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专利号: 2018102878019
申请人: 吉林大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-12-30
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于格基规约的模分复用系统的损伤补偿方法,其特征在于,具体步骤如下:步骤一,为预处理步骤:通过对信道矩阵扩展和右乘单位循环矩阵,将非列满秩的D×D(Q+1)的高阶信道矩阵H转换为D×D的可以进行格基约处理的低阶满秩矩阵Hfk,其中D为模式数,Q为时延覆盖长度;

步骤二,对得到的D×D的Hfk(k=1,…,L)个信道矩阵进行格基约减,并根据MDM系统特性,确定规约条件并约减后的 对信号进行检测。

2.如权利要求1所述的一种基于格基规约的模分复用系统的损伤补偿方法,其特征在于,所述步骤一的具体过程如下:S1、首先根据差分模式群时延(DMGD)计算Q值大小,Q=τDMGD/Ts,TS为码元周期,τDMGD为光纤中总差分模群时延,并根据估计得到的信道矩阵H,通过对传输数据进行分块,每个数据块的输入输出对应的信道矩阵即为扩展后的信道矩阵记为 其具体形式为:S2、根据模式数量D和扩展长度L,L等于Q/δ,δ为0.161,构建一个DL阶单位矩阵IDL、一个DQ阶单位矩阵IDQ和一个全零矩阵0DQ×D(L-Q),由这三个矩阵共同构建一个单位循环矩阵UCP,其形式为:S3、将扩展后的信道矩阵 右乘UCP,得到DL×DL的列满秩块循环矩阵He,该矩阵包含信道矩阵H中的所有元素;

S4、将L阶傅里叶变换矩阵与D阶单位矩阵进行克罗内克乘积运算,得到块傅里叶变换矩阵FDL;

S5、将第3步得到的列满秩块循环矩阵He左乘块傅里叶变换矩阵FDL,右乘块反傅里叶变换矩阵,最终得到一个块对角矩阵HF;

S6、对HF对角线上的每个D×D的小矩阵进行分离,得到相对应的D×D的矩阵Hfk,其中,(k=1,…,L)。

3.如权利要求1所述的一种基于格基规约的模分复用系统的损伤补偿方法,其特征在于,所述步骤二的具体过程如下:T D×1

S7、对接收信号x(t)=[x1(t)…xD(t)] ∈C ,(t=kTS,k=1,…,L)进行平移缩放,等效将发送信号s映射到连续整数域上,则有: 其中,ID为D阶单位阵,α与β分别代表缩放参数和平移参数,其二者取值由信号的调制格式确定,接收信号等效为:S8、对得到的D×D的k个信道矩阵Hfk进行幅度约减,使其规约矩阵 满足其中, 表示矩阵 中的第m列向量,在矩阵 中如果任意

列 不满足这一条件,则将矩阵 的第n列的 倍加到第m列上,其中μ为施密特正交化系数,且 符号round(·)表示取整,同时,对单位矩阵ID进行相同操作得到幺模矩阵T;

S9、以矩阵条件数作为衡量系统MDL的标准:在OSNR为18dB条件下,MDM系统中使用ZF算法进行信道均衡,保证符合通信标准的情况下,即误码率小于10-3时,MDL的容限值,即算法的规约条件:S10、对矩阵 的列矢量进行初等变换,实现对列矢量长度的逐步约减:首先,计算矩阵各列矢量长度,并将 进行升序排列,得到列矢量模值最小的最短向量,将其置换到矩阵 的第1列,记为 然后,令 1<m≤D,即将矩阵 的第1列的-1倍分别加到其余D-1列上,实现对其余各个列矢量在标准列矢量反方向上的长度约减,对约减后的矩阵依据S9中确定的规约条件进行判定,当符合规约条件时执行S11,否则执行S8,同时对S8 中得到的T矩阵进行相同的初等变换进行更新;

S11、得到格基约减后矩阵 和幺模矩阵T,使用 对接收信号进行均衡依次与LTS时间段内L个平移缩放后的接收信号矢量 (t=kTS,k=1,…,L)进行ZF均衡处理,由 其中 是等效发送信号,基于格基规约

的ZF检测算法的均衡矩阵为: 则均衡后的接收信号可以表示为:

S12、由于格基算法是在连续整数域上进行的,因此将均衡后的等效矢量 进行取整量化判决得到 后左乘幺模矩阵T恢复出源信号即S13、将S12输出信号进行反平移缩放,恢复出源信号