CN113708845B - 均衡解复用方法、装置、电子设备及计算机可读存储介质 - Google Patents

均衡解复用方法、装置、电子设备及计算机可读存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种均衡解复用方法、装置、电子设备及计算机可读存储介质，适用于基于强度调制的PDM‑PAM4高速光传输系统，该方法包括：通过四个FIR滤波器对当前的X、Y偏振态输入信号进行滤波，并经两个加法器得到X、Y偏振态输出信号；提取当前输出信号的相位，将相位信息加入到参考信号的模值中并且和当前输出信号相减，得到参考信号和当前输出信号的误差信号；基于当前误差信号对FIR滤波器进行滤波器抽头系数的更新；迭代执行上述步骤，直至误差收敛到最小值。本发明同时利用了信号的幅度和相位信息，可实现对PDM‑PAM4信号的均衡解复用，并且增加系统对相位噪声和色散的容忍度。

Description

均衡解复用方法、装置、电子设备及计算机可读存储介质
技术领域
本发明涉及光通信技术领域，特别涉及一种均衡解复用方法、装置、电子设备及计算机可读存储介质。
背景技术
在光通信领域中的短距光通信场景中，强度调制-直接检测(IM-DD)技术由于其低复杂度和低成本等特点，目前被广泛应用。然而随着5G时代的来临，对于IM-DD系统的容量和传输距离有着更高的要求，实现超100Gb/s单波传输速率+超80km传输距离的趋势已经越来越明显。然而只依靠传统的IM-DD技术，受限于调制器性能和接收机灵敏度等问题，很难实现如此高的系统要求。与此同时，由于光电子芯片性能的提升以及数字信号处理算法(DSP)的发展，相干接收技术已经被视为一种可以应用于短距离光传输的潜在技术，而强度调制+相干接收的系统方案也因此受到广泛的关注。此外，偏振复用技术(PDM)也被用于进一步提升系统的传输速率。在基于强度调制的PDM-PAM4(4Pulse Amplitude Modulation，第四代脉冲幅度调制)高速光传输系统中，接收端均衡解复用是很关键的一环。
传统的均衡解复用算法包括最小均方(least-mean-square,LMS)算法和恒模算法(constant modulus algorithm，CMA)；其中，LMS算法是一种盲均衡解复用算法，被广泛应用于光通信领域，该算法基于经典的蝶形FIR滤波器结构，将输出信号模值和参考信号模值之间的均方误差(mean-square error,MSE)作为误差信号，通过迭代使误差信号收敛到最小值，从而实现对偏振复用信号的解复用和码间干扰消除。然而传统的LMS算法存在对相位噪声和色散容忍度低等问题，难以被应用于PDM-PAM4相干接收系统。CMA算法是一种经典的复数信号均衡解复用算法，同样基于蝶形结构，将输出信号的模值和参考模值之差作为误差信号，通过迭代可以使输出信号模值收敛到参考模值附近，参考模值的选择一般是常数。如果选择多个模值作为均衡器的参考值，CMA算法即可以演变为多模算法(Mutimodulusalgorithm，MMA)。然而CMA和MMA算法仅适用于星座点关于原点对称的二位复数信号，无法被用于强度调制PAM4信号。
综上，传统的均衡解复用算法在处理PDM-PAM4信号时存在明显的性能恶化问题，因此亟需设计一种适用于PDM-PAM4系统的高性能的均衡解复用方法。
发明内容
本发明提供了一种均衡解复用方法、装置、电子设备及计算机可读存储介质，以解决现有均衡解复用算法在处理PDM-PAM4信号时存在的性能恶化问题。
为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：
一方面，本发明提供了一种均衡解复用方法，适用于基于强度调制的PDM-PAM4高速光传输系统，所述均衡解复用方法包括：
S1，获取待均衡解复用的X偏振态输入信号和Y偏振态输入信号；
S2，通过第一FIR滤波器和第二FIR滤波器分别对当前的X偏振态输入信号进行滤波处理，同时，通过第三FIR滤波器和第四FIR滤波器分别对当前的Y偏振态输入信号进行滤波处理，并将所述第一FIR滤波器和第三FIR滤波器的输出通过第一加法器融合，得到X偏振态输出信号；将所述第二FIR滤波器和第四FIR滤波器的输出通过第二加法器融合，得到Y偏振态输出信号；
S3，分别提取当前的X偏振态输出信号和Y偏振态输出信号的相位信息；
S4，将当前的X偏振态输出信号的相位信息加入到第一参考信号的模值中并且和当前的X偏振态输出信号相减，以得到第一参考信号和当前的X偏振态输出信号的第一误差信号；同时，将当前的Y偏振态输出信号的相位信息加入到第二参考信号的模值中并且和当前的Y偏振态输出信号相减，以得到第二参考信号和当前的Y偏振态输出信号的第二误差信号；
S5，基于当前的所述第一误差信号对所述第一FIR滤波器和第三FIR滤波器分别进行滤波器抽头系数的更新；同时，基于当前的所述第二误差信号对所述第二FIR滤波器和第四FIR滤波器分别进行滤波器抽头系数的更新；
S6，迭代执行S2至S5，直至误差收敛到最小值，以实现均衡解复用。
进一步地，S2中所使用的滤波器抽头系数更新方程为：
Figure BDA0003253125320000021
Figure BDA0003253125320000022
其中，
Figure BDA0003253125320000023
和
Figure BDA0003253125320000024
分别表示第n+1次迭代时第一FIR滤波器、第三FIR滤波器、第二FIR滤波器和第四FIR滤波器的抽头系数矩阵；
Figure BDA0003253125320000031
和
Figure BDA0003253125320000032
分别表示第n次迭代时X偏振态输入信号和Y偏振态输入信号的共轭，μ表示迭代的步长，
Figure BDA0003253125320000033
表示所述第一误差信号，
Figure BDA0003253125320000034
表示所述第二误差信号。
进一步地，所述方法包括训练模式和判决模式；其中，在所述训练模式中，采用训练序列作为参考信号来进行误差函数计算，当均衡器达到预收敛状态后，切换为判决模式；在所述判决模式中，将每次迭代的输出信号进行PAM4判决，将判决的信号作为参考信号。
进一步地，在所述训练模式中，，参考信号的表达式为：
Figure BDA0003253125320000035
其中，
Figure BDA0003253125320000036
表示第n次迭代时的X偏振态参考信号，
Figure BDA0003253125320000037
表示第n次迭代时的Y偏振态参考信号，
Figure BDA0003253125320000038
表示第n次迭代后X偏振态输出信号，
Figure BDA0003253125320000039
表示第n次迭代后Y偏振态输出信号，Decision(·)表示对信号进行硬判决。
另一方面，本发明还提供了一种均衡解复用装置，适用于基于强度调制的PDM-PAM4高速光传输系统，所述均衡解复用装置包括：
偏振态信号获取模块，用于获取待均衡解复用的X偏振态输入信号和Y偏振态输入信号；
反馈迭代模块，用于执行以下步骤：
S1，通过第一FIR滤波器和第二FIR滤波器分别对当前的X偏振态输入信号进行滤波处理，同时，通过第三FIR滤波器和第四FIR滤波器分别对当前的Y偏振态输入信号进行滤波处理，并将所述第一FIR滤波器和第三FIR滤波器的输出通过第一加法器融合，得到X偏振态输出信号；将所述第二FIR滤波器和第四FIR滤波器的输出通过第二加法器融合，得到Y偏振态输出信号；
S2，分别提取当前的X偏振态输出信号和Y偏振态输出信号的相位信息；
S3，将当前的X偏振态输出信号的相位信息加入到第一参考信号的模值中并且和当前的X偏振态输出信号相减，以得到第一参考信号和当前的X偏振态输出信号的第一误差信号；同时，将当前的Y偏振态输出信号的相位信息加入到第二参考信号的模值中并且和当前的Y偏振态输出信号相减，以得到第二参考信号和当前的Y偏振态输出信号的第二误差信号；
S4，基于当前的所述第一误差信号对所述第一FIR滤波器和第三FIR滤波器分别进行滤波器抽头系数的更新；同时，基于当前的所述第二误差信号对所述第二FIR滤波器和第四FIR滤波器分别进行滤波器抽头系数的更新；
S5，迭代执行S1至S4，直至误差收敛到最小值，以实现均衡解复用。
进一步地，所述反馈迭代模块中所使用的滤波器抽头系数更新方程为：
Figure BDA0003253125320000041
Figure BDA0003253125320000042
其中，
Figure BDA0003253125320000043
和
Figure BDA0003253125320000044
分别表示第n+1次迭代时第一FIR滤波器、第三FIR滤波器、第二FIR滤波器和第四FIR滤波器的抽头系数矩阵；
Figure BDA0003253125320000045
和
Figure BDA0003253125320000046
分别表示第n次迭代时X偏振态输入信号和Y偏振态输入信号的共轭，μ表示迭代的步长，
Figure BDA0003253125320000047
表示所述第一误差信号，
Figure BDA0003253125320000048
表示所述第二误差信号。
再一方面，本发明还提供了一种电子设备，其包括处理器和存储器；其中，存储器中存储有至少一条指令，所述指令由处理器加载并执行以实现上述方法。
又一方面，本发明还提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质中存储有至少一条指令，所述指令由处理器加载并执行以实现上述方法。
本发明提供的技术方案带来的有益效果至少包括：
相较于现有算法，本发明的均衡解复用方法同时利用了信号幅度和相位信息，可实现对PDM-PAM4信号的均衡解复用，并且增加系统对相位噪声和色散的容忍度，对实现传输距离超80km，单波超100Gb/s高速光传输具有重要意义。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是基于强度调制的PDM-PAM4高速传输系统结构示意图；
图2是发送端DSP流程示意图；
图3是接收端DSP流程示意图；
图4是本发明实施例提供的均衡解复用方法的数学模型示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
第一实施例
本实施例提供了一种均衡解复用方法，适用于基于强度调制的PDM-PAM4高速光传输系统，所述基于强度调制的PDM-PAM4高速光传输系统的结构如图1所示，其中，PAM4发送端由激光器、两个强度调制、偏振分束器以及偏振耦合器组成，而接收端主要包括本振激光器和相干接收机。在发送端，两路PAM4数字信号经过数模转换器DAC转化为模拟信号后分别进入强度调制，对两个偏振态(X-pol和Y-pol)的光载波进行强度调制，两路调制信号经过偏振耦合器后输出PDM-PAM4信号进入光纤传输。进入接收端后，光信号与本振激光器产生的本振光信号进入相干接收机实现光电转换以及解调，解调后的两个偏振态信号再经过模数转换器ADC转化为数字信号进入接收端DSP处理。
系统发送端和接收端的DSP流程如图2和图3所示，在发送端将原始二进制比特数据经过PAM4映射、上采样、归一化以及脉冲成型，生成PAM4数字信号，而在接收端对相干接收机输出信号进行重采样至二倍采样率，之后进行时钟恢复和同步，同步对齐后的信号进入最关键的均衡解复用环节，均衡后的信号经过载波恢复和下采样就可以得到恢复后的PAM4信号，最后经过判决和误比特率BER统计来得到系统的BER性能。
在上述PDM-PAM4高速光传输系统的基础上，本实施例设计了一种新型的均衡解复用方法，该方法可以由电子设备实现，其数学模型如图4所示。该模型由4个有限冲激响应(FIR)滤波器、四个加法器、两个乘法器以及两个相位提取器组成，采用双输入双输出的蝶形架构。算法的输入信号xin和yin是经过相干解调后的两个偏振态(X偏和Y偏)的PAM4信号，其中存在偏振串扰和码间干扰等损伤；输出信号xout和yout是经过迭代滤波消除码间干扰和偏振串扰后的两个偏振态输出PAM4信号。该算法可以被视为一个反馈迭代模型，包括正向滤波和反向更新参数两个环节。对于每一次迭代，其执行步骤如下：
S1，xin和yin首先被输入到四个FIR滤波器中进行滤波，通过第一FIR滤波器hxx和第二FIR滤波器hyx分别对当前的X偏振态输入信号xin进行滤波处理，同时，通过第三FIR滤波器hxy和第四FIR滤波器hyy分别对当前的Y偏振态输入信号yin进行滤波处理，并将第一FIR滤波器hxx和第三FIR滤波器hxy的输出通过第一加法器融合，得到X偏振态输出信号xout；将第二FIR滤波器hyx和第四FIR滤波器hyy的输出通过第二加法器融合，得到Y偏振态输出信号yout；
S2，提取当前的xout的相位
Figure BDA0003253125320000061
和yout的相位
Figure BDA0003253125320000062
的大小；
Figure BDA0003253125320000063
和
Figure BDA0003253125320000064
可以表示为：
Figure BDA0003253125320000065
其中，arg(·)表示提取复信号的相位，n表示第n次迭代，
Figure BDA0003253125320000066
表示第n次迭代后X偏振态的输出信号，
Figure BDA0003253125320000067
表示第n次迭代后Y偏振态的输出信号。
S3，将当前提取到的
Figure BDA0003253125320000068
加入到第一参考信号dx的模值|dx|中并且和当前的xout相减，以得到第一参考信号dx和当前的xout的第一误差信号
Figure BDA0003253125320000069
同时，将当前提取到的
Figure BDA00032531253200000610
加入到第二参考信号dy的模值|dy|中并且和当前的yout相减，以得到第二参考信号dy和当前的yout的第二误差信号
Figure BDA00032531253200000611
误差函数
Figure BDA00032531253200000612
和
Figure BDA00032531253200000613
定义为：
Figure BDA00032531253200000614
其中，
Figure BDA00032531253200000615
和
Figure BDA00032531253200000616
分别表示第n次迭代的两个偏振态PAM4参考信号，j表示复数运算中的虚数单位。
S4，将误差信号
Figure BDA00032531253200000617
和
Figure BDA00032531253200000618
反馈到四个FIR滤波器中进行滤波器抽头系数的更新，抽头系数更新方程为：
Figure BDA00032531253200000619
Figure BDA00032531253200000620
其中，
Figure BDA00032531253200000621
和
Figure BDA00032531253200000622
分别表示第n+1次迭代时第一FIR滤波器、第三FIR滤波器、第二FIR滤波器和第四FIR滤波器的抽头系数矩阵。
Figure BDA00032531253200000623
和
Figure BDA00032531253200000624
分别表示第n次迭代时X偏振态和Y偏振态的输入信号的共轭，μ表示迭代的步长，(.)*表示取共轭。
S5，迭代执行S1至S4，经过不断地迭代和更新，该算法可以最终使误差收敛到最小值，从而实现对信号的恢复。
进一步地，类似于传统的均衡解复用算法，本实施例的算法可以有两种工作模式，一般先通过训练模式也就是用训练序列作为模型的参考信号来进行误差函数计算，当均衡器达到预收敛状态后，就可以切换为判决模式，判决模式不再需要训练序列，而是将每次迭代的输出信号进行PAM4判决，将判决的信号作为参考序列，值得注意的是，如果发送的是{0，1，2，3}的PAM4信号，参考信号应当为训练序列或者判决信号本身，而如果发送{-3，-1，1，3}型的PAM4信号，参考序列应该为训练序列或者判决信号的模值，这是因为有正有负的PAM4信号存在相位信息，因此我们需要先去除信号本身的相位信息，只分析相位噪声信息。因此，判决模式下的参考序列可以表示为：
Figure BDA0003253125320000071
其中，
Figure BDA0003253125320000072
第n次迭代时的X偏振态的参考信号，
Figure BDA0003253125320000073
表示第n次迭代时的Y偏振态的参考信号，Decision(·)表示对信号进行硬判决。
综上，本实施例的均衡解复用方法可以实现对PDM-PAM4信号的均衡解复用，以消除信号中的偏振串扰和码间干扰。且本实施例的均衡解复用方法充分利用了PDM-PAM4信号的幅度以及相位信息，能够在包含色散和相位噪声干扰的信号中恢复出原始信号，采用该方法不仅可以保证对PDM-PAM4信号的均衡解复用，还能够省去色散补偿模块，简化系统接收端DSP的复杂度。
第二实施例
本实施例提供了一种均衡解复用装置，适用于基于强度调制的PDM-PAM4高速光传输系统，所述均衡解复用装置包括以下功能模块：
偏振态信号获取模块，用于获取待均衡解复用的X偏振态输入信号和Y偏振态输入信号；
反馈迭代模块，用于执行以下步骤：
S1，通过第一FIR滤波器和第二FIR滤波器分别对当前的X偏振态输入信号进行滤波处理，同时，通过第三FIR滤波器和第四FIR滤波器分别对当前的Y偏振态输入信号进行滤波处理，并将所述第一FIR滤波器和第三FIR滤波器的输出通过第一加法器融合，得到X偏振态输出信号；将所述第二FIR滤波器和第四FIR滤波器的输出通过第二加法器融合，得到Y偏振态输出信号；
S2，分别提取当前的X偏振态输出信号和Y偏振态输出信号的相位信息；
S3，将当前的X偏振态输出信号的相位信息加入到第一参考信号的模值中并且和当前的X偏振态输出信号相减，以得到第一参考信号和当前的X偏振态输出信号的第一误差信号；同时，将当前的Y偏振态输出信号的相位信息加入到第二参考信号的模值中并且和当前的Y偏振态输出信号相减，以得到第二参考信号和当前的Y偏振态输出信号的第二误差信号；
S4，基于当前的所述第一误差信号对所述第一FIR滤波器和第三FIR滤波器分别进行滤波器抽头系数的更新；同时，基于当前的所述第二误差信号对所述第二FIR滤波器和第四FIR滤波器分别进行滤波器抽头系数的更新；
S5，迭代执行S1至S4，直至误差收敛到最小值，以实现均衡解复用。
本实施例的均衡解复用装置与上述第一实施例的均衡解复用方法相对应；其中，本实施例的均衡解复用装置中的各功能模块所实现的功能与上述第一实施例的均衡解复用方法中的各流程步骤一一对应；故，在此不再赘述。
第三实施例
本实施例提供一种电子设备，其包括处理器和存储器；其中，存储器中存储有至少一条指令，所述指令由处理器加载并执行，以实现第一实施例的方法。
该电子设备可因配置或性能不同而产生比较大的差异，可以包括一个或一个以上处理器(central processing units，CPU)和一个或一个以上的存储器，其中，存储器中存储有至少一条指令，所述指令由处理器加载并执行上述方法。
第四实施例
本实施例提供一种计算机可读存储介质，该存储介质中存储有至少一条指令，所述指令由处理器加载并执行，以实现上述第一实施例的方法。其中，该计算机可读存储介质可以是ROM、随机存取存储器、CD-ROM、磁带、软盘和光数据存储设备等。其内存储的指令可由终端中的处理器加载并执行上述方法。
此外，需要说明的是，本发明可提供为方法、装置或计算机程序产品。因此，本发明实施例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，本发明实施例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上实施的计算机程序产品的形式。
本发明实施例是参照根据本发明实施例的方法、终端设备(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、嵌入式处理机或其他可编程数据处理终端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终端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终端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终端设备上，使得在计算机或其他可编程终端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终端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。
还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。
最后需要说明的是，以上所述是本发明优选实施方式，应当指出，尽管已描述了本发明优选实施例，但对于本技术领域的技术人员来说，一旦得知了本发明的基本创造性概念，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。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实施例范围的所有变更和修改。

Claims (8)

1.一种均衡解复用方法，适用于基于强度调制的PDM-PAM4高速光传输系统，其特征在于，所述均衡解复用方法包括：
S1，获取待均衡解复用的X偏振态输入信号和Y偏振态输入信号；
S2，通过第一FIR滤波器和第二FIR滤波器分别对当前的X偏振态输入信号进行滤波处理，同时，通过第三FIR滤波器和第四FIR滤波器分别对当前的Y偏振态输入信号进行滤波处理，并将所述第一FIR滤波器和第三FIR滤波器的输出通过第一加法器融合，得到X偏振态输出信号；将所述第二FIR滤波器和第四FIR滤波器的输出通过第二加法器融合，得到Y偏振态输出信号；
S3，分别提取当前的X偏振态输出信号和Y偏振态输出信号的相位信息；
S4，将当前的X偏振态输出信号的相位信息加入到第一参考信号的模值中并且和当前的X偏振态输出信号相减，以得到第一参考信号和当前的X偏振态输出信号的第一误差信号；同时，将当前的Y偏振态输出信号的相位信息加入到第二参考信号的模值中并且和当前的Y偏振态输出信号相减，以得到第二参考信号和当前的Y偏振态输出信号的第二误差信号；
S5，基于当前的所述第一误差信号对所述第一FIR滤波器和第三FIR滤波器分别进行滤波器抽头系数的更新；同时，基于当前的所述第二误差信号对所述第二FIR滤波器和第四FIR滤波器分别进行滤波器抽头系数的更新；
S6，迭代执行S2至S5，直至误差收敛到最小值，以实现均衡解复用。
2.如权利要求1所述的均衡解复用方法，其特征在于，S5 中所使用的滤波器抽头系数更新方程为：
Figure FDA0003253125310000011
Figure FDA0003253125310000012
其中，
Figure FDA0003253125310000013
和
Figure FDA0003253125310000014
分别表示第n+1次迭代时第一FIR滤波器、第三FIR滤波器、第二FIR滤波器和第四FIR滤波器的抽头系数矩阵；
Figure FDA0003253125310000015
和
Figure FDA0003253125310000016
分别表示第n次迭代时X偏振态输入信号和Y偏振态输入信号的共轭，μ表示迭代的步长，
Figure FDA0003253125310000017
表示所述第一误差信号，
Figure FDA0003253125310000018
表示所述第二误差信号。
3.如权利要求1所述的均衡解复用方法，其特征在于，所述方法包括训练模式和判决模式；其中，在所述训练模式中，采用训练序列作为参考信号来进行误差函数计算，当均衡器达到预收敛状态后，切换为判决模式；在所述判决模式中，将每次迭代的输出信号进行PAM4判决，将判决的信号作为参考信号。
4.如权利要求3所述的均衡解复用方法，其特征在于，在所述训练模式中，参考信号的表达式为：
Figure FDA0003253125310000021
其中，
Figure FDA0003253125310000022
表示第n次迭代时的X偏振态参考信号，
Figure FDA0003253125310000023
表示第n次迭代时的Y偏振态参考信号，
Figure FDA0003253125310000024
表示第n次迭代后X偏振态输出信号，
Figure FDA0003253125310000025
表示第n次迭代后Y偏振态输出信号，Decision(·)表示对信号进行硬判决。
5.一种均衡解复用装置，适用于基于强度调制的PDM-PAM4高速光传输系统，其特征在于，所述均衡解复用装置包括：
偏振态信号获取模块，用于获取待均衡解复用的X偏振态输入信号和Y偏振态输入信号；
反馈迭代模块，用于执行以下步骤：
S1，通过第一FIR滤波器和第二FIR滤波器分别对当前的X偏振态输入信号进行滤波处理，同时，通过第三FIR滤波器和第四FIR滤波器分别对当前的Y偏振态输入信号进行滤波处理，并将所述第一FIR滤波器和第三FIR滤波器的输出通过第一加法器融合，得到X偏振态输出信号；将所述第二FIR滤波器和第四FIR滤波器的输出通过第二加法器融合，得到Y偏振态输出信号；
S2，分别提取当前的X偏振态输出信号和Y偏振态输出信号的相位信息；
S3，将当前的X偏振态输出信号的相位信息加入到第一参考信号的模值中并且和当前的X偏振态输出信号相减，以得到第一参考信号和当前的X偏振态输出信号的第一误差信号；同时，将当前的Y偏振态输出信号的相位信息加入到第二参考信号的模值中并且和当前的Y偏振态输出信号相减，以得到第二参考信号和当前的Y偏振态输出信号的第二误差信号；
S4，基于当前的所述第一误差信号对所述第一FIR滤波器和第三FIR滤波器分别进行滤波器抽头系数的更新；同时，基于当前的所述第二误差信号对所述第二FIR滤波器和第四FIR滤波器分别进行滤波器抽头系数的更新；
S5，迭代执行S1至S4，直至误差收敛到最小值，以实现均衡解复用。
6.如权利要求5所述的均衡解复用装置，其特征在于，所述反馈迭代模块中所使用的滤波器抽头系数更新方程为：
Figure FDA0003253125310000026
Figure FDA0003253125310000027
其中，
Figure FDA0003253125310000031
和
Figure FDA0003253125310000032
分别表示第n+1次迭代时第一FIR滤波器、第三FIR滤波器、第二FIR滤波器和第四FIR滤波器的抽头系数矩阵；
Figure FDA0003253125310000033
和
Figure FDA0003253125310000034
分别表示第n次迭代时X偏振态输入信号和Y偏振态输入信号的共轭，μ表示迭代的步长，
Figure FDA0003253125310000035
表示所述第一误差信号，
Figure FDA0003253125310000036
表示所述第二误差信号。
7.一种电子设备，包括处理器和存储器；其中，所述存储器中存储有至少一条指令，所述指令由所述处理器加载，并执行以下步骤：
S1，获取待均衡解复用的X偏振态输入信号和Y偏振态输入信号；
S2，通过第一FIR滤波器和第二FIR滤波器分别对当前的X偏振态输入信号进行滤波处理，同时，通过第三FIR滤波器和第四FIR滤波器分别对当前的Y偏振态输入信号进行滤波处理，并将所述第一FIR滤波器和第三FIR滤波器的输出通过第一加法器融合，得到X偏振态输出信号；将所述第二FIR滤波器和第四FIR滤波器的输出通过第二加法器融合，得到Y偏振态输出信号；
S3，分别提取当前的X偏振态输出信号和Y偏振态输出信号的相位信息；
S4，将当前的X偏振态输出信号的相位信息加入到第一参考信号的模值中并且和当前的X偏振态输出信号相减，以得到第一参考信号和当前的X偏振态输出信号的第一误差信号；同时，将当前的Y偏振态输出信号的相位信息加入到第二参考信号的模值中并且和当前的Y偏振态输出信号相减，以得到第二参考信号和当前的Y偏振态输出信号的第二误差信号；
S5，基于当前的所述第一误差信号对所述第一FIR滤波器和第三FIR滤波器分别进行滤波器抽头系数的更新；同时，基于当前的所述第二误差信号对所述第二FIR滤波器和第四FIR滤波器分别进行滤波器抽头系数的更新；
S6，迭代执行S2至S5，直至误差收敛到最小值，以实现均衡解复用。
8.一种计算机可读存储介质，所述存储介质中存储有至少一条指令，所述指令由处理器加载，并执行以下步骤：
S1，获取待均衡解复用的X偏振态输入信号和Y偏振态输入信号；
S2，通过第一FIR滤波器和第二FIR滤波器分别对当前的X偏振态输入信号进行滤波处理，同时，通过第三FIR滤波器和第四FIR滤波器分别对当前的Y偏振态输入信号进行滤波处理，并将所述第一FIR滤波器和第三FIR滤波器的输出通过第一加法器融合，得到X偏振态输出信号；将所述第二FIR滤波器和第四FIR滤波器的输出通过第二加法器融合，得到Y偏振态输出信号；
S3，分别提取当前的X偏振态输出信号和Y偏振态输出信号的相位信息；
S4，将当前的X偏振态输出信号的相位信息加入到第一参考信号的模值中并且和当前的X偏振态输出信号相减，以得到第一参考信号和当前的X偏振态输出信号的第一误差信号；同时，将当前的Y偏振态输出信号的相位信息加入到第二参考信号的模值中并且和当前的Y偏振态输出信号相减，以得到第二参考信号和当前的Y偏振态输出信号的第二误差信号；
S5，基于当前的所述第一误差信号对所述第一FIR滤波器和第三FIR滤波器分别进行滤波器抽头系数的更新；同时，基于当前的所述第二误差信号对所述第二FIR滤波器和第四FIR滤波器分别进行滤波器抽头系数的更新；
S6，迭代执行S2至S5，直至误差收敛到最小值，以实现均衡解复用。
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