一种信号处理方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术实施例公开了一种信号处理方法，该方法用于等效为信道非线性损伤作用在前、IQ不平衡作用在后的通信系统，该方法包括：对串联形式Volterra信道模型的线性损伤和接收前端IQ不平衡进行联合建模，获得变型Volterra后向逆均衡处理的系数；在所述通信系统的接收端，通过Volterra后向逆均衡器一阶变型得到的广义线性均衡器对信号的线性损伤和接收端IQ不平衡进行补偿处理，通过变型Volterra后向逆均衡处理的高阶操作符对信号的非线性损伤进行补偿处理。本发明专利技术实施例还公开了一种信号处理装置和计算机可读存储介质。

A signal processing method and device

【技术实现步骤摘要】
一种信号处理方法和装置
本专利技术涉及通信技术损伤抑制领域，尤其涉及一种信号处理方法、装置和计算机可读存储介质。
技术介绍
Volterra级数的概念和理论最早是由西班牙数学家VitoVolterra在1959年提出的。数学家NorbertWinener将Volterra级数理论应用到非线性系统分析建模中，并且Winener运用该理论分析了一系列的非线性系统问题。自从2013年OFC和ECOC会议以来，Volterra理论被运用到DSB-IMDDOFDM系统中抑制拍频干扰损伤。当前的拍频干扰抑制算法主要有基于迭代思想的损伤抑制算法以及基于Volterra理论的非线性均衡器。相比迭代损伤抑制算法，基于Volterra理论的二阶和三阶时域非线性滤波器复杂度和系统成本更低，这是因为迭代损伤抑制算法需要提前获取包括调制器啁啾值、光纤总色散量大小、调制器非线性传输曲线在内的信道特性值，从而辅助重构拍频干扰损伤，而基于时域的Volterra滤波器抽头系数的选取是采用LMS或RLS自适应计算得到的。近几年来，为了发展长距离、高速率和高频谱效率的光网络，相干检测作为关键技术引起了研究人员的极大兴趣。通过恢复光纤的两个偏振方向的电场，相干接收机可以允许信息被编码在光纤的所有自由度上，包括幅度，相位以及偏振。因此，相干接收可以提高信号功率以及系统的频谱效率。相对于直接检测，相干检测的结构要更复杂一些。它需要在本地接收端有一个本地振荡激光器，通过本振激光器的发射光与接收的信号光进行拍频以实现信号解调。平衡接收机采用四组、八个PD进行接收，而非平衡接收机采用四组、四个PD进行信号的接收，由于舍弃了一条支路输出的信号，非平衡探测会带来拍频干扰，再加上接收端IQ不平衡损伤。现有技术中，直接检测系统通过光电探测器对传输信号进行接收，系统复杂度较低，在含有I/Q路信号的直接检测系统中，接收前端会引起IQ不平衡损伤，同时当传统的强度调制直接检测方案系统速率和传输距离同时提升时，会遇到拍频干扰非线性损伤的影响。对于相干检测系统来说，平衡探测可以避免引入拍频干扰损伤，但是八个PD对信号进行接收增加了硬件的复杂度；而非平衡探测采用单PD接收，虽然能够降低系统硬件成本，但是会引入拍频干扰非线性损伤。
技术实现思路
为解决现有存在的技术问题，本专利技术实施例提供一种信号处理方法、装置和计算机可读存储介质，有效地抑制直接检测系统或相干系统接收机IQ不平衡和信道非线性损伤，降低相干接收系统硬件成。为达到上述目的，本专利技术实施例的技术方案是这样实现的：一种信号处理方法，所述方法应用于通信系统，所述通信系统为等效为信道非线性损伤作用在前、IQ不平衡作用在后的系统，所述方法包括：对串联形式Volterra信道模型的线性损伤和接收前端IQ不平衡进行联合建模，获得变型Volterra后向逆均衡处理的系数；在所述通信系统的接收端，通过Volterra后向逆均衡器一阶变型得到的广义线性均衡器对信号的线性损伤和接收端IQ不平衡进行补偿处理，通过变型Volterra后向逆均衡处理的高阶操作符对信号的非线性损伤进行补偿处理。进一步地，在所述对串联形式Volterra信道模型的线性损伤和接收前端IQ不平衡进行联合建模之前，包括：根据Volterra理论对所述通信系统的传输信道进行建模，获得并联形式Volterra信道模型，其中，并联形式Volterra信道模型系统的操作符为G，Gi是在信道建模时的i阶Volterra操作符，G1[D(ω)]表示光电转换后受信道线性损伤影响的有效信号，表示通信系统受到的二阶及二阶以上非线性损伤，D(ω)为输入信号；根据Volterra理论将所述并联形式Volterra信道模型转换为串联形式Volterra信道模型，所述串联形式的Volterra信道模型包括：高阶操作符F和一阶操作符S，高阶操作符F中一阶Volterra操作符F1≡1，一阶操作符S只包含一阶Volterra操作符S1，S1≡G1。进一步地，所述对串联形式Volterra信道模型的线性损伤和接收前端IQ不平衡进行联合建模，包括：将所述串联形式Volterra信道模型中的一阶信道线性损伤和接收端IQ不平衡损伤进行联合建模。进一步地，所述方法还包括：采用复值形式的广义线性模型表示模拟接收前端导致的IQ不平衡，为了完全补偿通信系统引入的线性失真和接收端IQ不平衡，IQ不平衡系统操作符Q要完全补偿通信系统和引入的线性失真和IQ不平衡，Volterra后向逆均衡器一阶变型得到的广义线性均衡器的复值操作符W中的操作符μe和ve满足的条件包括：和其中，μ(ω)＝μr(ω)G1(ω)，μr(ω)和vr(ω)为模拟接收前端导致的IQ不平衡，输入输出关系为：W(ω)＝μe(ω)Q(ω)+ve(ω)Q*(-ω)，Q(ω)为受到IQ不平衡影响的接收信号。进一步地，变型Volterra后向逆均衡处理的一阶操作符K1，K1≡1，变型Volterra后向逆均衡处理的二阶操作符K2，K2＝-K1H2K1＝-H2；变型Volterra后向逆均衡处理的三阶操作符K3，K3＝K1[-H3+H2(1+K1H2)-H2K1H2-H2]K1＝-H3+H2(1+H2)-H2H2-H2；其中，H2为二阶Volterra操作符，H3为三阶Volterra操作符。进一步地，变型Volterra后向逆均衡处理的一阶操作符为K1，K1≡W，变型Volterra后向逆均衡处理的二阶操作符为K2，K2＝-K1H2K1；变型Volterra后向逆均衡处理的三阶操作符为K3，K3＝K1[-H3+H2(1+K1H2)-H2K1H2-H2]K1；其中，H2为二阶Volterra操作符，H3为三阶Volterra操作符，W＝μe+ve。本专利技术实施例提供一种信号处理装置，所述信号处理装置应用于等效为信道非线性损伤作用在前、IQ不平衡作用在后的通信系统；所述信号处理装置包括：建模单元、处理单元，其中，所述建模单元，用于对串联形式Volterra信道模型的线性损伤和接收前端IQ不平衡进行联合建模，获得变型Volterra后向逆均衡处理的系数；所述处理单元，用于在所述通信系统的接收端，通过Volterra后向逆均衡器一阶变型得到的广义线性均衡器对信号的线性损伤和接收端IQ不平衡进行补偿处理，通过变型Volterra后向逆均衡处理的高阶操作符对信号的非线性损伤进行补偿处理。进一步地，所述建模单元，还用于根据Volterra理论对所述通信系统的传输信道进行建模，获得并联形式Volterra信道模型，其中，并联形式Volterra信道模型系统的操作符为G，Gi是在信道建模时的i阶Volterra操作符，G1[D(ω)]表示光电转换后受信道线性损伤影响的有效信号，表示通信系统受到的二阶及二阶以上非线性损伤，D(ω)为输入信号；所述处理单元，还用于根据Volterra理论将所述并联形式Volterra信道模型转换为串联形式Volterra信道模型，所述串联形式的Volterra信道模型包括：高阶操作符F和一阶操作符S，高阶操作符F中一阶Volterra操作符F1≡1，一阶操作符S只包含一阶Volterra操作符S1，S1≡G1。进一步地，所述建模单元，还用于将所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种信号处理方法，其特征在于，所述方法应用于通信系统，所述通信系统为等效为信道非线性损伤作用在前、IQ不平衡作用在后的系统，所述方法包括：对串联形式Volterra信道模型的线性损伤和接收前端IQ不平衡进行联合建模，获得变型Volterra后向逆均衡处理的系数；在所述通信系统的接收端，通过Volterra后向逆均衡器一阶变型得到的广义线性均衡器对信号的线性损伤和接收端IQ不平衡进行补偿处理，通过变型Volterra后向逆均衡处理的高阶操作符对信号的非线性损伤进行补偿处理。

【技术特征摘要】
1.一种信号处理方法，其特征在于，所述方法应用于通信系统，所述通信系统为等效为信道非线性损伤作用在前、IQ不平衡作用在后的系统，所述方法包括：对串联形式Volterra信道模型的线性损伤和接收前端IQ不平衡进行联合建模，获得变型Volterra后向逆均衡处理的系数；在所述通信系统的接收端，通过Volterra后向逆均衡器一阶变型得到的广义线性均衡器对信号的线性损伤和接收端IQ不平衡进行补偿处理，通过变型Volterra后向逆均衡处理的高阶操作符对信号的非线性损伤进行补偿处理。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述对串联形式Volterra信道模型的线性损伤和接收前端IQ不平衡进行联合建模之前，包括：根据Volterra理论对所述通信系统的传输信道进行建模，获得并联形式Volterra信道模型，其中，并联形式Volterra信道模型系统的操作符为G，Gi是在信道建模时的i阶Volterra操作符，G1[D(ω)]表示光电转换后受信道线性损伤影响的有效信号，表示通信系统受到的二阶及二阶以上非线性损伤，D(ω)为输入信号；根据Volterra理论将所述并联形式Volterra信道模型转换为串联形式Volterra信道模型，所述串联形式的Volterra信道模型包括：高阶操作符F和一阶操作符S，高阶操作符F中一阶Volterra操作符F1≡1，一阶操作符S只包含一阶Volterra操作符S1，S1≡G1。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述对串联形式Volterra信道模型的线性损伤和接收前端IQ不平衡进行联合建模，包括：将所述串联形式Volterra信道模型中的一阶信道线性损伤和接收端IQ不平衡损伤进行联合建模。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：采用复值形式的广义线性模型表示模拟接收前端导致的IQ不平衡，为了完全补偿通信系统引入的线性失真和接收端IQ不平衡，IQ不平衡系统操作符Q要完全补偿通信系统和引入的线性失真和IQ不平衡，Volterra后向逆均衡器一阶变型得到的广义线性均衡器的复值操作符W中的操作符μe和ve满足的条件包括：和其中，μ(ω)＝μr(ω)G1(ω)，μr(ω)和vr(ω)为模拟接收前端导致的IQ不平衡，输入输出关系为：W(ω)＝μe(ω)Q(ω)+ve(ω)Q*(-ω)，Q(ω)为受到IQ不平衡影响的接收信号。5.根据权利要求1至4任一项所述的方法，其特征在于，变型Volterra后向逆均衡处理的一阶操作符K1，K1≡1，变型Volterra后向逆均衡处理的二阶操作符K2，K2＝-K1H2K1＝-H2；变型Volterra后向逆均衡处理的三阶操作符K3，K3＝K1[-H3+H2(1+K1H2)-H2K1H2-H2]K1＝-H3+H2(1+H2)-H2H2-H2；其中，H2为二阶Volterra操作符，H3为三阶Volterra操作符。6.根据权利要求1至4任一项所述的方法，其特征在于，变型Volterra后向逆均衡处理的一阶操作符为K1，K1≡W，变型Volterra后向逆均衡处理的二阶操作符为K2，K2＝-K1H2K1；变型Volterra后向逆均衡处理的三阶操作符为K3，K3＝K1[-H3+H2(1+K1H2)-H2K1H2-H2]K1；其中，H2为二阶Volterra操作符，H3为三阶Volterra操作符，W＝μe+ve。7.一种信号处理装置，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：涂芝娟，郭琦，鞠诚，张治国，陈彦旭，陈雪，张俊文，黄新刚，
申请(专利权)人：中兴通讯股份有限公司，北京邮电大学，
类型：发明
国别省市：广东,44