定点硬件对光纤非线性补偿算法的影响
信号处理
2018-08-31 v1
摘要
利用数字信号处理进行非线性抑制已被证明可提高光纤传输链路的可实现数据速率。一种特别有效的技术是数字反向传播(DBP)，该算法能够同时补偿线性和非线性信道失真。然而，实现该技术的最大障碍是其高计算复杂度。近年来，已有若干降低计算复杂度的DBP替代方案被提出，尽管这些技术在性能收益上尚不足以匹配其实现复杂度。为了充分刻画DBP的计算需求，需要对该算法在数字相干接收机所采用逻辑约束下的行为进行建模。此类模型使得能够从真实硬件复杂度（关键地，包括乘法操作的位宽）角度分析任意信号恢复算法。在有限位宽下，每次算术操作都会引入量化噪声，因此不能再假定常规DBP算法会优于其低复杂度替代方案。本工作中，使用定点硬件的通用软件模型，将DBP与单非线性步DBP实现——即增强分步傅里叶方法(ESSFM)——同线性均衡进行了比较。我们讨论了位宽和快速傅里叶变换(FFT)大小的需求，以考察这两种数字非线性补偿方案的最优工作区间。对于一个1000 km传输系统，研究发现（在优化FFT大小的前提下），就信噪比而言，在所有高达13位的硬件分辨率下，ESSFM算法均优于常规DBP。
引用
@article{arxiv.1804.08545,
title = {On the Impact of Fixed Point Hardware for Optical Fiber Nonlinearity Compensation Algorithms},
author = {Tom Sherborne and Benjamin Banks and Daniel Semrau and Robert I. Killey and Polina Bayvel and Domaniç Lavery},
journal= {arXiv preprint arXiv:1804.08545},
year = {2018}
}
备注
8 pages, 8 figures, journal submission