SV-DD系统中的均衡方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术实施例提供一种SV‑DD系统中的均衡方法及装置，其中方法包括：将信号按接收时序以预设长度进行分窗截取，获取分窗信号，作为卡尔曼滤波器一次迭代所需的输入数据；根据卡尔曼滤波器均衡算法对所述分窗信号在时域进行RSOP损伤补偿，再对RSOP损伤补偿后的分窗信号在频域进行CD损伤补偿。本发明专利技术实施例相比现有技术具有更好的补偿效果且没有数据冗余，对累积CD有很高的估计精确度。

Equilibrium Method and Device in SV-DD System

The embodiment of the present invention provides an equalization method and device in SV DD system. The method includes: intercepting the signal according to the receiving time sequence and preset length to obtain the window-splitting signal as the input data needed for a Kalman filter iteration; compensating the RSOP damage of the window-splitting signal in time domain according to the Kalman filter equalization algorithm, and then compensating the RSOP damage. The latter windowed signal is compensated for CD damage in frequency domain. The embodiment of the invention has better compensation effect and no data redundancy compared with the prior art, and has high estimation accuracy for the accumulated CD.

【技术实现步骤摘要】
SV-DD系统中的均衡方法及装置
本专利技术实施例涉及通信
，更具体地，涉及SV-DD系统中的均衡方法及装置。
技术介绍
物联网、虚拟现实和云计算等新兴业务的蓬勃发展，推动了数据中心之间短距离互联的需求，数据中心的距离从几百米到几十公里不等。在这样的应用场景下，既需要考虑收发机成本问题，又需要考虑系统传输能力。最近提出的“斯托克斯矢量(Stokesvector)直接检测(SV-DD)”方案，采用一个偏振态传输调制信号，另一个正交偏振态传输载波，具有与单偏振相干检测系统相同的频谱利用率，并且更加经济，因此，SV-DD方案非常适合于中短距光纤通信传输。色散(CD：Chromaticdispersion)和偏振态变化(又叫偏振旋转，RSOP:Rotationofstateofpolarization)效应是光通信系统的两个主要的损伤。100km标准单模光纤累积的CD可高达1700ps/nm。此外，如果在发射端补偿CD，光纤的实际色散与发射端基于DSP的数字域CD补偿之间的不匹配将引入残余色散(RCD：residualCD)，导致传输性能严重下降。另一方面，RSOP是由光纤的双折射产生的，这种双折射随环境的变化而随时间变化。在一些极端的场景下，如架空光缆、甚至是埋地光缆，遭到雷电电击时的克尔效应和法拉第旋光效应会造成偏振态快速变化，其RSOP的速度会达到400krad/s甚至瞬间达到2Mrad/。在SV-DD系统中，CD可以在发射端(CD预补偿)或接收端(CD后补偿)进行补偿。对于CD预补偿，需要预先知道光纤传输距离和色散系数。另一方面，若选择在接收端进行CD补偿，在CD补偿之前RSOP必须得到完全的补偿。原因是SV-DD的接收系统中CD损伤算符与RSOP损伤算符是搅在一起的，在CD和RSOP共同存在时，不能先补偿一种损伤，然后再补偿另一个损伤。因此在以往的文献中普遍采用的解决方案是在发射端发射训练序列来估计信道的RSOP旋转矩阵，才能实现在CD补偿前先补偿RSOP。然而基于训练序列的方法是以牺牲传输速率作为代价的，缺陷明显。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的SV-DD系统中的均衡方法及装置。第一个方面，本专利技术实施例提供一种SV-DD系统中的均衡方法，包括：将信号按接收时序以预设长度进行分窗截取，获取分窗信号，作为卡尔曼滤波器一次迭代所需的输入数据；根据卡尔曼滤波器均衡算法对所述分窗信号在时域进行RSOP损伤补偿，再对RSOP损伤补偿后的分窗信号在频域进行CD损伤补偿。第二个方面，本专利技术实施例提供SV-DD系统中的均衡装置，包括：分段模块，用于将信号按接收时序以预设长度进行分窗截取，获取分窗信号，作为卡尔曼滤波器一次迭代所需的输入数据；补偿模块，用于根据卡尔曼滤波器均衡算法对所述分窗信号在时域进行RSOP损伤补偿，再对RSOP损伤补偿后的分窗信号在频域进行CD损伤补偿。第三个方面，本专利技术实施例提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如第一方面所提供的方法的步骤。第四个方面，本专利技术实施例提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如第一方面所提供的方法的步骤。本专利技术实施例提供的SV-DD系统中的均衡方法及装置，通过将信号按接收时序以预设长度进行分窗截取，获取分窗信号，作为卡尔曼滤波器一次迭代所需的输入数据；根据卡尔曼滤波器均衡算法对所述分窗信号在时域进行RSOP损伤补偿，再对RSOP损伤补偿后的分窗信号在频域进行CD损伤补偿，相比现有技术具有更好的补偿效果且没有数据冗余，对累积CD损伤有很高的估计精确度。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，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他的附图。图1为本专利技术实施例提供的SV-DD系统中的均衡方法的流程示意图；图2示出了本专利技术实施例的SV-DD系统中发射端的结构示意图；图3示出了本专利技术实施例的SV-DD系统中接收端的结构示意图；图4为本专利技术实施例不同损伤情况下BER随RSOP变化的示意图；图5为本专利技术实施例对损伤容忍度的示意图；图6为本专利技术实施例对于累积CD估计的精确度的示意图；图7为本专利技术实施例提供的SV-DD系统中的均衡装置的结构示意图；图8为本专利技术实施例提供的电子设备的实体结构示意图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。图1为本专利技术实施例提供的SV-DD系统中的均衡方法的流程示意图，包括：S101、将信号按接收时序以预设长度进行分窗截取，获取分窗信号，作为卡尔曼滤波器一次迭代所需的输入数据。具体地，本专利技术实施例按照SV-DD系统中，接收损伤信号的时序，在当前迭代周期，从接收到的损伤信号序列中截取一段预设长度的信号，作为Kalman滤波器一次迭代所需要的输入数据，以便进行当前迭代周期；并在下一次迭代开始时将截取窗口向后滑动一定长度的符号，截得的新的数据作为下一次迭代的数据输入。S102、根据卡尔曼滤波器均衡算法对所述分窗信号在时域进行RSOP损伤补偿，再对RSOP损伤补偿后的分窗信号在频域进行CD损伤补偿。下面结合SV-DD系统的结构示意图说明本专利技术实施例进行RSOP损伤补偿和CD损伤补偿的先后顺序的依据。图2示出了本专利技术实施例的SV-DD系统中发射端的结构示意图，如图所示，ECL(激光器，ExternalCavityLaser)输出的连续波经PBS(偏振分束器：polarizationbeamsplitter)分成X路偏振光与Y路偏振光。X路偏振光经过IQmodulator(IQ调制器)，变为QAM调制信号。Y路偏振光作为载波，Y路载波的平均功率与X路信号的平均功率比定义为载波信号功率比(CSPR:Carrier-to-signalpowerratio)，在本专利技术实施例中设置为0dB，即X偏振的平均功率与Y偏振的平均功率相等。Y路载波与X路QAM调制信号经PBC(偏振合束器：polarizationbeamcombiner)合成为偏分复用信号，然后进入光纤传输。发射信号可以表示为琼斯矢量的形式转化为斯托克斯空间的斯托克斯矢量形式为从斯托克斯矢量的第二项和第三项，就可以提取得到发射信号的全部信息，形式为图3示出了本专利技术实施例的SV-DD系统中接收端的结构示意图，接收到的光信号经过PBS分光后分为两路信号，经过90°混频器和B-PD(平衡探测器：balancedphotodetector)光电转换后输出三路电信号：和CD损伤和RSOP损伤是光纤中导致光信号损伤的主要的两种机制，若发射信号在光纤中同时受这两种机制的损伤，信号可以在琼斯空间表示为如下的变换形式本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种SV‑DD系统中的均衡方法，其特征在于，包括：将信号按接收时序以预设长度进行分窗截取，获取分窗信号，作为卡尔曼滤波器一次迭代所需的输入数据；根据卡尔曼滤波器均衡算法对所述分窗信号在时域进行RSOP损伤补偿，再对RSOP损伤补偿后的分窗信号在频域进行CD损伤补偿。

【技术特征摘要】
1.一种SV-DD系统中的均衡方法，其特征在于，包括：将信号按接收时序以预设长度进行分窗截取，获取分窗信号，作为卡尔曼滤波器一次迭代所需的输入数据；根据卡尔曼滤波器均衡算法对所述分窗信号在时域进行RSOP损伤补偿，再对RSOP损伤补偿后的分窗信号在频域进行CD损伤补偿。2.根据权利要求1所述的均衡方法，其特征在于，包括：所述根据卡尔曼滤波器均衡算法对所述分窗信号在时域进行RSOP损伤补偿，再对RSOP损伤补偿后的分窗信号在频域进行CD损伤补偿，具体为：对于第k次迭代时截取的分窗信号，将状态矢量的第k-1迭代的后验估计作为第k次迭代的先验估计利用先验估计中的与RSOP损伤相关的三个角度：κ、η和ζ，根据RSOP损伤补偿矩阵对所述分窗信号在时域进行RSOP损伤补偿；将补偿后的分窗信号经过傅里叶变换，转换到频域，利用先验估计中的与CD损伤相关的参量Φ，在频域根据CD损伤补偿矩阵进行CD损伤补偿，将CD损伤补偿后的分窗信号变回时域，得到第k次迭代的补偿信号uk。3.根据权利要求2所述的均衡方法，其特征在于，所述RSOP损伤补偿矩阵具体为：所述CD损伤补偿矩阵具体为：其中，表示RSOP损伤补偿矩阵，表示CD损伤补偿矩阵，状态矢量其中κ、η和ζ表示与RSOP损伤相关的三个角度，Φ表示总累积色散，λ表示波长，ω表示角频率。4.根据权利要求2所述的均衡方法，其特征在于，所述得到第k次迭代的补偿信号uk，之后还包括：将所述补偿信号uk代入预先构建的从状态量到测量量的传递函数，获得传递函数计算所述传递函数关于状态量x在先验估计位置的雅可比矩阵Hk；根据所述雅可比矩阵Hk计算第k迭...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔楠，张晓光，张文博，席丽霞，唐先锋，郑子博，
申请(专利权)人：北京邮电大学，
类型：发明
国别省市：北京,11