一种自适应均衡方法、装置及均衡器制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种自适应均衡方法、装置及均衡器，涉及通信领域。该自适应均衡方法包括：获取均衡器输出的偏振态数据的帧定位信息和盲均衡处理后更新的抽头系数；根据所述帧定位信息及所述均衡器的性能信息，确定所述均衡器的当前工作状态；根据所述均衡器的当前工作状态及盲均衡处理后更新的抽头系数，对应调整抽头系数或盲均衡处理中的泄露因子；根据调整后的抽头系数或泄露因子，进行自适应收敛，直至所述均衡器达到在稳定状态下的稳定工作。本发明专利技术的方案，解决了在目前的技术方案中无法实现自适应均衡器高效地在收敛过程中稳定地工作的问题。

An adaptive equalization method, device and equalizer

The invention provides an adaptive equalization method, device and equalizer, which relates to the communication field. Including the adaptive equalization method: tap coefficient polarization data acquisition channel output frame positioning information and blind equalization processing after updating; according to the performance information of the frame and location information of the equalizer, determine the current state of the equalizer tap coefficients of the equalizer; according to the current state and blind equalization processing after the update, adjust the tap coefficient or leakage factor corresponding blind equalization processing; to adjust the tap coefficient or leakage factor, adaptive equalizer convergence, until the stable work in the steady state. The scheme of the invention solves the problem that the adaptive equalizer can not work steadily in the process of convergence in the present technical scheme.

【技术实现步骤摘要】
一种自适应均衡方法、装置及均衡器
本专利技术涉及通信领域，特别涉及一种自适应均衡方法、装置及均衡器。
技术介绍
一般在通信系统中，需要均衡器来补偿信道中对于传输数据的符号串扰等损失。均衡器常采用基于自适应盲均衡的方式，利用数据特性，均衡器自适应的跟踪和补偿信道的变化和损失，由于结构简洁，不占数据带宽，因而是通信系统均衡器常用的一种方式。但是盲均衡算法在收敛的过程中存在一定的概率收敛到非最佳状态，即进入亚稳态。特别的，对于高速光传输系统，相干接收机需要补偿光信道中的各种损伤，如偏振膜色散(PolarizationModeDispersion，PMD)、色度色散(ChromaticDispersion，CD)和偏振相关损耗(PolarizationDependentLoss，PDL)等。自适应均衡器通过数字信号处理技术(DigitalSignalProcessing,DSP)自适应跟踪信道特性，来达到补偿信道中各种损伤的作用。相干接收机主要包括色散补偿、时钟同步、自适应均衡以及频偏估计、相偏估计和帧定位等，其示意图见图1。色散补偿的功能是补偿信道中的色度色散，时钟恢复的功能是解决发射机和接收机之间的时钟同步问题，而自适应均衡的功能是补偿PMD、残余CD、PDL和偏振模解复用，频偏估计和相偏估计的功能是纠正发射激光器和本振激光器之间存在着频率和相位偏差，帧定位的功能是找到系统帧头并利用它提取系统信息。自适应均衡器在相干接收机中起到非常重要的作用。一般，它是由若干有限冲击响应(Finiteimpulseresponse,FIR)滤波器和用于产生FIR计算所需系数的盲均衡算法，如恒模算法(CommonModulusAlgorithm,CMA)，单元组成。由于没有信道的训练过程，滤波器的初始值在应用中被广泛设置为抽头中心位置为1，其它抽头位置为0的方式，并且由于滤波器的抽头在实际中也是有限的，所以在滤波器收敛的过程中，盲均衡算法并不一定会使系数收敛到全局最优的解，会一定概率落到局部最优的解上，就会进入亚稳态状态，均衡器后面的模块如帧定位模块无法正常工作，导致系统工作异常。针对盲均衡算法收敛到局部解的问题，有国外的文献和专利提到用分数间隔(FS，FractionallySpaced)盲均衡算法、带互相关(CrossCorrelation)项的均衡算法和泄露因子恒模算法(L-CMA，LeakyConstantModulusAlgorithm)这三种最具代表性的方案。FS盲均衡算法主要的思想是提高数据的采样间隔，利用数据符号周期分数时刻的采样数据联合自适应最小化盲均衡算法的代价函数。这种方式对于采样速率受限的光传输系统而言效果不佳。带互相关项的均衡算法基本思想是代价函数除了包含恒模项外，还包含一个互相关项，以抵抗码间串扰和多用户见串扰，但涉及到矩阵的求逆和所有极值点的搜索，计算量大。L-CMA算法的代价函数在恒模项的基础上，增加一个计算量小的泄露项，来达到收敛到最佳解的效果，但均衡器工作稳定性受泄露因子的选取影响很大，所以在实际中效果也不佳。作为亚稳态的一个特殊情况，就是均衡器的两路输出都收敛到一个偏振态上，也称为奇异性，当进入这种状态时，均衡器就会保持在这种特殊的亚稳定状态上。对于检测均衡器进入到奇异性这种亚稳态状态，一般的做法是利用均衡器系数的特性来判断，比如系数矩阵的琼斯值或者系数时域(频域)的某些特性，但是这些方法的缺点是，在不同的系统场景下，这些特征值会有很大的动态范围，所以难以用一个设定的值来区别所有应用场景下的奇异性状态。所以，均衡器需要依靠更稳定的判断标准，来完成此种特殊亚稳定状态的判断。另外，当系统的PMD损伤达到了最大值，接近于均衡器所能抵抗的极限时，均衡器在收敛后，可以达到一种稳定状态。但此时系数的主要能量以很大的概率会收敛在抽头的边界处，会一定程度上影响均衡器的性能。如果系统中出现较小的抖动，均衡器的系数可能会偏移出系数抽头的范围内，进入到亚稳定。因此，在目前的技术方案中，无法实现自适应均衡器高效地在收敛过程中稳定地工作。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种自适应均衡方法、装置及均衡器，利用抽头系数实现均衡器更高效、稳定地工作在稳态。为达到上述目的，本专利技术的实施例提供一种自适应均衡方法，包括：获取均衡器输出的偏振态数据的帧定位信息和盲均衡处理后更新的抽头系数；根据所述帧定位信息及所述均衡器的性能信息，确定所述均衡器的当前工作状态；根据所述均衡器的当前工作状态及盲均衡处理后更新的抽头系数，对应调整抽头系数或盲均衡处理中的泄露因子；根据调整后的抽头系数或泄露因子，进行自适应收敛，直至所述均衡器达到在稳定状态下的稳定工作。其中，根据所述帧定位信息及所述均衡器的性能信息，确定所述均衡器的当前工作状态的步骤包括：根据所述帧定位信息和预设的第一门限值，获得第一比较结果；根据所述均衡器输出的偏振态数据、收敛预期数据以及预设的第二门限值，获得第二比较结果；根据所述均衡器的符号速率、帧定位装置的符号速率和预设的第三门限值，获得第三比较结果；根据所述第一比较结果、所述第二比较结果和所述第三比较结果，确定所述均衡器的当前工作状态。其中，根据所述帧定位信息和预设的第一门限值，获得第一比较结果的步骤包括：根据所述帧定位信息分析输出的第一偏振态数据和第二偏振态数据，获得第一偏振态数据和第二偏振态数据之间的实际时延值；将所述实际时延值与所述第一门限值比较，获得第一比较结果。其中，根据所述均衡器输出的偏振态数据、收敛预期数据以及预设的第二门限值，获得第二比较结果的步骤包括：统计所述均衡器输出的偏振态数据与收敛预期数据之间的误差特征值；将所述误差特征值与所述第二门限值比较，获得第二比较结果。其中，根据所述均衡器的符号速率、帧定位装置的符号速率和预设的第三门限值，获得第三比较结果的步骤包括：获取帧定位装置的符号速率和所述均衡器的符号速率的比值ratio_symbol；通过公式获得所述均衡器能补偿的偏振态之间的最大时延值max_sym_skew，其中，M为所述均衡器中滤波器抽头个数；将所述最大时延值与所述第三门限值比较，获得第三比较结果。其中，根据所述第一比较结果、所述第二比较结果和所述第三比较结果，确定所述均衡器的当前工作状态的步骤包括：在所述第一比较结果指示所述实际时延值大于或等于所述第一门限值，且所述第二比较结果指示所述误差特征值大于或等于所述第二门限值时，确定所述均衡器的当前工作状态为第一亚稳定状态；在所述第一比较结果指示所述实际时延值小于所述第一门限值或者所述第二比较结果指示所述误差特征值小于所述第二门限值时，根据所述帧定位信息确定输出的偏振态数据是否收敛为相同偏振态；若所述偏振态数据均收敛为相同偏振态，则确定所述均衡器的当前工作状态为第二亚稳定状态；若所述偏振态数据收敛为不同偏振态，且所述第三比较结果指示所述实际时延值小于或等于所述最大时延值，所述实际时延值大于或等于所述第三门限值时，则确定所述均衡器的当前工作状态为边界稳定状态；若所述偏振态数据为不同偏振态，且所述第三比较结果指示所述实际时延值小于所述第三门限值时，则确定所述均衡器的当前工作状态为稳定状态。其中，根据所述均衡器的当前工作状态及盲均衡处理后更新的抽本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自适应均衡方法，其特征在于，包括：获取均衡器输出的偏振态数据的帧定位信息和盲均衡处理后更新的抽头系数；根据所述帧定位信息及所述均衡器的性能信息，确定所述均衡器的当前工作状态；根据所述均衡器的当前工作状态及盲均衡处理后更新的抽头系数，对应调整抽头系数或盲均衡处理中的泄露因子；根据调整后的抽头系数或泄露因子，进行自适应收敛，直至所述均衡器达到在稳定状态下的稳定工作。

【技术特征摘要】
1.一种自适应均衡方法，其特征在于，包括：获取均衡器输出的偏振态数据的帧定位信息和盲均衡处理后更新的抽头系数；根据所述帧定位信息及所述均衡器的性能信息，确定所述均衡器的当前工作状态；根据所述均衡器的当前工作状态及盲均衡处理后更新的抽头系数，对应调整抽头系数或盲均衡处理中的泄露因子；根据调整后的抽头系数或泄露因子，进行自适应收敛，直至所述均衡器达到在稳定状态下的稳定工作。2.根据权利要求1所述的自适应均衡方法，其特征在于，根据所述帧定位信息及所述均衡器的性能信息，确定所述均衡器的当前工作状态的步骤包括：根据所述帧定位信息和预设的第一门限值，获得第一比较结果；根据所述均衡器输出的偏振态数据、收敛预期数据以及预设的第二门限值，获得第二比较结果；根据所述均衡器的符号速率、帧定位装置的符号速率和预设的第三门限值，获得第三比较结果；根据所述第一比较结果、所述第二比较结果和所述第三比较结果，确定所述均衡器的当前工作状态。3.根据权利要求2所述的自适应均衡方法，其特征在于，根据所述帧定位信息和预设的第一门限值，获得第一比较结果的步骤包括：根据所述帧定位信息分析输出的第一偏振态数据和第二偏振态数据，获得第一偏振态数据和第二偏振态数据之间的实际时延值；将所述实际时延值与所述第一门限值比较，获得第一比较结果。4.根据权利要求3所述的自适应均衡方法，其特征在于，根据所述均衡器输出的偏振态数据、收敛预期数据以及预设的第二门限值，获得第二比较结果的步骤包括：统计所述均衡器输出的偏振态数据与收敛预期数据之间的误差特征值；将所述误差特征值与所述第二门限值比较，获得第二比较结果。5.根据权利要求4所述的自适应均衡方法，其特征在于，根据所述均衡器的符号速率、帧定位装置的符号速率和预设的第三门限值，获得第三比较结果的步骤包括：获取帧定位装置的符号速率和所述均衡器的符号速率的比值ratio_symbol；通过公式获得所述均衡器能补偿的偏振态之间的最大时延值max_sym_skew，其中，M为所述均衡器中滤波器抽头个数；将所述最大时延值与所述第三门限值比较，获得第三比较结果。6.根据权利要求5所述的自适应均衡方法，其特征在于，根据所述第一比较结果、所述第二比较结果和所述第三比较结果，确定所述均衡器的当前工作状态的步骤包括：在所述第一比较结果指示所述实际时延值大于或等于所述第一门限值，且所述第二比较结果指示所述误差特征值大于或等于所述第二门限值时，确定所述均衡器的当前工作状态为第一亚稳定状态；在所述第一比较结果指示所述实际时延值小于所述第一门限值或者所述第二比较结果指示所述误差特征值小于所述第二门限值时，根据所述帧定位信息确定输出的偏振态数据是否收敛为相同偏振态；若所述偏振态数据均收敛为相同偏振态，则确定所述均衡器的当前工作状态为第二亚稳定状态；若所述偏振态数据收敛为不同偏振态，且所述第三比较结果指示所述实际时延值小于或等于所述最大时延值，所述实际时延值大于或等于所述第三门限值时，则确定所述均衡器的当前工作状态为边界稳定状态；若所述偏振态数据为不同偏振态，且所述第三比较结果指示所述实际时延值小于所述第三门限值时，则确定所述均衡器的当前工作状态为稳定状态。7.根据权利要求1所述的自适应均衡方法，其特征在于，根据所述均衡器的当前工作状态及盲均衡处理后更新的抽头系数，对应调整抽头系数或盲均衡处理中的泄露因子的步骤包括：在所述均衡器的当前工作状态为第一亚稳定状态时，获取盲均衡处理后更新的抽头系数的能量分布信息；若第一偏振态的抽头系数能量在抽头中心位置第一侧的总值大于在抽头中心位置第二侧的总值，第二偏振态的抽头系数能量在抽头中心位置第一侧的总值小于在抽头中心位置第二侧的总值，则将抽头系数中的第一偏振态抽头系数向第二侧移动N个样点，第二偏振态抽头系数向第一侧移动N个样点；若第一偏振态的抽头系数能量在抽头中心位置第一侧的总值小于在抽头中心位置第二侧的总值，第二偏振态的抽头系数能量在抽头中心位置第一侧的总值大于在抽头中心位置第二侧的总值，则将抽头系数中的第一偏振态抽头系数向第一侧移动N个样点，第二偏振态抽头系数向第二侧移动N个样点；若第一偏振态的抽头系数能量在抽头中心位置第一侧的总值...

【专利技术属性】
技术研发人员：王卫明，周伟勤，蔡轶，
申请(专利权)人：中兴通讯股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44