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龙图腾网获悉复旦大学申请的专利用于短距离光纤链路系统的低复杂度实时非线性补偿方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN119652420B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-10-17发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202411668952.0，技术领域涉及：H04B10/58；该发明授权用于短距离光纤链路系统的低复杂度实时非线性补偿方法是由余建军;孙新达;王凯辉设计研发完成，并于2024-11-21向国家知识产权局提交的专利申请。

本用于短距离光纤链路系统的低复杂度实时非线性补偿方法在说明书摘要公布了：本发明属于光纤通信技术领域，具体为用于短距离光纤链路系统的低复杂度实时非线性补偿方法。本发明采用沃尔泰拉算法实现非线性损伤补偿，该算法看作一自适应更新抽头的滤波器，分为线性项有限冲激响应滤波器计算模块、非线性项有限冲激响应滤波器计算模块、误差计算模块和抽头系数更新模块；进一步通过剪枝和非均匀量化实现非线性补偿的低复杂度处理。本发明解决了强度调制直接检测系统中来自于器件和传输引起的非线性失真问题，且实现更为简单，复杂度大大降低，因而更加节省功耗，并已在FPGA开发板上得到验证；为非线性补偿在硬件上实现提供依据，为未来光纤通信系统的进一步发展奠定基础。

本发明授权用于短距离光纤链路系统的低复杂度实时非线性补偿方法在权利要求书中公布了：1.一种用于短距离光纤链路系统的实时非线性补偿方法，其特征在于，采用非线性补偿算法实现非线性损伤补偿，所述非线性补偿算法具体为沃尔泰拉算法；该算法看作一个自适应更新抽头的滤波器，分为线性项有限冲激响应滤波器计算模块、非线性项有限冲激响应滤波器计算模块、误差计算模块和抽头系数更新模块；其中： 线性项有限冲激响应滤波器和非线性项有限冲激响应滤波器二者输出的和为一个完整的输出线性部分和非线性部分，两计算模块计算表达式如下所示： 其中，wl1k和wl1,l2k分别代表线性部分和非线性部分对应的抽头系数，N1和N2代表线性部分和非线性部分的记忆长度，参数k表示当前时间点，yk是当前时刻的输出信号，xk代表输入信号，l1,l2表示输入信号xk的时间延迟索引；xk-l1表示输入信号在当前时刻k向前延迟l1的值；同理，xk-l2表示向前延迟l2的值； 所述误差计算模块，其中部署有判决器，具体判决通过条件判决语句实现，其中设置0.5，0，-0.5三个门限值，进行判决，将输出信号判决到-0.75，-0.25，0.25，0.75四个电平；将上述两个滤波器的输出之和与判决器输出的标准星座点做差，得到误差，计算式如下所示： ek＝dk-yk，2 dk为判决器输出的标准星座点，yk为上述两个滤波器的输出信号，ek为误差； 抽头系数更新模块，用于更新有限冲击响应滤波器计算模块中所需的抽头值，所需要的输入有滤波器的输出和误差计算模块计算出的误差，计算表达式如下所示： wk+1＝wk+μekxk，3 wk指更新前的系数，wk+1指更新后的系数，μ为迭代步长，ek为误差模块计算出的误差，xk为输入信号； 沃尔泰拉算法通过硬件描述语言实现，并部署在现场可编程门阵列开发板中，该现场可编程门阵列开发板作为硬件平台布置在强度调制直接检测通信系统中，用于实时处理接收端接收到的信号；接收端通过模数转换器ADC将接收到的脉冲幅度调制信号转换为数字序列；然后将数字序列送入到现场可编程门阵列开发板中，通过将数字序列分配到部署在现场可编程门阵列开发板的数字信号处理模块中，在线性项有限冲激响应滤波器计算模块和非线性项有限冲激响应滤波器计算模块中进行输入信号线性项与对应抽头系数的计算、输入信号非线性项的产生以及非线性项与对应抽头系数的计算，在误差计算模块和抽头系数更新模块中计算误差以及线性项和非线性项对应抽头系数的更新；具体的计算和更新过程请参照上文公式1、2、3进行； 沃尔泰拉算法在现场可编程门阵列平台上实现后，可以等同为一个自适应更新抽头的具有非线性补偿能力的均衡器，均衡器开始工作后的第一次运算，采用的是初始设置的抽头值，随着计算的进行，基于最小均方误差对抽头系数进行更新，直至抽头系数收敛，达到一个理想的非线性补偿效果； 还包括降低复杂度处理，具体如下： 在短距离光链路系统中，由于线性项对应的抽头系数部分，其呈指数分布，且不同功率点相同位置的抽头权值较为稳定，因此通过非均匀量化的方式来量化部分位置的抽头，以节省该位置更新抽头所耗费的乘法器；于是在现场可编程门阵列开发板上，通过采取基于二的指数的非均匀量化，硬件描述语言中，可以通过算数移位来实现二的指数的乘法，量化公式如下： b为量化比特数，量化比特数越大，精度越高，Qu为量化等级； 又由于非线性部分对应的抽头系数部分，其呈稀疏分布，大部分位置的抽头权值十分小，这对最终结果的影响十分微小，于是可以找到一个门限值T，该值考虑到性能和资源的均衡，通过将小于该门限值的权值置零进行剪枝，来节省抽头更新和非线性项与抽头相乘所消耗的乘法，剪枝公式如下： WNonlineark＝0,if|WNonlineark|＜T，5 其中，WNonlinear为非线性部分对应的抽头系数，T为剪枝门限值；该门限值不能太大，否则会损失过多的性能，如果过小，释放的资源就会过少；通过给T设置一个较小的初始值，然后进行仿真，通过误码率来判断性能的损失，如果性能的损失可以接受，那么将T值增大，进行迭代更新，直至找到一个可以接受的平衡点，即性能的损失不会太多，而且释放的资源也是客观的。

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