一种基于加权主成分分析的非线性均衡方法技术

本发明专利技术公开了一种基于加权主成分分析的非线性均衡方法，属于光纤通信领域，包括：在接收端通提取出完整的帧数据，对其进行降采样和幅度归一化之后，采用滑动窗口模式将其非线性映射为沃尔特拉级数矩阵；利用第一权值向量计算沃尔特拉级数矩阵的加权协方差矩阵，并对加权协方差矩阵进行特征值分解，将特征值最大的部分特征向量组成主成分投影矩阵，将沃尔特拉级数矩阵与主成分投影矩阵相乘，得到主成分矩阵；利用第二权值向量对主成分矩阵中的各主成分进行加权求和，得到经过非线性均衡的输出信号；第一权值向量用于表示同一滑动窗口对应的各沃尔特拉核的权值，第二权值向量用于表示各主成分的权值。本发明专利技术能够降低复杂度并避免均衡性能恶化。

【技术实现步骤摘要】
一种基于加权主成分分析的非线性均衡方法
本专利技术属于光纤通信领域，更具体地，涉及一种基于加权主成分分析的非线性均衡方法。
技术介绍
近年来，随着各种智能化终端的普及和新型业务的出现，网络流量呈爆发式增长，且在数据中心和接入网这样的短距传输链路中，大数据和在线视频等新型服务所带来的网络流量增长尤为明显，对短距通信系统的传输容量带来巨大压力。同时，由于城域网和接入网等链路用户数量庞大，对成本特别敏感，因此探索研究高性能、低成本的传输技术是短距光通信的当务之急。为了降低成本，短距链路通常采用直调直检技术，在发射端通常采用简单的直接调制激光器，接收端采用单光电探测器获取信号的强度信息。随着数字信号处理技术的普及，在接收端采用电域均衡技术补偿信道损伤已经成为直调直检系统中提升传输容量的有效手段。在低速短距传输场景下，采用简单的线性均衡器可以有效补偿带宽受限带来的符号间串扰；而随着速率和距离的进一步增加，色散和光纤非线性引入的非线性效应成为主要限制因素，通常可以采用更高复杂度的沃尔特拉级数均衡器。一阶沃尔特拉级数等同线性均衡器可以补偿带宽受限损伤本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于加权主成分分析的非线性均衡方法，用于在光纤通信系统的接收端补偿信道损伤，其特征在于，包括：/n非线性映射步骤：对待处理的序列进行降采样和幅度归一化之后，采用滑动窗口模式将其非线性映射为沃尔特拉级数矩阵；/n主成分投影步骤：利用第一权值向量计算沃尔特拉级数矩阵的加权协方差矩阵，并对所述加权协方差矩阵进行特征值分解，将特征值最大的部分特征向量组成主成分投影矩阵，将所述沃尔特拉级数矩阵与所述主成分投影矩阵相乘，由此将所述沃尔特拉级数矩阵投影为主成分矩阵；所述第一权值向量用于表示沃尔特拉级数矩阵中同一滑动窗口对应的各元素的权值；/n非线性均衡步骤：在所述接收端通过帧同步提取出完整的帧数据，...

【技术特征摘要】
1.一种基于加权主成分分析的非线性均衡方法，用于在光纤通信系统的接收端补偿信道损伤，其特征在于，包括：
非线性映射步骤：对待处理的序列进行降采样和幅度归一化之后，采用滑动窗口模式将其非线性映射为沃尔特拉级数矩阵；
主成分投影步骤：利用第一权值向量计算沃尔特拉级数矩阵的加权协方差矩阵，并对所述加权协方差矩阵进行特征值分解，将特征值最大的部分特征向量组成主成分投影矩阵，将所述沃尔特拉级数矩阵与所述主成分投影矩阵相乘，由此将所述沃尔特拉级数矩阵投影为主成分矩阵；所述第一权值向量用于表示沃尔特拉级数矩阵中同一滑动窗口对应的各元素的权值；
非线性均衡步骤：在所述接收端通过帧同步提取出完整的帧数据，对其依次执行所述非线性映射步骤和所述主成分投影步骤，将得到的主成分矩阵记为第一主成分矩阵，利用第二权值向量对所述第一主成分矩阵中的各主成分进行加权求和，得到经过非线性均衡的输出信号；所述第二权值向量用于表示主成分矩阵中各主成分的权值。


2.如权利要求1所述的基于加权主成分分析的非线性均衡方法，其特征在于，所述第一权值向量通过预训练的方式获得，所述预训练包括：
将一段已知的发送序列作为第一训练序列，将所述第一训练序列自所述光纤通信系统的发送端发送自所述光纤通信系统的接收端后，对在所述接收端接收到的序列执行所述非线性映射步骤；
初始化各滑动窗口对应的沃尔特拉级数中的各项数据初始化权值后，通过加权求和的方式恢复位于同一滑动窗口中心的符号，在预训练过程中不断调整权值使恢复得到的符号与所述第一训练序列中对应符号之间的误差最小化；
在误差收敛时，利用任一滑动窗口对应的沃尔特拉级数中各项数据的权值构建所述第一权值向量。


3.如权利要求2所述的基于加权主成分分析的非线性均衡方法，其特征在于，所述第一训练序列的长度大于沃尔特拉级数的展开项数，且所述第一训练序列的长度与所述沃尔特...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨正，唐明，刘德明，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42