CN109075862B - 一种空分复用系统串扰均衡方法及设备 - Google Patents

Abstract

一种SDM系统串扰均衡方法及装置，用以减少FIR滤波器的使用数量，有效地降低系统复杂度，该方法为：DSP模块获取M路数字信号，并根据传输每个数字信号对应的光信号所使用的纤芯将M路数字信号分成C个信号组，将每个信号组中的N路数字信号通过N×N的MIMO均衡器进行模间串扰均衡；针对每个信号组，将经过对应的N×N的MIMO均衡器输出的N路数字信号分别进行重新采样并耦合成一路耦合数字信号，得到C路耦合数字信号，每个信号组对应一路耦合数字信号；将C路耦合数字信号通过对应的C×C的MIMO均衡器进行芯间串扰均衡。

Description

一种空分复用系统串扰均衡方法及设备

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别是涉及一种空分复用(Space DivisionMultiplexing，SDM)系统串扰均衡方法及设备。

背景技术

随着通信技术的不断演进和新业务的井喷式涌现，人们对通信容量提出了越来越高的要求。据现有数据显示，全球通信系统对于传输容量的需求每年都在呈指数形式增长。云存储、交互式网络电视、越洋视频会议、大型网络游戏等新型通讯模式不断出现，它们在网络上产生的数据量也越来越庞大。过去的十几年里研究人员为了提升光纤通信的容量，在单模光纤上做出了种种努力，但其固有的非线性效应与放大器放大自发发射(AmplifiedSpontaneous Emission，ASE)噪声的限制，使得系统容量已经越来越接近香农极限，以现在的趋势发展下去，单模光纤可能在未来不远的时间达到可以预见的“带宽耗尽”。

因此，研究人员通过利用单模光纤中的两个偏振模承载信号来增加系统容量。目前，美国、日本等国家已经对多芯光纤、少模光纤等新型光纤的超高容量传输进行了大量研究，并取得迅猛发展。

然而，由于多芯光纤与少模光纤在制造过程中不可避免的存在着材料、工艺等造成的折射率分布缺陷，以及在铺设工程中受外力影响造成的微弯、光纤跨段失配等影响，原本正交的传输模式在传输中发生相互耦合串扰，这种耦合是随机的，造成接收机收到的信号模糊，传输性能受到限制。所以要对接收机收到的信号进行有效的均衡，才能使信号得到准确恢复。

在基于多模多芯光纤的多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output，MIMO)系统中，芯间串扰与模间串扰比较严重，为了减弱这两种串扰对系统造成的影响，现有技术中采用如图1所示MIMO均衡器对接收的信号进行处理，矩阵中的每个元素hij都是一个长度为L的有限长单位冲激响应(Finite Impulse Response，FIR)滤波器。具体的，图1所示，接收机将接收到的6路信号分别输入至In1～In6，经过6×6的MIMO均衡器从Out1～Out6输出，完成对信号的有效均衡。

但是，采用现有的均衡方式，系统维数越多，所需的FIR滤波器数量越多，除了增加均衡器资源，还会使系统更加复杂从而增加信号处理之间的时延，影响系统性能。

发明内容

本发明实施例提供一种SDM系统串扰均衡方法及设备，用以减少FIR滤波器的使用数量，有效地降低系统复杂度。

本发明实施例提供的具体技术方案如下：

第一方面，一种空分复用SDM系统串扰均衡方法，应用于C核N模的空分复用系统，包括：

获取M路数字信号，并根据传输每个数字信号对应的光信号所使用的纤芯将所述M路数字信号分成C个信号组，其中，M＝C×N，C为所述系统中的纤芯数量，N为每个纤芯中的模式数量，第i个信号组中包含使用第i个纤芯传输的N路数字信号，1≤i≤C，M、C、N，i均为正整数；

将每个信号组中的N路数字信号通过N×N的MIMO均衡器进行模间串扰均衡；

针对每个信号组，将经过对应的N×N的MIMO均衡器输出的N路数字信号分别进行重新采样并耦合成一路耦合数字信号，得到C路耦合数字信号，每个信号组对应一路耦合数字信号；

将所述C路耦合数字信号通过对应的C×C的MIMO均衡器进行芯间串扰均衡。

可选地，在将每个信号组中的N路数字信号通过N×N的MIMO均衡器进行模间串扰均衡之前，还包括：

对每个信号组中的N路数字信号分别进行重新采样，获得具有速率相同的N路数字信号。

可选地，在将每个信号组中的N路数字信号通过N×N的MIMO均衡器进行模间串扰均衡之前，还包括：

对每个信号组中的N路数字信号进行色度色散均衡。

可选地，在将所述C路耦合数字信号通过C×C的MIMO均衡器进行芯间串扰均衡之前，还包括：

采用预设方式同步C路耦合数字信号，获得具有相同速率的C路耦合数字信号。

可选地，所述N×N的MIMO均衡器采用第一预设均衡算法用于均衡模间串扰，所述C×C的MIMO均衡器采用第二预设均衡算法用于均衡芯间串扰。

可选地，在将所述C路耦合数字信号通过C×C的MIMO均衡器进行芯间串扰均衡之后，还包括：

将经过所述C×C的MIMO均衡器输出的C路数字信号进行分路，获得M路均衡后的数字信号。

第二方面，一种SDM系统串扰均衡设备，应用于C核N模的空分复用系统，包括：

通信接口；

存储器，用于存储处理器执行的程序代码；和

所述处理器，与所述存储器和所述通信接口分别相连，用于通过所述存储器中的程序代码，执行以下操作：

获取M路数字信号，并根据传输每个数字信号对应的光信号所使用的纤芯将所述M路数字信号分成C个信号组，其中，M＝C×N，C为所述系统中的纤芯数量，N为每个纤芯中的模式数量，第i个信号组中包含使用第i个纤芯传输的N路数字信号，1≤i≤C，M、C、N，i均为正整数；

每个信号组中的N路数字信号通过N×N的MIMO均衡器进行模间串扰均衡；

针对每个信号组，将经过对应的N×N的MIMO均衡器输出的N路数字信号分别进行重新采样并耦合成一路耦合数字信号，得到C路耦合数字信号，每个信号组对应一路耦合数字信号；

将所述C路耦合数字信号通过对应的C×C的MIMO均衡器进行芯间串扰均衡。

可选地，所述处理器，还用于：

在所述第一均衡单元将每个信号组中的N路数字信号通过N×N的MIMO均衡器进行模间串扰均衡之前，对每个信号组中的N路数字信号分别进行重新采样，获得具有速率相同的N路数字信号。

可选地，所述处理器，还用于：

在所述第一均衡单元将每个信号组中的N路数字信号通过N×N的MIMO均衡器进行模间串扰均衡之前，对每个信号组中的N路数字信号进行色度色散均衡。

可选地，所述处理器，还用于：

在所述第二均衡单元将所述C路耦合数字信号通过C×C的MIMO均衡器进行芯间串扰均衡之前，采用预设方式同步C路耦合数字信号，获得具有相同速率的C路耦合数字信号。

可选地，所述N×N的MIMO均衡器采用第一预设均衡算法用于均衡模间串扰，所述C×C的MIMO均衡器采用第二预设均衡算法用于均衡芯间串扰。

可选地，所述处理器，还用于：

在所述第二均衡单元将所述C路耦合数字信号通过C×C的MIMO均衡器进行芯间串扰均衡之后，将经过所述C×C的MIMO均衡器输出的C路数字信号进行分路，获得M路均衡后的数字信号。

第三方面，一种SDM系统串扰均衡装置，应用于C核N模的空分复用系统，包括：

获取单元，用于获取M路数字信号，并根据传输每个数字信号对应的光信号所使用的纤芯将所述M路数字信号分成C个信号组，其中，M＝C×N，C为所述系统中的纤芯数量，N为每个纤芯中的模式数量，第i个信号组中包含使用第i个纤芯传输的N路数字信号，1≤i≤C，M、C、N，i均为正整数；

第一均衡单元，用于将每个信号组中的N路数字信号通过N×N的MIMO均衡器进行模间串扰均衡；

耦合单元，用于针对每个信号组，将经过对应的N×N的MIMO均衡器输出的N路数字信号分别进行重新采样并耦合成一路耦合数字信号，得到C路耦合数字信号，每个信号组对应一路耦合数字信号；

第二均衡单元，用于将所述C路耦合数字信号通过对应的C×C的MIMO均衡器进行芯间串扰均衡。

可选地，在所述第一均衡单元将每个信号组中的N路数字信号通过N×N的MIMO均衡器进行模间串扰均衡之前，所述装置，还包括：

第一重采样单元，用于对每个信号组中的N路数字信号分别进行重新采样，获得具有速率相同的N路数字信号。

可选地，在所述第一均衡单元将每个信号组中的N路数字信号通过N×N的MIMO均衡器进行模间串扰均衡之前，所述装置，还包括：

色度色散均衡单元，用于对每个信号组中的N路数字信号进行色度色散均衡。

可选地，在所述第二均衡单元将所述C路耦合数字信号通过C×C的MIMO均衡器进行芯间均衡串扰之前，所述装置，还包括：

同步单元，用于采用预设方式同步C路耦合数字信号，获得具有相同速率的C路耦合数字信号。

可选地，所述N×N的MIMO均衡器采用第一预设均衡算法用于均衡模间串扰，所述C×C的MIMO均衡器采用第二预设均衡算法用于均衡芯间串扰。

可选地，在所述第二均衡单元将所述C路耦合数字信号通过C×C的MIMO均衡器进行芯间串扰均衡之后，所述装置，还包括：

分路单元，用于将经过所述C×C的MIMO均衡器输出的C路数字信号进行分路，获得M路均衡后的数字信号。

本发明实施例中DSP模块获取M路数字信号，并根据传输每个数字信号对应的光信号所使用的纤芯将M路数字信号分成C个信号组，其中，M＝C×N，C为系统中的纤芯数量，N为每个纤芯中的模式数量，第i个信号组中包含使用第i个纤芯传输的N路数字信号，1≤i≤C，M、C、N，i均为正整数。因此，基于芯间串扰和模间串扰的产生机理和作用机制不同，将M路数字信号进行分组，对芯间串扰和模间串扰有针对性地进行均衡。具体的，DSP模块将每个信号组中的N路数字信号通过N×N的MIMO均衡器进行模间串扰均衡，即先进行模间串扰均衡。然后，针对每个信号组，将经过对应的N×N的MIMO均衡器输出的N路数字信号分别进行重新采样并耦合成一路耦合数字信号，得到C路耦合数字信号，每个信号组对应一路耦合数字信号，再将C路耦合数字信号通过对应的C×C的MIMO均衡器进行芯间串扰均衡，即后进行芯间串扰均衡。因此，通过将传统的M×M的MIMO均衡器进行简化，实现对芯间串扰和模间串扰有针对性地均衡，有效减少了FIR滤波器的使用数量，降低系统复杂度。

附图说明

图1为本发明背景技术中传统MIMO均衡器结构示意图；

图2(a)为本发明实施例中多模多芯光链路的示意图；

图2(b)为本发明实施例中一个核内的模间串扰示意图；

图3为本发明实施例中多模多芯空分复用系统结构示意图；

图4为本发明实施例中从模式解复用器至DSP模块的信号转换示意图；

图5为本发明实施例中SDM系统串扰均衡概述流程图；

图6为本发明实施例中SDM系统串扰均衡具体流程图；

图7为本发明实施例中基于矩阵变换的MIMO均衡器结构示意图；

图8为本发明实施例中传统MIMO均衡器与基于矩阵变换的MIMO均衡器随着系统中纤芯与模式数量的增加系统所需FIR滤波器的数量对比图；

图9为本发明实施例中SDM系统串扰均衡设备的结构示意图；

图10为本发明实施例中SDM系统串扰均衡装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供一种SDM系统串扰均衡方法及装置，用以减少FIR滤波器的使用数量，有效地降低系统复杂度。其中，方法和装置是基于同一发明构思的，由于方法及装置解决问题的原理相似，因此装置与方法的实施可以相互参见，重复之处不再赘述。

参阅图2(a)所示为多模多芯光链路的示意图。图2(a)中，系统中的纤芯数量为3，分别为Core_1、Core_2、Core_3，每个纤芯中包括三种传输模式，分别为LP₀₁、LP_11-a、LP_11-b。三个纤芯的交叉作用会给信号带来芯间串扰，每个纤芯中的三种模式相互作用会给信号带来模间串扰。图2(b)所示为一个核内的模间串扰情况，图2(b)中的交叠的箭头表示模式之间的串扰。

参阅图3所述为多模多芯空分复用系统结构示意图。该系统中，31、310、311为光发送机，38、315、316为光接收机，32、37、313、314为空间相位盘，其功能是基模与高阶模之间的转换，33和36分别为复用/解复用模块，34表示基于多模多芯光链路，35为掺饵光纤放大器(Erbium-doped Optical Fiber Amplifier，EDFA)，39为数字信号处理模块。其中，数字信号处理模块(Digital Signal Processing，DSP)的作用是减弱各个模式之间的模式耦合以及各个纤芯之间的耦合对有用信号产生的串扰影响，即用于均衡信号中的模间串扰和芯间串扰。与图2相对应，图3中，也体现了三种传输模式，LP₀₁、LP_11-a、LP_11-b。

图4中，经36模式解复用器后输出的各路光信号，分别代表不同纤芯中的不同模式的光信号。每路光信号进入一个光信号接收机里，光信号接收机将光信号转换为电信号(这里为模拟电信号)，模数转换器(Analog-to-Digital Converter，ADC)再将接收机对应的所有通道的电信号进行模数转换，将模拟电信号转换为数字信号，然后将所有数字信号输入DSP模块中，对进行信号模间串扰和芯间串扰的均衡，得到发送端的信息。具体的，根据图2所示的3核3模光链路，经36模式解复用器后输出的9路光信号，这9路光信号分别进入对应的9个光接收机中，输出9路模拟电信号，然后经过ADC模块进行模数转换，得到9路数字信号，输入至DSP模块。

下面结合附图对本发明优选的实施方式进行详细说明。

参阅图5所示，本发明实施例提供一种SDM系统串扰均衡方法，应用于C核N模的SDM系统，包括：

步骤500：DSP模块获取M路数字信号，并根据传输每个数字信号对应的光信号所使用的纤芯将M路数字信号分成C个信号组。

其中，M＝C×N，C为系统中的纤芯数量，N为每个纤芯中的模式数量，第i个信号组中包含使用第i个纤芯传输的N路数字信号，1≤i≤C，M、C、N，i均为正整数。

例如，图2、图3和图4所述的3核3模的空分复用系统中，经过ADC模块进行模数转换后，得到9路数字信号，输入至DSP模块。DSP模块根据这9路信号中，传输每个数字信号对应的光信号所使用的纤芯将9路数字信号分成3个信号组，其中，Core_1对应的第1信号组中包含使用Core_1传输的3路数字信号，Core_2对应的第2信号组中包含使用Core_2传输的3路数字信号，Core_3对应的第3信号组中包含使用Core_3传输的3路数字信号。

步骤510：DSP模块将每个信号组中的N路数字信号通过N×N的MIMO均衡器进行模间串扰均衡。

在将每个信号组中的N路数字信号通过N×N的MIMO均衡器进行模间串扰均衡之前，DSP模块还需执行以下操作：对每个信号组中的N路数字信号进行色度色散均衡，以及对每个信号组中的N路数字信号分别进行重新采样，获得具有速率相同的N路数字信号。

这里对每个信号组中的N个数字信号进行重新采样的原因在于，组内N个数字信号可能来自于不同的ADC模块，经过重新采样以保证N路数字信号之间的时钟对齐，使得组内N路数字信号具有相同的速率。

步骤520：DSP模块针对每个信号组，将经过对应的N×N的MIMO均衡器输出的N路数字信号分别进行重新采样并耦合成一路耦合数字信号，得到C路耦合数字信号，每个信号组对应一路耦合数字信号。

可选地，DSP模块针对每个信号组，将经过对应的N×N的MIMO均衡器输出的N路数字信号分别进行重新采样并耦合成一路耦合数字信号，可以通过符号间插等方式实现。

例如，针对C核N模的SDM系统，针对，每组经过N×N的MIMO均衡器输出的N路数字信号，假设N路数字信号的速率为T，此时可以重新采样合并成一路速率为N*T的耦合数字信号。

DSP模块中可配置C个重采样模块，得到C路耦合数字信号，在将C路耦合数字信号通过C×C的MIMO均衡器进行均衡芯间串扰之前，还需采用预设方式同步C路耦合数字信号，获得具有相同速率的C路耦合数字信号，这里的预设方式可以为共用时钟等方式。

步骤530：DSP模块将C路耦合数字信号通过对应的C×C的MIMO均衡器进行芯间串扰均衡。

在DSP模块将C路耦合数字信号通过C×C的MIMO均衡器进行芯间串扰均衡之后，将经过C×C的MIMO均衡器输出的C路数字信号进行分路，获得M路均衡后的数字信号，用于进行后续的信号分析处理。

例如，对经过C×C的MIMO均衡器输出的C路数字信号进行解耦分束，其中，解耦分束可通过下采样或间隔符号提取等方式进行。

针对步骤510～步骤530，现有技术中，对于C核N模的SDM系统，需用M×M的MIMO均衡器对模间串扰和芯间串扰进行均衡，如下左边的矩阵。

在本发明实施例中，M×M的矩阵变换为如下形式：

and

其中，

具体的，将(N×C)²维度的抽头矩阵，被变换成C个N*N的小型抽头模矩阵

(即N×N的MIMO均衡器)和一个C*C的芯矩阵

(即C×C的MIMO均衡器)。矩阵

的主要作用在于对信号中由于同一个纤芯内各个模式之间的复用耦合等带来的损伤进行均衡，即进行模间串扰均衡。除了模间串扰之外，各个纤芯之间也会因为链路弯曲、芯间耦合等因素给信号带来损伤，所以矩阵

的作用就是对信号中由于芯间相互作用带来的损伤进行均衡，即进行芯间串扰均衡。

其中，N×N的MIMO均衡器采用第一预设均衡算法，C×C的MIMO均衡器采用第二预设均衡算法。这里的第一预设均衡算法和第一预设均衡算法可以是恒模算法(Constantmodulus algorithm，CMA)，或者最小均方差(Least Mean Square，LMS)等自适应滤波器均衡算法。第一预设均衡算法与第二预设均衡算法可以相同，也可以不同。一般地，因为模间串扰对信号的干扰较大，此处应选用均衡性能较优的自适应算法。而芯间串扰相对于模间串扰来说对于信号的干扰较小，所以芯间串扰的均衡可以采用较为简单的自适应算法。因此，第二预设均衡算法的复杂度一般低于第一预设均衡算法的复杂度。

具体的，参阅图6所示，针对C核N模的空分复用系统，DSP模块将C×N个数字信号分成C个组，每组中包含N个来自同一纤芯的数字信号，将每组的N个数字信号进行重新采样，即针对第一组中的R11、R12...R1n进行重新采样，针对第一组中的R21、R22...R2n进行重新采样......针对第一组中的Rc1、Rc2...Rcn进行重新采样，分别输入至对应的N×N的MIMO均衡器，，用于均衡模间串扰，并对每组输出的N个信号进行重新采样，得到每组对应的一路耦合数字信号，将C路耦合数字信号输入一个C×C的MIMO均衡器，用于均衡芯间串扰，将输出的C路数字信号进行分路，得到C×N个均衡后的数字信号。

例如，参阅图7所示，针对3核3模的SDM系统，传统的MIMO均衡器方法需要9*9的MIMO均衡器，采用本发明实施例提供的方法，需要3个3*3的MIMO均衡器，用于进行模间串扰均衡，以及1个3*3的MIMO均衡器，用于进行芯间串扰均衡。

具体的，DSP模块获取9路数字信号，然后将这9路数字信号根据每路数字信号对应的纤芯分成3个信号组，将每个信号组中的3路数字信号输入1个3*3的MIMO均衡器，采用CMA进行模间串扰均衡，并将每个信号组对应3路输出数字信号重新采样并耦合成一路耦合数字信号，得到3路耦合数字信号输入1个3*3的MIMO均衡器，采用CMA进行芯间串扰均衡。

因此，对传统的(N×C)²维度的抽头矩阵进行了变换简化，以此减少FIR滤波器的使用数量，减小系统复杂度。对于C核N模的SDM系统，先对模间串扰进行均衡，将其输出信号重采样并耦合成C路耦合数字信号，再进行芯间串扰的均衡。此外，将M*M的MIMO均衡器进行矩阵变换之后，各个抽头矩阵之间可视为相互独立，并可以根据系统中芯间串扰与模间串扰的情况，来更改均衡算法与抽头数量等均衡器参数。

表1为传统MIMO均衡器所需FIR滤波器数量与本发明实施例中基于矩阵变换的MIMO均衡器所需FIR滤波器数量的对比结果。

类别	传统MIMO均衡器	基于矩阵变换的MIMO均衡器
			所需FIR滤波器数量	(N×C)<sup>2</sup>	N<sup>2</sup>×C+C<sup>2</sup>

表1

图8为根据表1的描述画出的图形，左图为传统MIMO均衡方式中，随着系统中纤芯数量与模式数量的增加，FIR滤波器数量的变化。右图为基于矩阵变换的MIMO均衡方式(图8中右图新的MIMO均衡所示)，随着系统中纤芯数量与模式数量的增加，FIR滤波器数量的变化。由表1和图8可知，变换之后的抽头矩阵规模明显小于传统MIMO均衡矩阵，传统MIMO均衡方式需要的FIR滤波器数量是基于矩阵变换的MIMO均衡方式需要的FIR滤波器数量的约7倍。

基于与上述图5所对应的实施例同样的发明构思，参阅图9所示，本发明实施例还提供了一种SDM系统串扰均衡设备，本实施例中与图5所对应的实施例重复的内容不再赘述。

参阅图9所示，本发明实施例提供一种SDM系统串扰均衡设备90，应用于C核N模的空分复用系统，包括：

通信接口91；

存储器92，用于存储处理器93执行的程序代码；和

处理器93，与存储器92和通信接口91分别相连，用于通过存储器93中的程序代码，执行以下操作：

获取M路数字信号，并根据传输每个数字信号对应的光信号所使用的纤芯将M路数字信号分成C个信号组，其中，M＝C×N，C为系统中的纤芯数量，N为每个纤芯中的模式数量，第i个信号组中包含使用第i个纤芯传输的N路数字信号，1≤i≤C，M、C、N，i均为正整数；

每个信号组中的N路数字信号通过N×N的MIMO均衡器进行模间串扰均衡；

针对每个信号组，将经过对应的N×N的MIMO均衡器输出的N路数字信号分别进行重新采样并耦合成一路耦合数字信号，得到C路耦合数字信号，每个信号组对应一路耦合数字信号；

将C路耦合数字信号通过对应的C×C的MIMO均衡器进行芯间串扰均衡。

这里的SDM系统串扰均衡设备可以为DSP模块，需要说明的是图9所示的各部分之间的连接方式仅为一种可能的示例，也可以是，通信接口91与存储器92均与处理器93连接，且通信接口91与存储器92之间没有连接，或者，也可以是其他可能的连接方式。此外，处理器93还可通过外部存储器中的程序代码，执行上述操作。

可选地，处理器93，还用于：

在第一均衡单元将每个信号组中的N路数字信号通过N×N的MIMO均衡器进行模间串扰均衡之前，对每个信号组中的N路数字信号分别进行重新采样，获得具有速率相同的N路数字信号。

可选地，处理器93，还用于：

在第一均衡单元将每个信号组中的N路数字信号通过N×N的MIMO均衡器进行模间串扰均衡之前，对每个信号组中的N路数字信号进行色度色散均衡。

可选地，处理器93，还用于：

在第二均衡单元将C路耦合数字信号通过C×C的MIMO均衡器进行芯间串扰均衡之前，采用预设方式同步C路耦合数字信号，获得具有相同速率的C路耦合数字信号。

可选地，N×N的MIMO均衡器采用第一预设均衡算法用于均衡模间串扰，C×C的MIMO均衡器采用第二预设均衡算法用于均衡芯间串扰。

可选地，处理器93，还用于：

在第二均衡单元将C路耦合数字信号通过C×C的MIMO均衡器进行芯间串扰均衡之后，将经过C×C的MIMO均衡器输出的C路数字信号进行分路，获得M路均衡后的数字信号。

基于与上述图5和图9所对应的实施例同样的发明构思，参阅图10所示，本发明实施例还提供了一种SDM系统串扰均衡装置，本实施例中与图5和图9所对应的实施例重复的内容不再赘述。

参阅图10所示，一种SDM系统串扰均衡装置，应用于C核N模的空分复用系统，包括：

获取单元1000，用于获取M路数字信号，并根据传输每个数字信号对应的光信号所使用的纤芯将所述M路数字信号分成C个信号组，其中，M＝C×N，C为所述系统中的纤芯数量，N为每个纤芯中的模式数量，第i个信号组中包含使用第i个纤芯传输的N路数字信号，1≤i≤C，M、C、N，i均为正整数；

第一均衡单元1001，用于将每个信号组中的N路数字信号通过N×N的MIMO均衡器进行模间串扰均衡；

耦合单元1002，用于针对每个信号组，将经过对应的N×N的MIMO均衡器输出的N路数字信号分别进行重新采样并耦合成一路耦合数字信号，得到C路耦合数字信号，每个信号组对应一路耦合数字信号；

第二均衡单元1003，用于将所述C路耦合数字信号通过对应的C×C的MIMO均衡器进行芯间串扰均衡。

可选地，所述装置，还包括：

重采样单元1004，用于在所述第一均衡单元将每个信号组中的N路数字信号通过N×N的MIMO均衡器进行模间串扰均衡之前，对每个信号组中的N路数字信号分别进行重新采样，获得具有速率相同的N路数字信号。

可选地，所述装置，还包括：

色度色散均衡单元1005，用于在所述第一均衡单元将每个信号组中的N路数字信号通过N×N的MIMO均衡器进行模间串扰均衡之前，对每个信号组中的N路数字信号进行色度色散均衡。

可选地，所述装置，还包括：

同步单元1006，用于在所述第二均衡单元将所述C路耦合数字信号通过C×C的MIMO均衡器进行芯间均衡串扰之前，采用预设方式同步C路耦合数字信号，获得具有相同速率的C路耦合数字信号。

可选地，所述N×N的MIMO均衡器采用第一预设均衡算法用于均衡模间串扰，所述C×C的MIMO均衡器采用第二预设均衡算法用于均衡芯间串扰。

可选地，所述装置，还包括：

分路单元1007，用于在所述第二均衡单元将所述C路耦合数字信号通过C×C的MIMO均衡器进行芯间串扰均衡之后，将经过所述C×C的MIMO均衡器输出的C路数字信号进行分路，获得M路均衡后的数字信号。

本发明实施例中DSP模块获取M路数字信号，并根据传输每个数字信号对应的光信号所使用的纤芯将M路数字信号分成C个信号组，其中，M＝C×N，C为系统中的纤芯数量，N为每个纤芯中的模式数量，第i个信号组中包含使用第i个纤芯传输的N路数字信号，1≤i≤C，M、C、N，i均为正整数。因此，基于芯间串扰和模间串扰的产生机理和作用机制不同，将M路数字信号进行分组，对芯间串扰和模间串扰有针对性地进行均衡。具体的，DSP模块将每个信号组中的N路数字信号通过N×N的MIMO均衡器进行模间串扰均衡，即先进行模间串扰均衡。然后，针对每个信号组，将经过对应的N×N的MIMO均衡器输出的N路数字信号分别进行重新采样并耦合成一路耦合数字信号，得到C路耦合数字信号，每个信号组对应一路耦合数字信号，再将C路耦合数字信号通过对应的C×C的MIMO均衡器进行芯间串扰均衡，即后进行芯间串扰均衡。因此，通过将传统的M×M的MIMO均衡器进行简化，实现对芯间串扰和模间串扰有针对性地均衡，有效减少了FIR滤波器的使用数量，降低系统复杂度。此外，根据芯间串扰和模间串扰的情况，还可以更改自适应算法和MIMO均衡器的抽头数量等均衡参数。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种改动和变型而不脱离本发明实施例的精神和范围。这样，倘若本发明实施例的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (12)

1.一种空分复用SDM系统串扰均衡方法，应用于C核N模的空分复用系统，其特征在于，包括：

获取M路数字信号，并根据传输每个数字信号对应的光信号所使用的纤芯将所述M路数字信号分成C个信号组，其中，M＝C×N，C为所述系统中的纤芯数量，N为每个纤芯中的模式数量，第i个信号组中包含使用第i个纤芯传输的N路数字信号，1≤i≤C，M、C、N，i均为正整数；

将每个信号组中的N路数字信号通过对应的N×N的MIMO均衡器进行模间串扰均衡；

针对每个信号组，将经过对应的N×N的MIMO均衡器输出的N路数字信号分别进行重新采样并耦合成一路耦合数字信号，得到C路耦合数字信号，每个信号组对应一路耦合数字信号；

将所述C路耦合数字信号通过C×C的MIMO均衡器进行芯间串扰均衡。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在将每个信号组中的N路数字信号通过N×N的MIMO均衡器进行模间串扰均衡之前，还包括：

对每个信号组中的N路数字信号分别进行重新采样，获得具有速率相同的N路数字信号。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在将每个信号组中的N路数字信号通过N×N的MIMO均衡器进行模间串扰均衡之前，还包括：

对每个信号组中的N路数字信号进行色度色散均衡。

4.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在将所述C路耦合数字信号通过C×C的MIMO均衡器进行芯间串扰均衡之前，还包括：

采用预设方式同步C路耦合数字信号，获得具有相同速率的C路耦合数字信号。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述N×N的MIMO均衡器采用第一预设均衡算法用于均衡模间串扰，所述C×C的MIMO均衡器采用第二预设均衡算法用于均衡芯间串扰。

6.如权利要求1、2或5所述的方法，其特征在于，在将所述C路耦合数字信号通过C×C的MIMO均衡器进行芯间串扰均衡之后，还包括：

将经过所述C×C的MIMO均衡器输出的C路数字信号进行分路，获得M路均衡后的数字信号。

7.一种SDM系统串扰均衡设备，应用于C核N模的空分复用系统，其特征在于，包括：

通信接口；

存储器，用于存储处理器执行的程序代码；和

所述处理器，与所述存储器和所述通信接口分别相连，用于通过所述存储器中的程序代码，执行以下操作：

获取M路数字信号，并根据传输每个数字信号对应的光信号所使用的纤芯将所述M路数字信号分成C个信号组，其中，M＝C×N，C为所述系统中的纤芯数量，N为每个纤芯中的模式数量，第i个信号组中包含使用第i个纤芯传输的N路数字信号，1≤i≤C，M、C、N，i均为正整数；

每个信号组中的N路数字信号通过N×N的MIMO均衡器进行模间串扰均衡；

针对每个信号组，将经过对应的N×N的MIMO均衡器输出的N路数字信号分别进行重新采样并耦合成一路耦合数字信号，得到C路耦合数字信号，每个信号组对应一路耦合数字信号；

将所述C路耦合数字信号通过对应的C×C的MIMO均衡器进行芯间串扰均衡。

8.如权利要求7所述的设备，其特征在于，所述处理器，还用于：

在第一均衡单元将每个信号组中的N路数字信号通过N×N的MIMO均衡器进行模间串扰均衡之前，对每个信号组中的N路数字信号分别进行重新采样，获得具有速率相同的N路数字信号。

9.如权利要求7或8所述的设备，其特征在于，所述处理器，还用于：

在第一均衡单元将每个信号组中的N路数字信号通过N×N的MIMO均衡器进行模间串扰均衡之前，对每个信号组中的N路数字信号进行色度色散均衡。

10.如权利要求7或8所述的设备，其特征在于，所述处理器，还用于：

在第二均衡单元将所述C路耦合数字信号通过C×C的MIMO均衡器进行芯间串扰均衡之前，采用预设方式同步C路耦合数字信号，获得具有相同速率的C路耦合数字信号。

11.如权利要求7所述的设备，其特征在于，所述N×N的MIMO均衡器采用第一预设均衡算法用于均衡模间串扰，所述C×C的MIMO均衡器采用第二预设均衡算法用于均衡芯间串扰。

12.如权利要求7、8或11所述的设备，其特征在于，所述处理器，还用于：

在第二均衡单元将所述C路耦合数字信号通过C×C的MIMO均衡器进行芯间串扰均衡之后，将经过所述C×C的MIMO均衡器输出的C路数字信号进行分路，获得M路均衡后的数字信号。

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