本申請涉及通信，尤其涉及一種光纖非線性效應的補償方法及光纖傳輸系統(tǒng)。

背景技術：

1、隨著信號速率的提升，光纖信道傳輸損傷的影響也日益凸顯。其中，非線性效應由于與信號功率相關且與其他線性損傷耦合，其影響卻始終難以消除，最終產生非線性噪聲或造成接收信號產生非線性相移，成為了阻礙提升光纖傳輸系統(tǒng)性能的核心關鍵因素。

2、目前通常采用數(shù)字背向傳輸(digital?signal?backpropagation，dbp)方案補償光纖非線性效應，然而該方案需要進一步具備能夠自適應估計和追蹤光纖非線性系數(shù)的能力。在此背景下，基于梯度下降的自適應數(shù)字背向傳輸(adaptive?dbp，a-dbp)方案應運而生，然而，傳統(tǒng)的梯度下降算法存在收斂速度慢且可能無法收斂至全局最優(yōu)點的風險。因此引入動量項提高收斂速度，然而動量項的引入又存在收斂振蕩的問題。

技術實現(xiàn)思路

1、本申請?zhí)峁┮环N光纖非線性效應的補償方法、裝置、設備、介質、產品及光纖傳輸系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術中引入動量項導致收斂振蕩的問題。

2、為實現(xiàn)上述目的，本申請實施例提供了一種光纖非線性效應的補償方法，包括：

3、接收數(shù)字信號，對所述數(shù)字信號進行光纖色散重構，得到重構信號；

4、確認初始的光纖非線性系數(shù)；

5、基于分布傅里葉法，采用當前的光纖非線性系數(shù)對所述重構信號進行非線性補償，得到當前的補償信號；

6、計算當前的補償信號的矢量幅度誤差；

7、若當前的矢量幅度誤差不滿足預設的迭代終止條件，則基于預知項和動量項更新當前的光纖非線性系數(shù)，重新進行非線性補償，直至當前的矢量幅度誤差滿足所述迭代終止條件；其中，基于以帶動量的梯度下降算法對所述重構信號進行非線性補償后得到的矢量幅度誤差為代價函數(shù)確定所述預知項。

8、作為上述方案的改進，根據(jù)下式更新當前的光纖非線性系數(shù)：

9、

10、其中，γ(i+1)為第i+1次迭代的光纖非線性系數(shù)，γ(i)為第i次迭代的光纖非線性系數(shù)，μ為學習率，為預知項，由第i+1次迭代的代價函數(shù)f(i+1)的梯度確定，m為記憶度，δγ(i)為第i次迭代的動量項，i為當前迭代次數(shù)。

11、作為上述方案的改進，在所述接收數(shù)字信號，對所述數(shù)字信號進行光纖色散重構，得到重構信號之前，所述光纖非線性效應的補償方法還包括：

12、接收經(jīng)光纖傳輸來的光信號的原始數(shù)字信號；

13、對所述原始數(shù)字信號進行數(shù)字信號處理，以得到所述數(shù)字信號；

14、其中，所述數(shù)字信號處理包括以下其中之一或其組合：色散補償、時鐘恢復、偏振追蹤、載波相位恢復和數(shù)字解調。

15、作為上述方案的改進，在所述接收經(jīng)光纖傳輸來的光信號的原始數(shù)字信號之前，所述光纖非線性效應的補償方法還包括：

16、生成光信號，將所述光信號放大后通過光纖進行傳輸；

17、生成本振光信號；

18、將經(jīng)光纖傳輸來的光信號和所述本振光信號進行相干接收，生成電信號；

19、對所述電信號進行數(shù)模轉換，以生成所述原始數(shù)字信號。

20、作為上述方案的改進，所述迭代終止條件包括以下任一：

21、當前的矢量幅度誤差小于預設的最小矢量幅度誤差閾值；

22、當前的矢量幅度誤差小于上一次迭代的矢量幅度誤差。

23、為實現(xiàn)上述目的，本申請實施例還提供了一種光纖非線性效應的補償裝置，包括：

24、數(shù)字信號接收模塊，用于接收數(shù)字信號，對所述數(shù)字信號進行光纖色散重構，得到重構信號；

25、初始光纖非線性系數(shù)確認模塊，用于確認初始的光纖非線性系數(shù)；

26、非線性補償模塊，用于基于分布傅里葉法，采用當前的光纖非線性系數(shù)對所述重構信號進行非線性補償，得到當前的補償信號；

27、矢量幅度誤差計算模塊，用于計算當前補償后的補償信號的矢量幅度誤差；

28、光纖非線性系數(shù)更新模塊，用于若當前的矢量幅度誤差不滿足預設的迭代終止條件，則基于預知項和動量項更新當前的光纖非線性系數(shù)，重新進行非線性補償，直至當前的矢量幅度誤差滿足所述迭代終止條件；其中，基于以帶動量的梯度下降算法對所述重構信號進行非線性補償后得到的矢量幅度誤差為代價函數(shù)確定所述預知項。

29、為實現(xiàn)上述目的，本申請實施例還提供了一種光纖非線性效應的補償設備，包括處理器、存儲器以及存儲在所述存儲器中且被配置為由所述處理器執(zhí)行的計算機程序，所述處理器在執(zhí)行所述計算機程序時實現(xiàn)如上述的光纖非線性效應的補償方法。

30、為實現(xiàn)上述目的，本申請實施例還提供了一種計算機可讀存儲介質，所述計算機可讀存儲介質包括存儲的計算機程序；其中，所述計算機程序在運行時控制所述計算機可讀存儲介質所在的設備執(zhí)行如上述的光纖非線性效應的補償方法。

31、為實現(xiàn)上述目的，本申請實施例還提供了一種計算機程序產品，包括計算機程序/指令，該計算機程序/指令被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)如上述的光纖非線性效應的補償方法的步驟。

32、為實現(xiàn)上述目的，本申請實施例還提供了一種光纖傳輸系統(tǒng)，包括：

33、數(shù)字信號處理單元，用于對原始數(shù)字信號進行數(shù)字信號處理得到數(shù)字信號和對所述數(shù)字信號進行系統(tǒng)損傷補償，其中，所述系統(tǒng)損傷補償包括光纖非線性效應的補償，在光纖非線性效應的補償過程中，基于預知項和動量項更新當前的光纖非線性系數(shù)，基于以帶動量的梯度下降算法對所述重構信號進行非線性補償后得到的矢量幅度誤差為代價函數(shù)確定所述預知項。

34、作為上述方案的改進，所述光纖傳輸系統(tǒng)還包括：

35、信號發(fā)生單元，用于生成光信號，以經(jīng)光放大器放大所述光信號后通過光纖進行傳輸；

36、本振激光器，用于生成本振光信號；

37、相干接收單元，用于利用所述本振光信號和經(jīng)光纖傳輸來的光信號進行相干接收，得到電信號；

38、信號采集單元，用于對所述電信號進行模數(shù)轉換，得到所述原始數(shù)字信號。

39、與現(xiàn)有技術相比，本申請實施例提供的一種光纖非線性效應的補償方法、裝置、設備、介質、產品及光纖傳輸系統(tǒng)，通過在利用動量項更新光纖非線性系數(shù)時還引入代價函數(shù)作為預知項進行更新，能夠在保留帶動量的梯度下降算法快速收斂且不容易落入局部最優(yōu)點的特性的同時，基于對下一步收斂的估計提前調整步長，在預計可能發(fā)生振蕩的情況下提前減步長，從而抑制收斂過程中的振蕩，確保魯棒性，最終提升光纖傳輸系統(tǒng)性能。

技術特征：

1.一種光纖非線性效應的補償方法，其特征在于，包括：

2.如權利要求1所述的光纖非線性效應的補償方法，其特征在于，根據(jù)下式更新當前的光纖非線性系數(shù)：

3.如權利要求1所述的光纖非線性效應的補償方法，其特征在于，在所述接收數(shù)字信號，對所述數(shù)字信號進行光纖色散重構，得到重構信號之前，所述光纖非線性效應的補償方法還包括：

4.如權利要求3所述的光纖非線性效應的補償方法，其特征在于，在所述接收經(jīng)光纖傳輸來的光信號的原始數(shù)字信號之前，所述光纖非線性效應的補償方法還包括：

5.如權利要求1所述的光纖非線性效應的補償方法，其特征在于，所述迭代終止條件包括以下任一：

6.一種光纖非線性效應的補償裝置，其特征在于，包括：

7.一種光纖非線性效應的補償設備，其特征在于，包括處理器、存儲器以及存儲在所述存儲器中且被配置為由所述處理器執(zhí)行的計算機程序，所述處理器在執(zhí)行所述計算機程序時實現(xiàn)如權利要求1～5任一項所述的光纖非線性效應的補償方法。

8.一種計算機可讀存儲介質，其特征在于，所述計算機可讀存儲介質包括存儲的計算機程序；其中，所述計算機程序在運行時控制所述計算機可讀存儲介質所在的設備執(zhí)行如權利要求1～5任一項所述的光纖非線性效應的補償方法。

9.一種計算機程序產品，包括計算機程序/指令，其特征在于，該計算機程序/指令被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)如權利要求1～5任一項所述的光纖非線性效應的補償方法的步驟。

10.一種光纖傳輸系統(tǒng)，其特征在于，包括：

11.如權利要求10所述的光纖傳輸系統(tǒng)，其特征在于，所述光纖傳輸系統(tǒng)還包括：

技術總結
本申請公開了一種光纖非線性效應的補償方法、裝置、設備、介質、產品及光纖傳輸系統(tǒng)，方法包括：接收數(shù)字信號，對所述數(shù)字信號進行光纖色散重構，得到重構信號；確認初始的光纖非線性系數(shù)；基于分布傅里葉法，采用當前的光纖非線性系數(shù)對所述重構信號進行非線性補償，得到當前的補償信號；計算當前的補償信號的矢量幅度誤差；若當前的矢量幅度誤差不滿足預設的迭代終止條件，則基于預知項和動量項更新當前的光纖非線性系數(shù)，重新進行非線性補償，直至當前的矢量幅度誤差滿足所述迭代終止條件；采用本申請實施例能夠解決引入動量項導致收斂振蕩的問題，從而抑制收斂過程中的振蕩，確保魯棒性，最終提升光纖傳輸系統(tǒng)性能。

技術研發(fā)人員：左銘青,王東,張德朝,李晗
受保護的技術使用者：中國移動通信有限公司研究院
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/10/21