光通信系统中基于载波相位恢复的实时监测信噪比的方法专利检索-信噪比信号处理专利检索查询-专利查询网

积极推动地理标志专门立法

2022-03-10 地理标志，立法，知识产权
保护知识产权是对创新最大的激励

2022-03-10 保护知识产权，创新，激励
谢商华：加快制定知识产权基本法

2022-03-10 知识产权基本法
擦亮“双奥之城”品牌

2022-03-10 双奥，知识产权
让冰雪运动“热”力全开

2022-03-10 冰雪运动，知识产权
携手共奋进　走好强国路

2022-03-10 强国，知识产权
坚持创新引领　方能稳中求进

2022-03-10 创新，稳中求进，知识产权
答好“两张卷” 奋进新征程

2022-03-10 知识产权
专家解读政府工作报告中的创新和知识产权相关部署

2022-03-10 政府工作报告，创新，知识产权
今年政府工作报告指出：加强知识产权保护和运用

2022-03-10 政府工作报告，知识产权保护

光通信系统中基于载波相位恢复的实时监测信噪比的方法

阅读：230发布：2021-02-25

IPRDB可以提供光通信系统中基于载波相位恢复的实时监测信噪比的方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种光通信系统中基于载波相位恢复的实时监测信噪比的方法，采用基于信道估计的信噪比检测模块，包括以下具体步骤：（1）、采集载波相位补偿模块的输出信号；（2）、构建理论模型；（3）、分析特征信息；（4）、计算采集信号信噪比。通过上述方式，本发明提供了光通信系统中基于载波相位恢复的实时监测信噪比的方法，在不增加硬件结构、不修改光通信系统发送机和接收机、不影响数据传输的情况下，通过分析信道估计和噪声补偿之后电信号的数据特征，实现对电信号信噪比的实时监测。，下面是光通信系统中基于载波相位恢复的实时监测信噪比的方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种光通信系统中基于载波相位恢复的实时监测信噪比的方法，其特征在于，采用基于信道估计的信噪比检测模块，包括以下具体步骤：（1）、采集载波相位补偿模块的输出信号，将信噪比检测模块置于光通信系统中，使用前需将信噪比检测模块置于光通信系统接的光电探测器、时钟恢复模块、色散补偿模块、偏振解复用模块、频偏补偿模块及相位恢复模块之后；

（2）、构建理论模型，信噪比检测模块接收信号后，通过分析相位补偿后信号的幅度及相位的数据特征，建立信号信噪比与载波相位恢复后信号的幅度及相位的概率特征之间的理论模型；

（3）、分析特征信息，根据采集到的相位恢复信号，统计样本信号幅度与相位的概率特征值；

（4）、计算采集信号信噪比，将得到的样本概率特征值带入步骤（2）所得的理论模型中，计算样本信号的信噪比。

2.根据权利要求1所述的光通信系统中基于载波相位恢复的实时监测信噪比的方法，其特征在于，所述的信噪比检测模块是基于系统接收机的载波相位补偿模块，采集载波相位补偿模块的输出信号。

3.根据权利要求2所述的光通信系统中基于载波相位恢复的实时监测信噪比的方法，其特征在于，所述的信噪比检测模块以最大似然辅助判决DAML载波相位恢复模块为基础，通过分析DAML相位恢复后的数据特征建立信噪比检测模型。

4.根据权利要求1所述的光通信系统中基于载波相位恢复的实时监测信噪比的方法，其特征在于，所述的信噪比检测模块使用时需与光通信系统相结合，置于光通信系统后端的接收机端。

说明书全文

光通信系统中基于载波相位恢复的实时监测信噪比的方法

技术领域

[0001] 本发明涉及光通信系统性能检测技术领域，尤其涉及一种光通信系统中基于载波相位恢复的实时监测信噪比的方法。

背景技术

[0002] 随着互联网技术的发展，互联网通信数据量日益增高。为了满足现代互联网对通信数据量的要求，高速动态相干光通信网络技术受到广泛关注。其中，用于辅助动态光网络管理的实时光性能检测，作为核心技术之一，开始吸引越来越多人的注意。在众多系统参数中，对接收端信噪比（Signal-to-Noise-Ratio, SNR）这一衡量系统通信性能关键参数的动态监测尤为迫切。此外，信噪比是实现动态编码以及软解码的关键参数。在信道估计过程中，准确的信噪比检测也是实施优化估计算法的前提条件。

[0003] 对于早期单信道通信系统而言，信噪比可以通过频谱仪读取带外噪声功率的方式获取。随着光通信系统中波分复用技术的普及，受到复用、解复用过程的影响，基于带外噪声的信噪比检测方法不再准确。此外，接收光信号的光信噪比（Optical Signal-to-Noise Ratio, OSNR）作为电信号信噪比的有效近似同样被广泛关注。在以往的研究中，光信噪比的检测大多依赖于光纤干涉仪。通过光信号的干涉效应，区分带内信号与噪声，进而计算光信噪比。然而，此类方法需要引入额外光器件，必然会提高通信系统成本。此外，对于系统接收机的修改可能会降低系统稳定性，影响通信系统在某些极端环境下的应用。

发明内容

[0004] 本发明主要解决的技术问题是提供一种光通信系统中基于载波相位恢复的实时监测信噪比的方法，在不增加硬件结构、不修改光通信系统发送机和接收机、不影响数据传输的情况下，通过分析信道估计和噪声补偿之后电信号的数据特征，实现对电信号信噪比的实时监测。

[0005] 为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供了一种光通信系统中基于载波相位恢复的实时监测信噪比的方法，采用基于信道估计的信噪比检测模块，包括以下具体步骤：（1）、采集载波相位补偿模块的输出信号，将信噪比检测模块置于光通信系统中，使用前需将信噪比检测模块置于光通信系统接的光电探测器、时钟恢复模块、色散补偿模块、偏振解复用模块、频偏补偿模块及相位恢复模块之后；
（2）、构建理论模型，信噪比检测模块接收信号后，通过分析相位补偿后信号的幅度及相位的数据特征，建立信号信噪比与载波相位恢复后信号的幅度及相位的概率特征之间的理论模型；
（3）、分析特征信息，根据采集到的相位恢复信号，统计样本信号幅度与相位的概率特征值；
（4）、计算采集信号信噪比，将得到的样本概率特征值带入步骤（2）所得的理论模型中，计算样本信号的信噪比。

[0006] 在本发明一个较佳实施例中，所述的信噪比检测模块是基于系统接收机的载波相位补偿模块，采集载波相位补偿模块的输出信号。

[0007] 在本发明一个较佳实施例中，所述的信噪比检测模块以最大似然辅助判决DAML载波相位恢复模块为基础，通过分析DAML相位恢复后的数据特征建立信噪比检测模型。

[0008] 在本发明一个较佳实施例中，所述的信噪比检测模块使用时需与光通信系统相结合，置于光通信系统后端的接收机端。

[0009] 本发明的有益效果是：本发明的光通信系统中基于载波相位恢复的实时监测信噪比的方法，在不增加硬件结构、不修改光通信系统发送机和接收机、不影响数据传输的情况下，通过分析信道估计和噪声补偿之后电信号的数据特征，实现对电信号信噪比的实时监测。

附图说明

[0010] 为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：图1是现有技术中相干光通信接收机数据处理基本框架图；
图2是DAML相位估计算法基本原理框架图；
图3是本发明光通信系统中基于载波相位恢复的实时监测信噪比的方法的一较佳实施例的流程图；
图4是一个具体示例中待测光信号监测结果示意图；
图5是一个具体示例中不同程度相位噪声对光信号信噪比监测效果影响示意图。

具体实施方式

[0011] 下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

[0012] 一种光通信系统中基于载波相位恢复的实时监测信噪比的方法，采用基于信道估计的信噪比检测模块，包括以下具体步骤：（1）、采集载波相位补偿模块的输出信号，将信噪比检测模块置于光通信系统中，使用前需将信噪比检测模块置于光通信系统接的光电探测器、时钟恢复模块、色散补偿模块、偏振解复用模块、频偏补偿模块及相位恢复模块之后；
（2）、构建理论模型，信噪比检测模块接收信号后，通过分析相位补偿后信号的幅度及相位的数据特征，建立信号信噪比与载波相位恢复后信号的幅度及相位的概率特征之间的理论模型；
（3）、分析特征信息，根据采集到的相位恢复信号，统计样本信号幅度与相位的概率特征值；
（4）、计算采集信号信噪比，将得到的样本概率特征值带入步骤（2）所得的理论模型中，计算样本信号的信噪比。

[0013] 上述中，所述的信噪比检测模块是基于系统接收机的载波相位补偿模块，采集载波相位补偿模块的输出信号。其中，所述的信噪比检测模块以最大似然辅助判决(Decision aided Maximum likelihood，DAML)载波相位恢复模块为基础，通过分析DAML相位恢复后的数据特征建立信噪比检测模型。

[0014] 进一步的，所述的信噪比检测模块使用时需与光通信系统相结合，置于光通信系统后端的接收机端。

[0015] 根据DAML相位估计算法的性能分析，有效的将相位补偿后信号的数据特征与系统信噪比相结合。因此，相比较于传统基于相干光器件的光信噪比检测技术，本发明能够在实现准确的信噪比检测的同时保持通信系统收发机的完整性以及稳定性，确保数据通信不受影响。

[0016] 这里以相干光通信系统为例，如图1所示，经典相干接收机的信号处理过程大致包括：光电转换与采样、时钟恢复、色散补偿、偏振解复用、频偏补偿、相位恢复以及信号解调。信噪比检测模块以DAML相位恢复方法为基础，其结构框图如图2所示，通过分析相位恢复后信号的概率特征，实现有效的信噪比估计。

[0017] 本发明提出的基于DAML相位估计的实时监测信噪比的方法具体实时方案如下：信噪比检测模块通过分析DAML相位补偿性能，建立信号信噪比与相位补偿后信号的幅度及相位之间的理论模型。这里，为方便理论模型的构建，信噪比检测模块引入了信号模型，即
（1）
其中，为DAML载波相位恢复前的接受信号，为发射端
信号，表示幅度调制系数 , 表示信号功率 , 表示相位调制 ,
表示载波相位，表示载波相位噪声并被证明服从均值为0
方差为的正态分布，为发送端和接收端激光器的3-dB线宽，为接收信号的周期，为加性高斯白噪声，功率为。

[0018] DAML相位估计方法利用当前信号前个时刻的硬判决结果计算当前时刻载波相位，通常可被描述为（2）
其中，表示时刻载波相位估计，为时刻的信号硬判决，表示DAML相位
估计的窗长。

[0019] 接收DAML相位恢复信号后，如图3所示，信噪比检测模块通过分析接收信号的数据特征，构建信噪比估计的理论模型。

[0020] 这里，定义变量为DA-ML相位估计、补偿及解调后的信号，即                      （3）
其中表示时刻相位估计误差，
。取的实部可得
                     （4）
已知服从复高斯分布，因此，与服从相同概率分布。由式（4）可知，
的均值为
          （5）
此外，根据的概率分布，结合式（4）可以得到
          （6）
根据式（5）可知，信号功率可以从的均值得到，即
                                    （7）
同理，根据式（6）可知，信号噪声功率与的方差有关，即
   （8）
建立信噪比估计模型后，信噪比检测模块对采集到的信号做相位补偿及相位解调处理，并取实数部分得到序列。对于已知调制方式，幅度调制系数的均值为已知常数。因此，根据式（5），信号功率估计值可计算为
                              （9）
利用式（9）估计的信号功率，计算得到样本序列 ,即
                   （10）
计算样本序列的方差，带入式（8），计算噪声功率的估计值，即
                          （11）
根据式（9）及式（11）的估计值，计算样本信号信噪比
                  （12）
如图4和5所示，得益于现有对DA-ML相位估计算法性能的准确分析，本发明提供的信噪比检测方法有较大的动态测量范围及一定的相位噪声容忍度。

[0021] 综上所述，本发明的光通信系统中基于载波相位恢复的实时监测信噪比的方法，在不增加硬件结构、不修改光通信系统发送机和接收机、不影响数据传输的情况下，通过分析信道估计和噪声补偿之后电信号的数据特征，实现对电信号信噪比的实时监测。

[0022] 以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

标题	发布/更新时间	阅读量
一种信噪比估计方法-专利编号CN102904841B	2020-05-13	514
一种信噪比估计方法-专利编号CN102904841A	2020-05-12	147
一种高信噪比电力电缆-专利编号CN103794279A	2020-05-12	295
信噪比增强器-专利编号CN1139322A	2020-05-11	924
一种信噪比估计方法-专利编号CN103916342B	2020-05-11	733
一种信噪比估计方法-专利编号CN103916342A	2020-05-12	473
心内信号的信噪比-专利编号CN110269603A	2020-05-11	708
激光信噪比探测装置-专利编号CN101750154A	2020-05-13	441
一种高信噪比生物芯片-专利编号CN101003837A	2020-05-13	524
信噪比增强器-专利编号CN1236570C	2020-05-11	965

光通信系统中基于载波相位恢复的实时监测信噪比的方法

光通信系统中基于载波相位恢复的实时监测信噪比的方法

技术领域

背景技术

发明内容

附图说明

具体实施方式

IPRDB

热门服务

关于我们

友情链接

联系方式