，第一相位损伤补偿乘数计算单元1301利用公式1-_/+队-|<获取第一相位损伤补偿乘数，作为第一偏振信号乘数W11。第二相位损伤补偿乘
数计算单元1302利用公式获取第二相位损伤补偿乘数，作为第二乘数《22。第
一串扰补偿乘数计算单元1303利用公式_jwxy获得第一串扰补偿乘数，作为第三乘数w12，即对第二偏振态的信号对第一偏振态的信号的串扰的补偿乘数。第二串扰补偿乘数计算单元1304利用公式_jwyx获得第二串扰补偿乘数，作为第四乘数w21，即对第一偏振态的信号对第二偏振态的信号的串扰的补偿乘数。以上的说明的算法只是示例性的，不是对本发明保护范围的限制，例如对于采用公式的情况来说，根据需要，还可以计算更高阶的项(例如指数为4的项)。对于公式I-_/+% 来说也是一样。图14示出了依据本发明另一实施方式的乘数获取单元602的示意图。与图13所示的乘数获取单元602相比，图14所示的乘数获取单元602还包括第一幅度补偿乘数计算单元1305、乘法器1306、第二幅度补偿乘数计算单元1307、乘法器1308。其余的与图13所示的相同，因而不再赘述。第一幅度补偿乘数计算单元1305根据第二串扰乘性参数Wyx计算第一幅度补偿乘数，并将计算出的第一幅度补偿乘数输出到乘法器1306。乘法器1306将来自第一相位损伤补偿乘数计算单元1301的第一相位损伤补偿乘数与该第一幅度补偿乘数相乘，作为第一乘数W11。第二幅度补偿乘数计算单元1307根据第一串扰乘性参数Wxy计算第二幅度补偿乘数，并将计算出的第二幅度补偿乘数输出到乘法器1308。乘法器1308将来自第二相位损伤补偿乘数计算单元1302的第二相位损伤补偿乘数与该第二幅度补偿乘数相乘，作为第 二乘数W22。在一种实施方式中，第一幅度补偿乘数计算单元1305利用公式根据第二串扰乘性参数Wyx计算第一幅度补偿乘数。第二幅度补偿乘数计算单元1307利用公式
+J2根据第一串扰乘性参数Wxy计算第二幅度补偿乘数。在另一种实施方式中，第一幅度补偿乘数计算单元1305利用公式l-^Kx|2-^Kxf根据第二串扰乘性参数Wyx计算第一幅度补偿乘数。第二幅度补偿乘数
计算单元1307利用公式1-|卜#|2根据第一串扰乘性参数Wxy计算第二幅度补偿乘数。以上的说明的算法只是示例性的，不是对本发明保护范围的限制，例如对于采用公式i-||m^|2-||mv|4的情况来说，显然根据需要，还可以计算更高阶的项(例如指数为8
的项)。对于公式来说也是一样。图15示出了依据本发明再一实施方式的乘数获取单元602的示意图。与图14所示的乘数获取单元602相比，图15所示的乘数获取单元602还包括串扰均衡乘数计算单元1309、乘法器1310、以及乘法器1311。其余的与图14所示的相同，因而不再赘述。串扰均衡乘数计算单元1309根据第一相位损伤乘性参数和第二相位损伤乘性参数计算串扰均衡乘数。乘法器1311将第一串扰补偿乘数计算单元1303的输出与串扰均衡乘数相乘，作为第三乘数w21。乘法器1310将第二串扰补偿乘数计算单元1304的输出与串扰均衡乘数相乘，作为第四乘数w21。串扰均衡乘数计算单元1309例如可以利用公式十算串扰均衡乘数。
很显然，图15所示的实施方式可以进行变型，例如可以不进行第一幅度补偿乘数和/或第二幅度补偿乘数的计算。即简单地将串扰均衡乘数计算单元1309以及相应的乘法器与图13所示的实施方式相结合。在上面介绍了计算出四个乘性参数的情况，但可以根据类似的算法对于计算出两个或三个乘性参数或更多乘性参数的情况,确定相应的乘数。例如对于仅计算出Φχ、Φγ的情况。可以仅计算wll、w22。对于仅计算出wxy、wyx的情况。可以仅计算wl2、w21。对于计算出Φχ、4>y、wxy的情况,可以计算wll、w22以及wl2。在这种情况下,还可以计算第二幅度补偿乘数，如此等等。在一种实施方式中，乘数生成单元602将第一串扰乘性参数wxy与经延迟的第二偏振态的信号相乘并除以经延迟的第一偏振态的信号，将相除结果与第一相位损伤串扰乘性参数相加，经平滑，并对经平滑后的值进行指数计算(e' *表示该经平滑后的值)，作为第一乘数。同时乘数生成单元602还将第二串扰乘性参数wyx与经延迟的第一偏振态的 信号相乘并除以经延迟的第二偏振态的信号，将相除结果与第二相位损伤串扰乘性参数相力口，经平滑，并对经平滑后的值进行指数计算(e_>，*表示该经平滑后的值)，作为第二乘数。可以结合后面的图20对此进行理解。下面对乘性补偿单元603进行说明。为了说明的方便，以计算出wll、wl2、w21、w22四个乘数的情况进行说明。图16示出了依据本发明的一种实施方式的乘性补偿单元603。如图16所示，本发明的一种实施方式的乘性补偿单元603包括第一乘法器1601、第二乘法器1602、第三乘法器1603、第四乘法器1604、第一加法器1605以及第二加法器1606。第一偏振态的信号与第一乘数wll在第一乘法器处相乘,并在第三乘法器处与第四乘数w21相乘，第二偏振态的信号与第二乘数w22在第四乘法器处相乘，并在第二乘法器处与第三四乘数wl2相乘，第二乘法器的输出与第一乘法器的输出在第一加法器1605处相力口，从而得到经补偿的第一偏振态的信号Ex' (t)。第三乘法器的输出与第四乘法器的输出在第二加法器1606处相加，从而得到经补偿的第二偏振态的信号Ex' (t)。图16的实现可以写成矩阵表达式
权利要求
1.一种非线性损伤补偿方法，所述非线性损伤补偿方法使用在双偏振通信系统中，所述非线性损伤补偿方法包括 乘性参数计算步骤，根据输入的时域信号计算多个乘性参数，所述乘性参数是表示所述输入信号所受的非线性损伤的参数； 乘数构建步骤，利用所述多个乘性参数构建多个乘数； 补偿步骤，利用所述多个乘数对所述输入的时域信号进行补偿。
2.根据权利要求I所述的非线性损伤补偿方法，其中，所述多个乘性参数中的一个或更多个乘性参数是使用输入的时域信号的两个偏振态的信号获得的。
3.根据权利要求2所述的非线性损伤补偿方法，其中，所述一个或更多个乘性参数包括第一偏振态的信号对第二偏振态的信号的偏振串扰乘性参数和/或第二偏振态的信号对第一偏振态的信号的偏振串扰乘性参数。
4.根据权利要求I所述的非线性损伤补偿方法，其中，所述乘性参数计算步骤包括 第一偏振态相位损伤计算步骤，计算所述输入的时域信号的第一偏振态的信号的相位损伤，作为第一乘性参数； 第二偏振态相位损伤计算步骤，计算所述输入的时域信号的第二偏振态的信号的相位损伤，作为第二乘性参数； 第一偏振串扰计算步骤，计算第一偏振态的信号对第二偏振态的信号的偏振串扰，作为第三乘性参数；以及 第二偏振串扰计算步骤，计算第二偏振态的信号对第一偏振态的信号的偏振串扰，作为第四乘性参数。
5.根据权利要求4所述的非线性损伤补偿方法，其中， 如下地计算所述第一乘性参数到第四乘性参数 获得所述第一偏振态信号的模的平方； 获得所述第二偏振态信号的模的平方； 获得所述第一偏振态信号的共轭； 获得所述第二偏振态信号的共轭； 将所述第一偏振态信号的模的平方乘以第一系数获得的乘积与所述第二偏振态信号的模的平方乘以第二系数获得的乘积相加，获得所述第一乘性参数； 将所述第二偏振态信号的模的平方乘以第三系数获得的乘积与所述第一偏振态信号的模的平方乘以第四系数获得的乘积相加，获得所述第二乘性参数； 将所述第一偏振态信号乘以第二偏振态的信号的共轭获得的乘积与非零第五系数乘积，获得所述第三乘性参数；以及 将所述第二偏振态信号乘以第一偏振态的信号的共轭获得的乘积与非零第六系数乘积，获得所述第四乘性参数。
6.根据权利要求5所述的非线性损伤补偿方法，其中， 所述第一系数等于所述第三系数，所述第二系数等于所述第四系数，所述第五系数等于所述第六系数。
7.根据权利要求6所述的非线性损伤补偿方法，其中， 所述第一系数等于所述第二系数和所述第五系数的和。
8.根据权利要求4所述的非线性损伤补偿方法，其中， 如下地计算所述第一乘性参数到第四乘性参数 获得所述第一偏振态信号的模的平方； 获得所述第二偏振态信号的模的平方； 获得所述第一偏振态信号的共轭； 获得所述第二偏振态信号的共轭； 将所述第一偏振态信号的模的平方与第一系数相乘，获得所述第一乘性参数； 将所述第二偏振态信号的模的平方乘以第二系数，获得所述第二乘性参数； 将所述第一偏振态信号乘以第二偏振态的信号的共轭获得的乘积与非零第三系数乘积，获得所述第三乘性参数；以及 将所述第二偏振态信号乘以第一偏振态的信号的共轭获得的乘积与非零第四系数乘积，获得所述第四乘性参数。
9.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括 第一平滑步骤，所述第一平滑步骤对所述第一乘性参数进行平滑； 第二平滑步骤，所述第二平滑步骤对所述第二乘性参数进行平滑； 第三平滑步骤，所述第三平滑步骤对所述第三乘性参数进行平滑；以及 第四平滑步骤，所述第四平滑步骤对所述第四乘性参数进行平滑。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述第一平滑步骤至所述第四平滑步骤各利用加权平均器、数字滤波器或频域滤波器分别实现。
11.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述乘数构建步骤 根据所述第一乘性参数构建第一相位损伤补偿乘数，所述第一相位损伤补偿乘数是对第一偏振态的信号进行相位补偿的乘数； 根据所述第二乘性参数构建第二相位损伤补偿乘数，所述第二相位损伤补偿乘数是对第二偏振态的信号进行相位补偿的乘数； 根据所述第三乘性参数构建第一串扰补偿乘数，所述第一串扰补偿乘数用以补偿第二偏振态的信号对第一偏振态的信号的串扰的乘数；以及 根据所述第四乘性参数构建第二串扰补偿乘数，所述第二串扰补偿乘数用以补偿第一偏振态的信号对第二偏振态的信号的串扰的乘数。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述乘数构建步骤还包括 根据所述第一乘性参数和第三乘性参数构建第一幅度损伤补偿乘数，所述第一幅度损伤补偿乘数是对第一偏振态的信号进行幅度补偿的乘数； 根据所述第二乘性参数和第四乘性参数构建第二幅度损伤补偿乘数，所述第二幅度损伤补偿乘数是对第二偏振态的信号进行幅度补偿的乘数。
13.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述乘数构建步骤包括 将所述第三乘性参数与经延迟的第二偏振态的信号相乘并除以经延迟的第一偏振态的信号，将相除结果与所述第一乘性参数相加，经平滑，并对经平滑后的值进行指数计算e_j%将该运算结果作为第一乘数，其中*表示该经平滑后的值，j表示虚部； 将所述第四乘性参数与经延迟的第一偏振态的信号相乘并除以经延迟的第二偏振态的信号，将相除结果与所述第二乘性参数相加，经平滑，并对经平滑后的值进行指数计算，将该运算结果作为第二乘数。
14.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，所述补偿步骤利用所述多个乘数构建矩阵，将所述矩阵与经延时的所述输入信号进行相乘，来对所述输入信号进行补偿。
15.一种非线性损伤补偿装置，所述非线性损伤补偿装置使用在双偏振通信系统中，所述非线性损伤补偿装置包括 乘性参数计算单元，根据输入的时域信号计算多个乘性参数，所述乘性参数是表示所述输入信号所受的非线性损伤的参数； 乘数构建单元，利用所述多个乘性参数构建多个乘数； 补偿单元，利用所述多个乘数对所述输入的时域信号进行补偿。
全文摘要
本发明涉及非线性损伤补偿方法和装置。所述非线性损伤补偿方法和装置使用在双偏振通信系统中，所述非线性损伤补偿方法包括乘性参数计算步骤，根据输入的时域信号计算多个乘性参数，所述乘性参数是表示所述输入信号所受的非线性损伤的参数；乘数构建步骤，利用所述多个乘性参数构建多个乘数；补偿步骤，利用所述多个乘数对所述输入的时域信号进行补偿。
文档编号H04B10/69GK102655433SQ20111005291
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