CN108023643A - 偏振相关损耗的估计装置、方法以及接收机 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例提供一种偏振相关损耗(PDL)的估计装置、方法以及接收机。所述估计方法包括：将预处理后的双偏振态信号进行均衡处理；将均衡后的双偏振态信号和没有均衡的双偏振态信号进行相关运算；基于相关运算的结果构造估计矩阵；以及利用所述估计矩阵的特征值计算所述双偏振态信号的偏振相关损耗。由此，不仅能够对光纤链路中的PDL进行准确的估计；而且可以在接收端进行离线的数字信号处理，不需要引入额外的硬件开销。

Description

偏振相关损耗的估计装置、方法以及接收机
技术领域
本发明实施例涉及光通信技术，尤其涉及一种偏振相关损耗(PDL)的估计装置、方法以及接收机。
背景技术
随着光纤通信技术的发展，对光纤传输容量的需求也越来越高。目前，光纤通信系统主要通过采用偏振复用技术来提高系统的传输容量，偏振复用技术通过在两个正交的偏振态上(H偏振态、V偏振态)加载不同的调制信号，可以在不增加带宽的条件下将系统的传输容量提高一倍。
然而，对于偏振复用的高速光纤通信系统，在长距离传输时必须考虑在光纤链路上与偏振态相关的一些效应带来的损伤，例如偏振模色散(PMD，Polarization ModeDispersion)、偏振相关损耗(PDL，Polarization Dependent Loss)，这些效应会对光纤通信性能产生不容忽视的影响。
光纤中的PMD使得信号在两个偏振态上以不同的速度向前传播，从而使脉冲展宽，恶化系统性能。光纤中的PDL是指在所有可能的偏振态下的光纤的最大传输功率Pmax和最小传输功率Pmin的比值，可以用下式表示：
因此，光纤中PDL会导致两个偏振态上的光功率和信噪比发生改变，从而严重影响偏振复用系统的性能。为了提高偏振复用系统的性能，需要准确地估计出光纤链路中的PDL。
应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本发明的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本发明的背景技术部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。
发明内容
本发明实施例提供了一种偏振相关损耗(PDL)的估计装置、方法以及接收机。通过接收端的数字信号处理(DSP，Digital Signal Processing)，能够对光纤链路中的PDL进行准确的估计。
根据本发明实施例的第一个方面，提供一种偏振相关损耗的估计装置，配置于接收双偏振态信号的接收机中，所述估计装置包括：
均衡单元，其将预处理后的双偏振态信号进行均衡处理；
相关单元，其将均衡后的双偏振态信号和没有均衡的双偏振态信号进行相关运算；
构造单元，其基于相关运算的结果构造估计矩阵；以及
计算单元，其利用所述估计矩阵的特征值计算所述双偏振态信号的偏振相关损耗。
根据本发明实施例的第二个方面，提供一种偏振相关损耗的估计方法，应用于接收双偏振态信号的接收机，所述估计方法包括：
将预处理后的双偏振态信号进行均衡处理；
将均衡后的双偏振态信号和没有均衡的双偏振态信号进行相关运算；
基于相关运算的结果构造估计矩阵；以及
利用所述估计矩阵的特征值计算所述双偏振态信号的偏振相关损耗。
根据本发明实施例的第三个方面，提供一种接收机，所述接收机包括：
光电转换器，其将接收到的双偏振态的光信号转换成电信号；
数字信号处理器，其将预处理后的双偏振态信号进行均衡处理；将均衡后的双偏振态信号和没有均衡的双偏振态信号进行相关运算；基于相关运算的结果构造估计矩阵；以及利用所述估计矩阵的特征值计算所述双偏振态信号的偏振相关损耗。
本发明实施例的有益效果在于：在接收端将均衡后的双偏振态信号和没有均衡的双偏振态信号进行相关运算，基于相关运算的结果构造估计矩阵。由此，不仅能够对光纤链路中的PDL进行准确的估计；而且可以在接收端进行离线的数字信号处理，不需要引入额外的硬件开销。
参照后文的说明和附图，详细公开了本发明实施例的特定实施方式，指明了本发明实施例的原理可以被采用的方式。应该理解，本发明的实施方式在范围上并不因而受到限制。在所附权利要求的精神和条款的范围内，本发明的实施方式包括许多改变、修改和等同。
针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。
应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤或组件的存在或附加。
附图说明
所包括的附图用来提供对本发明实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本发明的实施方式，并与文字描述一起来阐释本发明的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：
图1是本发明实施例的对光传输链路的PDL建模的一示意图；
图2是本发明实施例1的偏振相关损耗的估计方法的一示意图；
图3是本发明实施例1的接收端各模块的一示意图；
图4是本发明实施例1的某一互相关操作的一示意图；
图5是本发明实施例1的相关操作的一示意图；
图6是本发明实施例1的某一互相关操作的另一示意图；
图7是本发明实施例1的相关操作的另一示意图；
图8是本发明实施例1的获取偏振相关损耗的一示意图；
图9是本发明实施例2的偏振相关损耗的估计装置的一示意图；
图10是本发明实施例2的相关单元的一示意图；
图11是本发明实施例2的相关单元的另一示意图；
图12是本发明实施例2的计算单元的一示意图；
图13是本发明实施例3的接收机的一示意图；
图14是本发明实施例3的接收机的另一示意图；
图15为本发明实施例3的光通信系统的示意图。
具体实施方式
参照附图，通过下面的说明书，本发明实施例的前述以及其它特征将变得明显。在说明书和附图中，具体公开了本发明的特定实施方式，其表明了其中可以采用本发明实施例的原则的部分实施方式，应了解的是，本发明不限于所描述的实施方式，相反，本发明实施例包括落入所附权利要求的范围内的全部修改、变型以及等同物。
在本申请中，为了在接收端对PDL进行估计，可以对光纤链路中的PDL进行建模。图1是本发明实施例的对光传输链路的PDL建模的一示意图，示出了光纤中总的PDL建模的情况。
如图1所示，偏振旋转矩阵1可以用Rotatorl表示，PDL表示偏振相关损耗，偏振旋转矩阵2可以用Rotator2表示。偏振旋转矩阵与偏振旋转的角度有关，由偏振旋转角度θ决定的旋转矩阵Rotator可以表示为：
其中，δ表示两偏振态之间的相位延时。通过公式2可以看出，偏振旋转矩阵是一个2×2的酉矩阵。如上式2所示，PDL建模的矩阵可以应用到复数域，而不仅仅在实数域。
根据图1对光纤中的PDL建模，光纤传输链路的PDL效应可以用矩阵P表示：
其中θ1、δ1所表示的矩阵代表Rotator1，θ2、δ2所表示的矩阵代表Rotator2，中间的对角矩阵代表PDL矩阵，其中a表示要估计的PDL的值。
以上仅示意性地说明了对PDL进行建模的情况。以下对本发明实施例进行说明。
实施例1
本发明实施例提供一种偏振相关损耗的估计方法，应用于接收双偏振态信号的接收机中。
图2是本发明实施例的偏振相关损耗的估计方法的一示意图，如图2所示，所述估计方法包括：
步骤201，接收端将预处理后的双偏振态信号进行均衡处理；
步骤202，接收端将均衡后的双偏振态信号和没有均衡的双偏振态信号进行相关运算；
步骤203，接收端基于相关运算的结果构造估计矩阵；以及
步骤204，接收端利用所述估计矩阵的特征值计算双偏振态信号的偏振相关损耗。
在本实施例中，接收端可以对接收信号进行预处理，例如可以包括如下一种或多种操作：消除同相正交(IQ，In-phase Quadrature)不平衡、频偏补偿和相位补偿；但本发明不限于此，例如还可以包括其他的预处理操作。
图3是本发明实施例的接收端各模块的一示意图，如图3所示，接收端的处理可以包括四个模块：预处理模块、均衡器模块、相关模块、PDL估计模块。接收到的信号首先经过可选的预处理模块。对接收信号进行预处理的目的是为了提高后面模块的估计精度。预处理模块例如可以包含三个功能单元，分别为消除IQ不平衡单元、频偏补偿单元、相位补偿单元。
如图3所示，经过预处理模块之后的信号进入均衡器模块，然后将输入均衡器的信号以及输出均衡器的信号送入相关模块，最后将相关的结果送入PDL估计模块。由此，本发明实施例能够在接收机中对PDL进行准确估计。
以下对于各个步骤进行进一步说明。
在本实施例中，经过预处理模块的信号送入均衡器模块，根据均衡器原理，均衡器可以均衡信道的不理想特性。因此，均衡器的工作原理可以用下式表示：
其中，E′H表示输入均衡器的H偏振态信号，E′V表示输入均衡器的V偏振态信号，EH表示均衡器输出的H偏振态信号，EV表示均衡器输出的V偏振态信号。H表示信道的响应。
在本实施例中，步骤202中将均衡后的双偏振态信号和没有均衡的双偏振态信号进行相关运算，具体可以包括：将均衡后的H偏振态信号与没有均衡的H偏振态信号进行互相关操作；将均衡后的H偏振态信号与没有均衡的V偏振态信号进行互相关操作；将均衡后的V偏振态信号与没有均衡的H偏振态信号进行互相关操作；以及将均衡后的V偏振态信号与没有均衡的V偏振态信号进行互相关操作。
在一个实施方式中，对于每一互相关操作，可以进行如下操作：对将进行所述互相关操作的一路信号进行共轭；将进行所述互相关操作的另一路信号进行延时；将延时后的信号和共轭后的信号进行相乘，并将相乘结果取期望值后获得相关值向量。
图4是本发明实施例的互相关操作的一示意图，示出了针对某一互相关操作的情况。如图4所示，假设输入信号x、y均为长度为N-1的向量，信号x经过不同的延时后分别与信号y的共轭相乘，E{·}表示取期望值操作，对于每一个延时下的乘积都取其期望值，就可以得到对应不同延时下的互相关值，其相关结果长度为2×N-1。
图5是本发明实施例的相关操作的一示意图，如图5所示，首先将均衡器的输入信号E′H、E′V以及均衡器的输出信号EH、EV进行互相关，利用互相关算法计算出四组相关值向量C1、C2、C3、C4。
C1＝corr(E′H，EH) 公式5
C2＝corr(E′H，EV) 公式6
C3＝corr(E′V，EH) 公式7
C4＝corr(E′V，EV) 公式8
corr表示两个信号进行互相关运算。
在本实施例中，对于每一互相关向量，可以确定所述相关值向量中模值最大的位置，并获取所述模值最大的位置所对应的相关值。例如，对于向量C1可以确定模值的最大值，找到该最大值的位置，然后取该位置处对应的相关值M1。
值得注意的是，上述互相关值向量可以是复数形式，可以按照上述方式对复数形式的向量进行处理后获得相关值。但本发明不限于此，例如上述互相关值向量还可以是实数形式，即可以表达为复数形式的特例；相应地可以对每一互相关向量取最大值而获得对应的相关值。
由此，可以对C1、C2、C3、C4这四个向量分别进行处理，得到四个值M1、M2、M3、M4。这四个值的大小与光纤中的PDL效应有关，可以利用这四个值构成一个2×2的估计矩阵A。
在另一个实施方式中，对于每一互相关操作，可以进行如下操作：将进行所述互相关操作的一路信号进行共轭；将进行所述互相关操作的两路信号进行对准后相乘，并将相乘结果取期望值后获得相关值。
图6是本发明实施例的互相关操作的另一示意图，示出了针对某一互相关操作的情况。如图6所示，假设输入信号x、y均为长度为N-1的向量，信号y的共轭与信号x对准后再相乘，E{·}表示取期望值操作，就可以得到对应的互相关值。关于如何将信号对准可以采用现有的有关方法。
图7是本发明实施例的相关操作的另一示意图，如图7所示，首先将均衡器的输入信号E′H、E′V以及均衡器的输出信号EH、EV进行互相关，利用互相关算法计算出四组相关值M1、M2、M3和M4。
M1＝corr(E′H，EH) 公式10
M2＝corr(E′H，EV) 公式11
M3＝corr(E′V，EH) 公式12
M4＝corr(EV′，EV) 公式13
corr表示两个信号进行互相关运算。
值得注意的是，以上仅示意性说明了如何进行相关运算，但本发明不限于此，还可以对上述具体实施方式进行适当调整或者变型。此外，关于如何进行信号相乘和取期望值等互相关操作的具体内容，可以参考相关技术。
在本实施例中，这四个值的大小与光纤中的PDL效应有关，可以利用这四个值构成一个2×2的估计矩阵A。
在本实施例中，接收端可以利用该估计矩阵的特征值计算双偏振态信号的PDL。以下将以奇异值分解(SVD，Singular Value Decomposition)为例进行说明。但本发明不限于此，例如也可以直接对估计矩阵求出特征值，在利用该特征值计算PDL。
图8是本发明实施例的获取偏振相关损耗的一示意图，如图8所示，获取PDL的过程可以包括：
步骤801，将估计矩阵进行SVD；
例如，所述估计矩阵被SVD后表示如下：
A＝U×S×VT 公式14
其中，A为所述估计矩阵；则矩阵U是一个2×2的酉矩阵，S是一个2×2的对角矩阵，V是一个2×2的酉矩阵。
步骤802，基于分解后的矩阵获得所述特征值；
例如，对比公式3和公式14，矩阵U就代表Rotator2，矩阵V就代表Rotator1，矩阵S就代表PDL矩阵；矩阵S对角线上的元素分别代表了H偏振、V偏振态上的功率增益，因此可以将所述矩阵S中对角线上的元素作为所述估计矩阵的特征值。
步骤803，利用所述特征值计算所述偏振相关损耗的值；
例如，基于所述矩阵S中对角线上元素的比值获得所述偏振相关损耗的值。
步骤804，利用分解后的矩阵获得所述偏振相关损耗的旋转角度。
例如，基于所述矩阵U可以获得PDL的第二旋转角度θ2；基于所述矩阵V可以获得PDL的第一旋转角度θ1。
以上仅以SVD为例进行了说明，但本发明不限于此；例如还可以使用其他的矩阵分解方法。此外关于SVD的具体内容，可以参考相关技术。
值得注意的是，以上附图仅示意性地对本发明实施例进行了说明，但本发明不限于此。例如可以适当地调整各个步骤之间的执行顺序，此外还可以增加其他的一些步骤或者减少其中的某些步骤。本领域的技术人员可以根据上述内容进行适当地变型，而不仅限于上述附图的记载。
以上仅对与本发明相关的各步骤或过程进行了说明，但本发明不限于此。PDL的估计方法还可以包括其他步骤或者过程，关于这些步骤或者过程的具体内容，可以参考现有技术。
由上述实施例可知，在接收端将均衡后的双偏振态信号和没有均衡的双偏振态信号进行相关运算，基于相关运算的结果构造估计矩阵。由此，不仅能够对光纤链路中的PDL进行准确的估计；而且可以在接收端进行离线的数字信号处理，不需要引入额外的硬件开销。
实施例2
本发明实施例提供一种偏振相关损耗的估计装置，配置于接收双偏振态信号的接收机中。本发明实施例对应于实施例2的估计方法，相同的内容不再赘述。
图9是本发明实施例的偏振相关损耗的估计装置的一示意图，如图9所示，偏振相关损耗的估计装置900包括：
均衡单元901，其将预处理后的双偏振态信号进行均衡处理；
相关单元902，其将均衡后的双偏振态信号和没有均衡的双偏振态信号进行相关运算；
构造单元903，其基于相关运算的结果构造估计矩阵；以及
计算单元904，其利用所述估计矩阵的特征值计算双偏振态信号的偏振相关损耗。
在本实施例中，相关单元902具体可以用于：将均衡后的H偏振态信号与没有均衡的H偏振态信号进行互相关操作；将均衡后的H偏振态信号与没有均衡的V偏振态信号进行互相关操作；将均衡后的V偏振态信号与没有均衡的H偏振态信号进行互相关操作；以及将均衡后的V偏振态信号与没有均衡的V偏振态信号进行互相关操作。
图10是本发明实施例的相关单元的一示意图，如图10所示，相关单元902可以包括：
共轭单元1001，其对每一互相关操作，将进行所述互相关操作的一路信号进行共轭；
延时单元1002，其将进行所述互相关操作的另一路信号进行延时；
向量获得单元1003，其将延时后的信号和共轭后的信号进行相乘，并将相乘结果取期望值后获得相关值向量。
上述共轭单元1001、延时单元1002和向量获得单元1003可以针对每一互相关操作进行处理，从而每一互相关操作均可以获得一相关值向量。
如图10所示，相关单元902还可以包括：
取值单元1004，其确定所述相关值向量中模值最大的位置，并获取该位置处所对应的相关值。
由此，在进行延时处理的情况下，对于多个相关值向量(例如4个)可以分别求出对应的相关值，共获得多个对应的相关值(例如4个)。
图11是本发明实施例的相关单元的另一示意图，如图11所示，相关单元902可以包括：
共轭单元1101，其对每一互相关操作，将进行所述互相关操作的一路信号进行共轭；
相关值获得单元1102，其将进行所述互相关操作的两路信号进行对准后相乘，并将相乘结果取期望值后获得相关值。
由此，在不进行延时处理的情况下，也可以分别求出对应的相关值(例如4个)。
在本实施例中，构造单元903基于相关运算的结果构造的估计矩阵可以表示如下：
其中，A为所述估计矩阵；
M1为均衡后的H偏振态信号与没有均衡的H偏振态信号进行互相关操作后获得的相关值向量中模值最大的位置所对应的相关值，或者为均衡后的H偏振态信号与没有均衡的H偏振态信号进行互相关操作后获得的相关值；
M2为均衡后的V偏振态信号与没有均衡的H偏振态信号进行互相关操作后获得的相关值向量中模值最大的位置所对应的相关值，或者为均衡后的V偏振态信号与没有均衡的H偏振态信号进行互相关操作后获得的相关值；
M3为均衡后的H偏振态信号与没有均衡的V偏振态信号进行互相关操作后获得的相关值向量中模值最大的位置所对应的相关值，或者为均衡后的H偏振态信号与没有均衡的V偏振态信号进行互相关操作后获得的相关值；
M4为均衡后的V偏振态信号与没有均衡的V偏振态信号进行互相关操作后获得的相关值向量中模值最大的位置所对应的相关值，或者为均衡后的V偏振态信号与没有均衡的V偏振态信号进行互相关操作后获得的相关值。
图12是本发明实施例的计算单元的一示意图，如图12所示，计算单元904可以包括：
分解单元1201，其将所述估计矩阵进行奇异值分解(SVD)；
特征值获得单元1202，其基于分解后的矩阵获得所述特征值；以及
损耗获得单元1203，其利用所述特征值计算所述偏振相关损耗的值，并且还利用分解后的矩阵获得所述偏振相关损耗的旋转角度。
在本实施例中，所述估计矩阵被奇异值分解后可以表示如下：
A＝U×S×VT
其中，A为所述估计矩阵；则矩阵U是一个2×2的酉矩阵，S是一个2×2的对角矩阵，V是一个2×2的酉矩阵。
特征值获得单元1202可以用于：将所述矩阵S中对角线上的元素作为所述估计矩阵的特征值；以及损耗获得单元1203还可以用于：基于所述矩阵S中对角线上元素的比值获得所述偏振相关损耗的值，并基于所述矩阵V和矩阵U分别获得所述偏振相关损耗的第一旋转角度和第二旋转角度。
值得注意的是，以上仅对与本发明相关的各部件进行了说明，但本发明不限于此。PDL的估计装置还可以包括其他部件或者模块，关于这些部件或者模块的具体内容，可以参考现有技术。
由上述实施例可知，在接收端将均衡后的双偏振态信号和没有均衡的双偏振态信号进行相关运算，基于相关运算的结果构造估计矩阵。由此，不仅能够对光纤链路中的PDL进行准确的估计；而且可以在接收端进行离线的数字信号处理，不需要引入额外的硬件开销。
实施例3
本发明实施例提供一种接收机，该接收机可以配置有如实施例2所述的PDL的估计装置900；本发明实施例与实施例1和2相同的内容不再赘述。
图13是本发明实施例的接收机的一示意图，如图13所示，接收机1300可以包括：
光电转换器1301，其将接收到的光信号转换成电信号；
数字信号处理器1302，其将预处理后的双偏振态信号进行均衡处理；将均衡后的双偏振态信号和没有均衡的双偏振态信号进行相关运算；基于相关运算的结果构造估计矩阵；以及利用所述估计矩阵的特征值计算所述双偏振态信号的偏振相关损耗。
在本实施例中，数字信号处理器1302可以使用DSP技术实现如上所述的功能/操作。值得注意的是，图13仅示出了与本发明相关的部件，但本发明不限于此。关于接收机的其他部件可以参考相关技术，此处不再赘述。
图14是本发明实施例的接收机的另一示意图，以双偏振态为例对接收机进行进一步说明。如图14所示，接收机1400包括：本振激光器1410、光混频器1401、光电检测器(O/E)1402、1404、1406和1408、模数转换器(ADC)1403、1405、1407和1409、以及数字信号处理器1411。
其中，数字信号处理器1411可以实现如上所述的数字信号处理器1302的功能，即能够被控制为实现如实施例1所述的PDL的估计方法，此处不再赘述。
本振激光器1410用于提供本地光源，光信号经光混频器1401、光电检测器(O/E)1402和1404、模数转换器(ADC)1403和1405转换为一个偏振态上的基带信号；该光信号经光混频器1401、光电检测器(O/E)1406和1408、模数转换器(ADC)1407和1409转换为另一个偏振态上的基带信号；其具体过程与现有技术类似，此处不再赘述。
此外，接收机1400还可以包括色散补偿器等(图14中未示出)。如果频差和相位噪声对光信噪比(OSNR，Optical Signal Noise Ratio)的估计有影响，接收机1400中也可以包括频差补偿器和相位噪声补偿器(图14中未示出)。
值得注意的是，图14仅示意性地对本发明的接收机进行了说明，但本发明不限于此。接收机1400也并不是必须要包括图14中所示的所有部件；此外，接收机1400还可以包括图14中没有示出的部件，可以参考现有技术。
本发明实施例还提供一种光通信系统。
图15为本发明实施例的光通信系统的示意图，如图15所示，发射机发射的信号可以经过传输链路中不同的器件(例如光纤、光放大器、色散补偿光纤等)到达接收机。其中，接收机具有如上所述的数字信号处理器1302。
本发明以上的装置和方法可以由硬件实现，也可以由硬件结合软件实现。本发明涉及这样的计算机可读程序，当该程序被逻辑部件所执行时，能够使该逻辑部件实现上文所述的装置或构成部件，或使该逻辑部件实现上文所述的各种方法或步骤。本发明还涉及用于存储以上程序的存储介质，如硬盘、磁盘、光盘、DVD、flash存储器等。
结合本发明实施例描述的方法/装置可直接体现为硬件、由处理器执行的软件模块或二者组合。例如，图9中所示的功能框图中的一个或多个和/或功能框图的一个或多个组合(例如，均衡单元、相关单元等)，既可以对应于计算机程序流程的各个软件模块，亦可以对应于各个硬件模块。这些软件模块，可以分别对应于图2所示的各个步骤。这些硬件模块例如可利用现场可编程门阵列(FPGA)将这些软件模块固化而实现。
软件模块可以位于RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、移动磁盘、CD-ROM或者本领域己知的任何其它形式的存储介质。可以将一种存储介质耦接至处理器，从而使处理器能够从该存储介质读取信息，且可向该存储介质写入信息；或者该存储介质可以是处理器的组成部分。处理器和存储介质可以位于ASIC中。该软件模块可以存储在移动终端的存储器中，也可以存储在可插入移动终端的存储卡中。例如，若设备(如移动终端)采用的是较大容量的MEGA-SIM卡或者大容量的闪存装置，则该软件模块可存储在该MEGA-SIM卡或者大容量的闪存装置中。
针对附图中描述的功能方框中的一个或多个和/或功能方框的一个或多个组合，可以实现为用于执行本申请所描述功能的通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或者其它可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件或者其任意适当组合。针对附图描述的功能方框中的一个或多个和/或功能方框的一个或多个组合，还可以实现为计算设备的组合，例如，DSP和微处理器的组合、多个微处理器、与DSP通信结合的一个或多个微处理器或者任何其它这种配置。
以上结合具体的实施方式对本发明进行了描述，但本领域技术人员应该清楚，这些描述都是示例性的，并不是对本发明保护范围的限制。本领域技术人员可以根据本发明原理对本发明做出各种变型和修改，这些变型和修改也在本发明的范围内。
关于包括以上实施例的实施方式，还公开下述的附记：
(附记1)一种偏振相关损耗的估计装置，配置于接收双偏振态信号的接收机中，所述估计装置包括：
均衡单元，其将预处理后的双偏振态信号进行均衡处理；
相关单元，其将均衡后的双偏振态信号和没有均衡的双偏振态信号进行相关运算；
构造单元，其基于相关运算的结果构造估计矩阵；以及
计算单元，其利用所述估计矩阵的特征值计算所述双偏振态信号的偏振相关损耗。
(附记2)根据附记1所述的估计装置，其中，所述相关单元用于：
将均衡后的H偏振态信号与没有均衡的H偏振态信号进行互相关操作；
将均衡后的H偏振态信号与没有均衡的V偏振态信号进行互相关操作；
将均衡后的V偏振态信号与没有均衡的H偏振态信号进行互相关操作；
将均衡后的V偏振态信号与没有均衡的V偏振态信号进行互相关操作。
(附记3)根据附记2所述的估计装置，其中，所述相关单元包括：
共轭单元，其对每一互相关操作，将进行所述互相关操作的一路信号进行共轭；
延时单元，其将进行所述互相关操作的另一路信号进行延时；
向量获得单元，其将延时后的信号和共轭后的信号进行相乘，并将相乘结果取期望值后获得相关值向量；
取值单元，其确定所述相关值向量中模值最大的位置，并获取该位置处所对应的相关值。
(附记4)根据附记2所述的估计装置，其中，所述相关单元包括：
共轭单元，其对每一互相关操作，将进行所述互相关操作的一路信号进行共轭；
相关值获得单元，其将进行所述互相关操作的两路信号进行对准后相乘，并将相乘结果取期望值后获得相关值。
(附记5)根据附记1所述的估计装置，其中，所述构造单元基于相关运算的结果构造的估计矩阵表示如下：
其中，A为所述估计矩阵；
M1为均衡后的H偏振态信号与没有均衡的H偏振态信号进行互相关操作后获得的相关值向量中模值最大的位置处所对应的相关值，或者为均衡后的H偏振态信号与没有均衡的H偏振态信号进行互相关操作后获得的相关值；
M2为均衡后的V偏振态信号与没有均衡的H偏振态信号进行互相关操作后获得的相关值向量中模值最大的位置处所对应的相关值，或者为均衡后的V偏振态信号与没有均衡的H偏振态信号进行互相关操作后获得的相关值；
M3为均衡后的H偏振态信号与没有均衡的V偏振态信号进行互相关操作后获得的相关值向量中模值最大的位置处所对应的相关值，或者为均衡后的H偏振态信号与没有均衡的V偏振态信号进行互相关操作后获得的相关值；
M4为均衡后的V偏振态信号与没有均衡的V偏振态信号进行互相关操作后获得的相关值向量中模值最大的位置处所对应的相关值，或者为均衡后的V偏振态信号与没有均衡的V偏振态信号进行互相关操作后获得的相关值。
(附记6)根据附记1所述的估计装置，其中，所述计算单元包括：
分解单元，其将所述估计矩阵进行奇异值分解；
特征值获得单元，其基于分解后的矩阵获得所述特征值；以及
损耗获得单元，其利用所述特征值计算所述偏振相关损耗的值，并且还利用分解后的矩阵获得所述偏振相关损耗的旋转角度。
(附记7)根据附记6所述的估计装置，其中，所述估计矩阵被奇异值分解后表示如下：
A＝U×S×VT
其中，A为所述估计矩阵；则矩阵U是一个2×2的酉矩阵，S是一个2×2的对角矩阵，V是一个2×2的酉矩阵。
(附记8)根据附记7所述的估计装置，其中，所述特征值获得单元用于：将所述矩阵S中对角线上的元素作为所述估计矩阵的特征值。
(附记9)根据附记7所述的估计装置，其中，所述损耗获得单元还用于：基于所述矩阵S中对角线上元素的比值获得所述偏振相关损耗的值，并基于所述矩阵V和矩阵U分别获得所述偏振相关损耗的第一旋转角度和第二旋转角度。
(附记10)一种偏振相关损耗的估计方法，应用于接收双偏振态信号的接收机中，所述估计方法包括：
将预处理后的双偏振态信号进行均衡处理；
将均衡后的双偏振态信号和没有均衡的双偏振态信号进行相关运算；
基于相关运算的结果构造估计矩阵；以及
利用所述估计矩阵的特征值计算所述双偏振态信号的偏振相关损耗。
(附记11)根据附记10所述的估计方法，其中，将均衡后的双偏振态信号和没有均衡的双偏振态信号进行相关运算，包括：
将均衡后的H偏振态信号与没有均衡的H偏振态信号进行互相关操作；
将均衡后的H偏振态信号与没有均衡的V偏振态信号进行互相关操作；
将均衡后的V偏振态信号与没有均衡的H偏振态信号进行互相关操作；
将均衡后的V偏振态信号与没有均衡的V偏振态信号进行互相关操作。
(附记12)根据附记11所述的估计方法，其中，每一互相关操作包括：
对将进行所述互相关操作的一路信号进行共轭；
将进行所述互相关操作的另一路信号进行延时；
将延时后的信号和共轭后的信号进行相乘，并将相乘结果取期望值后获得相关值向量；
确定所述相关值向量中模值最大的位置，并获取该位置处所对应的相关值。
(附记13)根据附记11所述的估计方法，其中，每一互相关操作包括：
将进行所述互相关操作的一路信号进行共轭；
将进行所述互相关操作的两路信号进行对准后相乘，并将相乘结果取期望值后获得相关值。
(附记14)根据附记10所述的估计方法，其中，基于相关运算的结果构造的估计矩阵表示如下：
其中，A为所述估计矩阵；
M1为均衡后的H偏振态信号与没有均衡的H偏振态信号进行互相关操作后获得的相关值向量中模值最大的位置处所对应的相关值，或者为均衡后的H偏振态信号与没有均衡的H偏振态信号进行互相关操作后获得的相关值；
M2为均衡后的V偏振态信号与没有均衡的H偏振态信号进行互相关操作后获得的相关值向量中模值最大的位置处所对应的相关值，或者为均衡后的V偏振态信号与没有均衡的H偏振态信号进行互相关操作后获得的相关值；
M3为均衡后的H偏振态信号与没有均衡的V偏振态信号进行互相关操作后获得的相关值向量中模值最大的位置处所对应的相关值，或者为均衡后的H偏振态信号与没有均衡的V偏振态信号进行互相关操作后获得的相关值；
M4为均衡后的V偏振态信号与没有均衡的V偏振态信号进行互相关操作后获得的相关值向量中模值最大的位置处所对应的相关值，或者为均衡后的V偏振态信号与没有均衡的V偏振态信号进行互相关操作后获得的相关值。
(附记15)根据附记10所述的估计方法，其中，利用所述估计矩阵的特征值计算所述双偏振态信号的偏振相关损耗，包括：
将所述估计矩阵进行奇异值分解；
基于分解后的矩阵获得所述特征值；以及
利用所述特征值计算所述偏振相关损耗的值，并且还利用分解后的矩阵获得所述偏振相关损耗的旋转角度。
(附记16)根据附记15所述的估计方法，其中，所述估计矩阵被奇异值分解后表示如下：
A＝U×S×VT
其中，A为所述估计矩阵；则矩阵U是一个2×2的酉矩阵，S是一个2×2的对角矩阵，V是一个2×2的酉矩阵。
(附记17)根据附记16所述的估计方法，其中，将所述矩阵S中对角线上的元素作为所述估计矩阵的特征值。
(附记18)根据附记16所述的估计方法，其中，基于所述矩阵S中对角线上元素的比值获得所述偏振相关损耗的值，并基于所述矩阵V和矩阵U分别获得所述偏振相关损耗的第一旋转角度和第二旋转角度。
(附记19)一种接收机，所述接收机包括：
光电转换器，其将接收到的双偏振态的光信号转换成电信号；
数字信号处理器，其将预处理后的双偏振态信号进行均衡处理；将均衡后的双偏振态信号和没有均衡的双偏振态信号进行相关运算；基于相关运算的结果构造估计矩阵；以及利用所述估计矩阵的特征值计算所述双偏振态信号的偏振相关损耗。

Claims (10)

1.一种偏振相关损耗的估计装置，配置于接收双偏振态信号的接收机中，所述估计装置包括：
均衡单元，其将预处理后的双偏振态信号进行均衡处理；
相关单元，其将均衡后的双偏振态信号和没有均衡的双偏振态信号进行相关运算；
构造单元，其基于相关运算的结果构造估计矩阵；以及
计算单元，其利用所述估计矩阵的特征值计算所述双偏振态信号的偏振相关损耗。
2.根据权利要求1所述的估计装置，其中，所述相关单元用于：
将均衡后的H偏振态信号与没有均衡的H偏振态信号进行互相关操作；
将均衡后的H偏振态信号与没有均衡的V偏振态信号进行互相关操作；
将均衡后的V偏振态信号与没有均衡的H偏振态信号进行互相关操作；
将均衡后的V偏振态信号与没有均衡的V偏振态信号进行互相关操作。
3.根据权利要求2所述的估计装置，其中，所述相关单元包括：
共轭单元，其对每一互相关操作，将进行所述互相关操作的一路信号进行共轭；
延时单元，其将进行所述互相关操作的另一路信号进行延时；
向量获得单元，其将延时后的信号和共轭后的信号进行相乘，并将相乘结果取期望值后获得相关值向量；以及
取值单元，其确定所述相关值向量中模值最大的位置，并获取所述模值最大的位置所对应的相关值。
4.根据权利要求2所述的估计装置，其中，所述相关单元包括：
共轭单元，其对每一互相关操作，将进行所述互相关操作的一路信号进行共轭；
相关值获得单元，其将进行所述互相关操作的两路信号进行对准后相乘，并将相乘结果取期望值后获得相关值。
5.根据权利要求1所述的估计装置，其中，所述构造单元基于相关运算的结果构造的估计矩阵表示如下：
<mrow> <mi>A</mi> <mo>=</mo> <mfenced open = "[" close = "]"> <mtable> <mtr> <mtd> <msub> <mi>M</mi> <mn>1</mn> </msub> </mtd> <mtd> <msub> <mi>M</mi> <mn>2</mn> </msub> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <msub> <mi>M</mi> <mn>3</mn> </msub> </mtd> <mtd> <msub> <mi>M</mi> <mn>4</mn> </msub> </mtd> </mtr> </mtable> </mfenced> </mrow>
其中，A为所述估计矩阵；
M1为均衡后的H偏振态信号与没有均衡的H偏振态信号进行互相关操作后获得的相关值向量中模值最大的位置所对应的相关值，或者为均衡后的H偏振态信号与没有均衡的H偏振态信号进行互相关操作后获得的相关值；
M2为均衡后的V偏振态信号与没有均衡的H偏振态信号进行互相关操作后获得的相关值向量中模值最大的位置所对应的相关值，或者为均衡后的V偏振态信号与没有均衡的H偏振态信号进行互相关操作后获得的相关值；
M3为均衡后的H偏振态信号与没有均衡的V偏振态信号进行互相关操作后获得的相关值向量中模值最大的位置所对应的相关值，或者为均衡后的H偏振态信号与没有均衡的V偏振态信号进行互相关操作后获得的相关值；
M4为均衡后的V偏振态信号与没有均衡的V偏振态信号进行互相关操作后获得的相关值向量中模值最大的位置所对应的相关值，或者为均衡后的V偏振态信号与没有均衡的V偏振态信号进行互相关操作后获得的相关值。
6.根据权利要求1所述的估计装置，其中，所述计算单元包括：
奇异值分解单元，其将所述估计矩阵进行奇异值分解；
特征值获得单元，其基于分解后的矩阵获得所述特征值；以及
损耗获得单元，其利用所述特征值计算所述偏振相关损耗的值，并且还利用分解后的矩阵获得所述偏振相关损耗的旋转角度。
7.根据权利要求6所述的估计装置，其中，所述估计矩阵被奇异值分解后表示如下：
A＝U×S×VT
其中，A为所述估计矩阵，U是一个2×2的酉矩阵，S是一个2×2的对角矩阵，V是一个2×2的酉矩阵。
8.根据权利要求7所述的估计装置，其中，所述损耗获得单元还用于：基于所述矩阵S中对角线上元素的比值获得所述偏振相关损耗的值，以及基于所述矩阵V和矩阵U分别获得所述偏振相关损耗的第一旋转角度和第二旋转角度。
9.一种偏振相关损耗的估计方法，应用于接收双偏振态信号的接收机，所述估计方法包括：
将预处理后的双偏振态信号进行均衡处理；
将均衡后的双偏振态信号和没有均衡的双偏振态信号进行相关运算；
基于相关运算的结果构造估计矩阵；以及
利用所述估计矩阵的特征值计算所述双偏振态信号的偏振相关损耗。
10.一种接收机，所述接收机包括：
光电转换器，其将接收到的双偏振态的光信号转换成电信号；
数字信号处理器，其将预处理后的双偏振态信号进行均衡处理；将均衡后的双偏振态信号和没有均衡的双偏振态信号进行相关运算；基于相关运算的结果构造估计矩阵；以及利用所述估计矩阵的特征值计算所述双偏振态信号的偏振相关损耗。
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