CN114389926A - 系数设置方法、信号处理方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents

系数设置方法、信号处理方法、装置、设备及存储介质 Download PDF

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Abstract

本申请实施例涉及系数设置方法、信号处理方法、装置、设备及存储介质。本申请实施例包括：获取接收的数据序列和预存的导频序列；对所述数据序列和导频序列做互相关计算，得到所述数据序列和所述导频序列的互相关信息；提取所述互相关信息中的相关峰分布信息；根据所述相关峰分布信息，设置均衡器的初始系数。根据本申请实施例提供的方案，由于均衡器的初始系数设置包含了相关峰分布信息，而相关峰分布信息包含了DGD信息和SOP旋转信息，因此可以有效提升均衡器的收敛速度。

Description

系数设置方法、信号处理方法、装置、设备及存储介质
技术领域
本申请实施例涉及但不限于通信接收端信号处理技术领域，尤其涉及系数设置方法、信号处理方法、装置、设备及存储介质。
背景技术
随着通信信道的容量以及灵活性需求呈现快速的变化，基于导频序列的均衡技术也逐渐成为趋势。
相关技术中，基于导频序列的均衡算法，首先需要对导频序列进行同步，找到导频序列的位置，然后利用默认的均衡器初始系数和自适应的迭代算法计算得到均衡器的系数。这种方式虽然一般情况下能够完成收敛得到均衡器系数，但完全依赖均衡器的迭代，因此存在收敛速度慢的缺陷。
发明内容
本申请实施例提供了均衡器初始系数设置方法、信号处理方法、装置、设备及存储介质，能够有效加快速均衡器的收敛速度。
第一方面，本申请实施例提供了均衡器初始系数设置方法，包括：
获取接收的数据序列和预存的导频序列；
对所述数据序列和导频序列做互相关计算，得到所述数据序列和所述导频序列的互相关信息；
提取所述互相关信息中的相关峰分布信息；
根据所述相关峰分布信息，设置均衡器的初始系数。
第二方面，本申请实施例提供了信号处理方法，包括：
接收待处理信号；
对所述待处理信号进行采样处理，得到数据序列；
根据所述数据序列和如第一方面所述的均衡器初始系数设置方法，设置均衡器的初始系数；
根据所述初始系数和自适应迭代算法，计算得到均衡器系数。
第三方面，本申请实施例提供了均衡器初始系数设置装置，包括：
获取模块，用于获取接收的数据序列和预存的导频序列；
互相关信息计算模块，用于对所述数据序列和导频序列做互相关计算，得到所述数据序列和所述导频序列的互相关信息；
分布信息提取模块，用于提取所述互相关信息中的相关峰分布信息；
初始系数设置模块，用于根据所述相关峰分布信息，设置均衡器的初始系数。
第四方面，本申请实施例提供了电子设备，包括：存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现：
如第一方面所述的均衡器初始系数设置方法；
或者，
如第二方面所述的信号处理方法。
第五方面，本申请实施例提供了计算机可读存储介质，存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于：
执行第一方面所述的均衡器初始系数设置方法；
或者，
执行第二方面所述的信号处理方法。
本申请实施例包括：获取接收的数据序列和预存的导频序列；对所述数据序列和导频序列做互相关计算，得到所述数据序列和所述导频序列的互相关信息；提取所述互相关信息中的相关峰分布信息；根据所述相关峰分布信息，设置均衡器的初始系数。根据本申请实施例提供的方案，由于均衡器的初始系数设置包含了相关峰分布信息，而相关峰分布信息包含了DGD信息和SOP旋转信息，因此可以有效提升均衡器的收敛速度。
本申请的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请而了解。本申请的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
图1a、图1b、图1c是不同DGD时，相关峰的分布示意图；
图2是本申请一实施例提供的均衡器初始系数设置方法的流程图；
图3是本申请另一实施例提供的均衡器初始系数设置方法的流程图；
图4是本申请另一实施例提供的均衡器初始系数设置方法的流程图；
图5是本申请另一实施例提供的均衡器初始系数设置方法的流程图；
图6是本申请另一实施例提供的均衡器初始系数设置方法的流程图；
图7是本申请另一实施例提供的信号处理方法的流程图；
图8是本申请另一实施例提供的信号处理方法的流程图。
图9是本申请另一实施例提供的信号处理方法的流程图；
图10是本申请另一实施例提供的光接收机基本架构示意图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
需要说明的是，虽然在装置示意图中进行了功能模块划分，在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于装置中的模块划分，或流程图中的顺序执行所示出或描述的步骤。说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。
随着通信信道的容量以及灵活性需求呈现快速的变化，基于导频序列的均衡技术也逐渐成为趋势。例如，在光通信领域的光接收机中，需要利用基于导频序列的均衡技术进行光信号接收。随着光纤通信的容量以及灵活性需求呈现快速的变化，高阶调制和灵活谱效率的技术也逐渐成为热点，诸如64QAM(Quadrature Amplitude Modulation，正交振幅调制)、128QAM、256QAM等高阶调制以及概率整形、几何整形、混合调制等。这使得均衡技术也需要能够灵活应对任意星座分布的情况，因此基于导频序列的均衡技术也逐渐成为趋势。基于导频序列的均衡技术一般需要先进行同步找到导频序列的位置，再启动基于导频序列的均衡算法。
相关技术中，基于导频序列的均衡算法，首先需要对导频序列进行同步，找到导频序列的位置，然后利用默认的均衡器初始系数和自适应的迭代算法计算得到均衡器的系数。这种方式虽然一般情况下能够完成收敛得到均衡器系数，但完全依赖均衡器的迭代，因此存在收敛速度慢和均衡效果差的缺陷。
例如，关于基于导频序列的均衡算法，首先需要对导频进行同步，找到导频序列的位置，然后将导频序列用于均衡的启动，自适应的迭代算法计算得到均衡器系数H。例如，在偏振复用QAM类系统中，采用的是2x2的均衡器，可以使用蝶形结构的滤波器实现均衡功能；蝶形滤波器可以由四个FIR滤波器实现，所以均衡器系数H实际是2x2矩阵：
Figure BDA0002737688100000031
其中，Hxx、Hxy、Hyx和Hyy为均衡器的系数，均衡器的初始系数通常设置为：
Figure BDA0002737688100000032
即把Hxx和Hyy的中间抽头系数设置为1，其他抽头系数设置为0。随着均衡器的迭代，将均衡器初始系数逐渐调整为匹配信道损伤的均衡器初始系数H。这种方式虽然一般情况下能够完成收敛，但完全依赖均衡器的迭代算法，因此在收敛速度和均衡效果方面存在一定的缺陷：
首先，当DGD(Differential Group Delay，差分群时延)导致信号能量分开时，均衡器系数会表现为两个峰值，而这种设置只设计了一个峰值，而另一个峰值则需要完全通过迭代才能找到，会增加迭代次数，减慢均衡的收敛速度；
其次，当DGD较大导致信号能量分开较大时，这种设置方式就会导致均衡器系数的两个峰都集中在均衡器的左边一半抽头上或右边一半抽头上，虽然能够完成均衡器的收敛，但由于只有一半信号有贡献，均衡效果也会下降；
最后，当DGD更大导致信号能量分开距离大于均衡器一半抽头数时，由于这种方式将系数的一个峰值放在抽头数中间，另一个峰必然超出了均衡器抽头数，从而导致均衡器无法完成收敛。
另外，这种设置方式信号在信道中产生的SOP(state of polarization，偏振态)旋转也没有考虑，也完全是通过迭代来一步步完成收敛，收敛速度较慢。
基于此，本申请实施例提供了均衡器初始系数设置方法、信号处理方法、装置、设备及存储介质，能够有效加快速均衡器的收敛速度，提高均衡效果。
申请人发现，当没有DGD时，均衡器系数Hxx和Hyy表现为一个峰值，系数Hxy/Hyx能量很少，几乎没有峰值；当信号受到信道DGD影响时，信号能量分开，均衡器系数Hxx和Hyy就会表现出两个峰，而且两个峰的距离粗略对应了DGD的大小，可利用两个峰的信息匹配和补偿DGD信息。对于基于导频序列的均衡，不仅能在同步的过程中得到导频序列的位置信息，还能从相关峰分布中粗略得到DGD信息和SOP旋转信息。
例如，参照图1a、图1b和图1c，图1a、图1b和图1c中分别给出了不同DGD时，相关峰的分布与DGD之间的对应关系，图中横坐标以符号symbol为单位，纵坐标代表相关性(Rx或Ry)，而峰值对应了导频序列的位置。可以看出，参照图1a，当DGD＝0symbol时，第一偏振态分布信息Rx和第二偏振态分布信息Ry的相关峰是重合的，距离0symbol；参照图1b，当DGD＝0.9symbol时，第一偏振态分布信息Rx和第二偏振态分布信息Ry的相关峰分开，且距离1symbol，接近DGD的值；参照图1c，当DGD＝2.8symbol时，也有类似的结果，而相关峰的相位信息则反映了SOP旋转的信息。由于相关峰和均衡器系数两者都反映了信道DGD信息和SOP旋转信息，因此，可以使用相关峰的分布信息设计均衡器的初始系数，从而有效加快速均衡器的收敛速度，提高均衡效果。
第一方面，参照图2，本申请实施例提供均衡器初始系数设置方法，包括：
步骤S1100，获取接收的数据序列和预存的导频序列；
步骤S1200，对数据序列和导频序列做互相关计算，得到数据序列和导频序列的互相关信息；
步骤S1300，提取互相关信息中的相关峰分布信息；
步骤S1400，根据相关峰分布信息，设置均衡器的初始系数。
在一些实施例中，均衡器初始系数设置方法可以应用于通信系统的接收机中，例如，可以用于光通信系统中的光接收机中。
在一些实施例中，基于导频序列的均衡技术在发送端发送导频序列，并在接收端预存对应的导频序列uy，由于传输信道的信道损伤，例如，导频序列信号在光信道传输的时候，在两个偏振态之间会拉开，从而产生DGD；另外，导频序列信号在光信道传输的时候还会旋转，产生SOP等。接收端通过均衡处理可对DGD、SOP旋转以及色散等进行补偿。
在一些实施例中，通过执行步骤S1100、步骤S1200和步骤S1300，可计算出相关峰分布信息，相关峰分布信息是一个复数，复数值在复数平面上有幅度信息和角度信息，幅度信息对应的相关峰位置对应了DGD信息，角度信息可粗略对应SOP旋转信息。因此，计算相关峰分布信息的过程其实可理解为计算接收到的数据序列和导频序列之间的差异，然后再利用差异信息设置均衡器的初始系数，相当于是对均衡器系数计算的引导。
相关技术中的迭代算法是盲目进行的，即设置一个默认的初始系数，并不管初始系数设置的好还是不好，然后不停地去迭代运算，可能迭代10次、20次或者上百次才能算出均衡器系数。相对的，本申请实施例利用相关峰分布信息设置均衡器的初始系数，对均衡器系数计算进行针对性引导，给迭代算法一个方向，可有效减少迭代算法盲目迭代运算的次数，从而加快均衡器系数的收敛速度。
在一些实施例中，接收机的接收信号包括第一偏振态的待处理信号和第二偏振态的待处理信号。对应的，步骤S1100中，接收的数据序列包括第一偏振态的数据序列x(n)和第二偏振态的数据序列y(n)。其中，对第一偏振态的待处理信号处理后产生第一偏振态的数据序列x(n)，对第二偏振态的待处理信号处理后产生第二偏振态的数据序列y(n)。并对第一偏振态的数据序列x(n)和第二偏振态的数据序列y(n)做缓存，至少缓存一个导频序列的长度M。导频序列包括第一偏振态的导频序列ux和第二偏振态的导频序列uy。
在一些实施例中，数据序列包括第一偏振态的数据序列x(n)和第二偏振态的数据序列y(n)，第一偏振态与第二偏振态正交，导频序列包括第一偏振态的导频序列ux和第二偏振态的导频序列uy。
在一些实施例中，参照图3，步骤S1200，对数据序列和导频序列做互相关计算，得到数据序列和导频序列的互相关信息，包括：
步骤S1210，对第一偏振态的数据序列和第一偏振态的导频序列做互相关计算，得到第一相关函数Rxx；
步骤S1220，对第二偏振态的数据序列和第一偏振态的导频序列做互相关计算，得到第二相关函数Rxy；
步骤S1230，对第一偏振态的数据序列和第二偏振态的导频序列做互相关计算，得到第三相关函数Ryx；
步骤S1240，对第二偏振态的数据序列和第二偏振态的导频序列做互相关计算，得到第四相关函数Ryy；
步骤S1250，将第一相关函数Rxx、第二相关函数Rxy、第三相关函数Ryx和第四相关函数Ryy作为数据序列和导频序列的互相关信息。
在一些实施例中，可通过分别执行步骤S1210、步骤S1220、步骤S1230和步骤S1240，得到第一相关函数Rxx、第二相关函数Rxy、第三相关函数Ryx和第四相关函数Ryy。具体过程如下：
对第一偏振态的数据序列x(n)、第二偏振态的数据序列y(n)做缓存，分别至少缓存一个导频序列的长度。第一偏振态的数据序列x(n)和第二偏振态的数据序列y(n)的序列长度均为N，预存的第一偏振态的导频序列ux、第二偏振态的导频序列uy的序列长度均为M。
分别执行步骤S1210、步骤S1220、步骤S1230和步骤S1240，可以利用第一公式对第一偏振态的数据序列x(n)、第二偏振态的数据序列y(n)两个偏振的数据序列分别与本地预存的第一偏振态的导频序列ux和第二偏振态的导频序列uy做相关，第一公式如下：
Figure BDA0002737688100000051
其中，*代表共轭运算，m为相关函数的下标，m＝1,2,3……，第一相关函数Rxx、第二相关函数Rxy、第三相关函数Ryx和第四相关函数Ryy作为数据序列和导频序列的互相关信息；第一相关函数Rxx、第二相关函数Rxy、第三相关函数Ryx或第四相关函数Ryy的序列长度为N+M-1。
以第一相关函数Rxx为例，说明互相关计算的原理。互相关计算相当于是将第一偏振态的数据序列x(n)和第一偏振态的导频序列ux相对滑动比对，并计算和记录每一时刻比对的相关值，比如第一时刻，第一偏振态的导频序列ux的最后一个值和第一偏振态的数据序列x(n)的第一个值对齐了，其他的值都没对齐，那么该时刻两个序列相乘后求和得到第一时刻的相关值Rxx较低，然后第一偏振态的数据序列x(n)和第一偏振态的导频序列ux继续相对滑动比对，第一偏振态的导频序列ux的倒数第二个值和第一偏振态的数据序列x(n)的第二个值对齐，两个序列相乘后求和得到第二时刻的相关值Rxx，以此类推，当某一时刻，第一偏振态的导频序列ux和第一偏振态的数据序列x(n)全部对齐，该时刻相关值Rxx最大。相关值Rxx最大时第一偏振态的导频序列ux和第一偏振态的数据序列x(n)的相关性也是最强的，也即两个序列的相似度最高。第二相关函数Rxy、第三相关函数Ryx或第四相关函数Ryy的互相关计算同理，在此不做赘述。
在一些实施例中，参照图4，步骤S1300，提取互相关信息中的相关峰分布信息，包括：
步骤S1311，根据第一相关函数和第二相关函数，计算得到第一偏振态分布信息Rx(m)；
步骤S1312，根据第一偏振态分布信息，得到第一偏振态相关峰的第一峰值信息RPx；
步骤S1313，根据第一峰值信息，得到对应的第一相关峰下标信息mi；
步骤S1321，根据第三相关函数和第四相关函数，计算得到第二偏振态分布信息Ry(m)；
步骤S1322，根据第二偏振态分布信息，得到第二偏振态相关峰的第二峰值信息RPy；
步骤S1323，根据第二峰值信息，得到对应的第二相关峰下标信息mj；
步骤S1330，根据第一相关峰下标信息mi和第二相关峰下标信息mj，得到相关峰之间的分布信息作为相关峰分布信息。
在一些实施例中，由于SOP旋转的原因，接收的数据序列可能分布在第一偏振态(x偏振)和第二偏振态(y偏振)上，因此需要对上述第一相关函数Rxx、第二相关函数Rxy、第三相关函数Ryx或第四相关函数Ryy做两两合并。例如，步骤S1311可以对第一相关函数和第二相关函数做合并计算得到第一偏振态分布信息Rx(m)；步骤S1321可以对第三相关函数和第四相关函数做合并计算得到第一偏振态分布信息Ry(m)；可用第二公式实现，具体计算公式如下：
Figure BDA0002737688100000061
其中，第一偏振态分布信息Rx代表第一偏振态的导频序列ux在两个偏振态上的总分布情况，Ry代表第二偏振态的导频序列uy在两个偏振态上的总分布情况。
在一些实施例中，可以通过步骤S1312和步骤S1322寻找相关峰的峰值，例如，可用第三公式计算得到相关峰峰值，第三公式如下：
Figure BDA0002737688100000062
其中，第一偏振态相关峰的第一峰值信息RPx、第二偏振态相关峰的第二峰值信息RPy代表相关峰峰值，max表示取最大值。第一峰值信息RPx对应的下标记为mi；第二峰值信息RPy对应的下标记为mj(设mi＜mj)。
在一些实施例中，当步骤S1300计算结果同时满足同步条件时，认为同步成功，可以进行均衡器初始系数的设置。
在一些实施例中，步骤S1300计算结果指的是第4公式的计算结果；同步条件可以是：相关峰峰值大于预设的同步阈值。即是说，当第一偏振态相关峰的第一峰值信息RPx、第二偏振态相关峰的第二峰值信息RPy均大于预设的同步阈值时，认为同步成功，可以进行均衡器初始系数的设置。
在一些实施例中，预设的同步阈值可以根据需要设置。预设的同步阈值的大小对应两个序列相关程度的大小。以归一化后的互相关信息为例，预设的同步阈值可以根据需要设置为0.7，那么如果你的相关峰的峰值强度大于0.7，我们就认为它是同步上，否则认为不满足同步条件。
在一些实施例中，同步条件也可以是：连续预设次数同步过程中，相关峰峰值均大于预设的同步阈值。也即是说，可以采用多次同步，比如连续预设次数同步过程均能同步上，则认为同步成功。
同步条件可以根据不同的需要设置，不同的方案可能它采用的方式不一样。同步条件的设置可根据对信号可信度的要求匹配设置，同步条件要求高的对应信号可信度高，同步条件要求低的对应信号可信度低。
在一些实施例中，受DGD的影响，如果DGD比较小，第一相关峰下标信息mi和第二相关峰下标信息mj可能就靠的较近；如果DGD比较大，第一相关峰下标信息mi和第二相关峰下标信息mj分的较远。也即是说，然后DGD越大，第一相关峰下标信息mi和第二相关峰下标信息mj分的越开，第一偏振态相关峰的第一峰值信息RPx、第二偏振态相关峰的第二峰值信息RPy离得越远。
在一些实施例中，参照图5，步骤S1330，根据第一相关峰下标信息和第二相关峰下标信息，得到相关峰之间的分布信息作为相关峰分布信息，包括：
步骤S1331，将第一相关峰下标信息和第二相关峰下标信息之间的下标信息代入第一相关函数，得到第一相关峰分布信息Hxx_c；
步骤S1332，将第二相关峰下标信息和第二相关峰下标信息之间的下标信息代入第二相关函数，得到第二相关峰分布信息Hxy_c；
步骤S1333，将第三相关峰下标信息和第二相关峰下标信息之间的下标信息代入第三相关函数，得到第三相关峰分布信息Hyx_c；
步骤S1334，将第四相关峰下标信息和第二相关峰下标信息之间的下标信息代入第四相关函数，得到第四相关峰分布信息Hyy_c。
在一些实施例中，可以通过执行步骤S1331至步骤S1334，得到第一相关峰分布信息Hxx_c、第二相关峰分布信息Hxy_c、第三相关峰分布信息Hyx_c和第四相关峰分布信息Hyy_c。在得第一相关峰下标信息mi和第二相关峰下标信息mj后，将第一相关峰下标信息和第二相关峰下标信息之间的下标信息idx(idx＝mi,mi+1……mj-1,mj)，对应代入相关函数，从而得到第四公式：
Figure BDA0002737688100000071
在一些实施例中，第一相关峰分布信息Hxx_c、第二相关峰分布信息Hxy_c、第三相关峰分布信息Hyx_c和第四相关峰分布信息Hyy_c四组相关峰分布信息代表对应相关函数峰值之间的分布信息。
相当于是我们从相关峰当中抽取数据序列到导频序列(理想信号)的距离，作为均衡器初始系数的一个核心部分。相关函数两边的信息可能不太重要，或者说它很弱，然后我们从相关分布里边我们提取不出来，所以我们就是提取中间相关峰比较强的那一段它的互相关信息，即提取相关函数中间一段比较核心的，或者说能量比较强的，或者说贡献值比较大的信号。另外，由于相关函数两边的能量一般是噪声，如提取出来容易造成干扰，所以提取了中间这一部分能量比较强的。第一相关峰分布信息Hxx_c、第二相关峰分布信息Hxy_c、第三相关峰分布信息Hyx_c和第四相关峰分布信息Hyy_c均为复数，4组相关峰分布信息除了的幅度比较强以外，还携带了相位信息，相位信息可粗略反应SOP旋转的影响。
在另一些实施例中，参照图6，步骤S1330，根据第一相关峰下标信息和第二相关峰下标信息，得到相关峰之间的分布信息作为相关峰分布信息，包括：
步骤S1335，将第一相关峰下标信息和第二相关峰下标信息之间下标信息、第一相关峰下标信息相邻的下标信息、第二相关峰下标信息相邻的下标信息，代入第一相关函数，得到第一相关峰分布信息Hxx_c；
步骤S1336，将第一相关峰下标信息和第二相关峰下标信息之间下标信息、第一相关峰下标信息相邻的下标信息、第二相关峰下标信息相邻的下标信息，代入第二相关函数，得到第二相关峰分布信息Hxy_c；
步骤S1337，将第一相关峰下标信息和第二相关峰下标信息之间下标信息、第一相关峰下标信息相邻的下标信息、第二相关峰下标信息相邻的下标信息，代入第三相关函数，得到第三相关峰分布信息Hyx_c；
步骤S1338，将第一相关峰下标信息和第二相关峰下标信息之间下标信息、第一相关峰下标信息相邻的下标信息、第二相关峰下标信息相邻的下标信息，代入第四相关函数，得到第四相关峰分布信息Hyy_c。
在一些实施例中，可以通过执行步骤S1335至步骤S1338，得到第一相关峰分布信息Hxx_c、第二相关峰分布信息Hxy_c、第三相关峰分布信息Hyx_c和第四相关峰分布信息Hyy_c。在得第一相关峰下标信息mi和第二相关峰下标信息mj后，将第一相关峰下标信息和第二相关峰下标信息之间的下标信息相邻的下标信息idx(如idx＝mi-1,mi,mi+1……mj-1,mj,mj+1)，对应代入相关函数，从而得到第五公式：
Figure BDA0002737688100000081
在一些实施例中，第一相关峰分布信息Hxx_c、第二相关峰分布信息Hxy_c、第三相关峰分布信息Hyx_c和第四相关峰分布信息Hyy_c四组相关峰分布信息代表对应相关函数峰值之间和峰值附近的分布信息。
在一些实例中，数据序列和导频序列互相关计算，如受到DGD的影响，互相关信息可能包含有两个峰值。相关峰分布信息提取的时候可以不是单纯的只取这个峰值对应的点，还提取峰值附近的点。因为这个是一个粗略的去算它的相关峰，所以相关峰的能量不仅仅集中在某一点(峰值点)，它的能量是扩散的，是在峰值的两边也有能量，所以可把峰值附近的能量也相应的考虑进去。相关峰的能量是有泄露的，一般向两边泄露，因此需要扩展提取范围，峰值左右两边的信息也考虑进去，所以对idx的取值做了一个扩展，把第一相关峰下标信息mi的前一个下标mi-1和第二相关峰下标信息mj的后一个下标mj+1也包含进idx，使得计算结果更加准确，从而进一步提高收敛速度。
在一些实施例中，参照图7，步骤S1400，根据相关峰分布信息，设置均衡器的初始系数，包括：
步骤S1410，对相关峰分布信息进行信号匹配处理；
步骤S1420，根据信号匹配处理后处理后的相关峰分布信息，设置均衡器的初始系数。
在一些实施例中，通过利用相关峰分布信息设置均衡器的初始系数，可加速均衡器系数迭代计算的收敛速度。
均衡器系数迭代计算的收敛其实是希望接收到的数据序列结合到预设的导频序列(理想信号)上去，但由于信号在传输过程中受到损伤了，我们希望把信号恢复到理想信号上去。因此我们拿数据序列和预设的导频序列做互相关计算，得到的互相关信息反映了两个信息：一个是它的能量扩散了多少(对应DGD)，另外一个是它的相位上有多少的偏差(对应SOP)。相关峰分布信息说明数据序列和预设的导频序列对上了。因此可利用相关峰分布信息反映DGD和SOP的影响有多大。利用相关峰分布信息作为均衡器的初始系数，从而加速均衡器系数迭代计算的收敛速度。
在一些实施例中，信号匹配处理包括以下的一种或多种：上采样处理、滤波处理、归一化处理等。
示例性的，需要通过执行步骤S1410对相关峰分布信息依次进行上采样处理、一次归一化处理、滤波处理和二次归一化处理，具体过程如下。
第一，可以对相关峰分布信息依次进行上采样处理。针对不同采样率(可对应匹配接收机ADC(模数转换)的采样率)，根据第六公式进行上采样得到相应的四组相关峰分布信息，第六公式如下：
Figure BDA0002737688100000091
其中，Hxx_c_ups表示经过上采样处理的第一相关峰分布信息、Hxy_c_ups表示经过上采样处理的第二相关峰分布信息、Hyx_c_ups表示经过上采样处理的第三相关峰分布信息、Hyy_c_ups表示经过上采样处理的第四相关峰分布信息，upsample表示上采样。
在一些实施例中，接收端接收信号接收待处理信号，对待处理信号进行ADC(模数转换)采样处理，以得到数据序列，ADC(模数转换)采样处理一般为过采样(比如2倍采样或者说4倍采样)，也就是说，1个导频符号可能经过采样变成2个或者4个导频符号；然而，我们做互相关计算的时候，预设的导频序列对应只有1个符号，计算得到的互相关信息只有1倍信号，但是接收端采样的数据是过采样(比如2倍采样或者说4倍采样)的信号。因此，需要通过上采样处理以使信号的采样率匹配，以方便后续处理步骤(如滤波)。也即是说，我们需要对相关峰分布信息的采样率做填充，以达到过采样的采样率，还原到原来接收到对应的采样率，然后我才能对数据做后续处理(如滤波)。
第二，可以对经过上采样处理的相关峰分布信息进行一次归一化处理。例如，可以利用如下第七公式，对经过一次归一化处理的相关峰分布信息进行归一化处理：
Figure BDA0002737688100000101
其中，Hxx_c_norm表示经过一次归一化处理的第一相关峰分布信息、Hxy_c_norm表示经过一次归一化处理的第二相关峰分布信息、Hyx_c_norm表示经过一次归一化处理的第三相关峰分布信息、Hyy_c_norm表示经过一次归一化处理的第四相关峰分布信息。
在一些实施例中，经过互相关计算后，相关峰分布信息的能量其实还是很强的，它是远远大于1的，如果直接用相关峰分布信息作为均衡器的初始系数，可能会造成信号的幅度就一下变得特别大，这其实是我们不想要的。所以可以相关峰分布信息做归一化处理，在保留相关峰分布信息的同时，把相关峰分布信息的能量降下来。归一化处理后的，实现接收端处理信号时，能量不会有太大的抖动，整体而言，实现接收端对信号的幅度不做扩大也不做抑制。如果信号总能量就突破了原来的总能量，均衡器系数迭代计算过程中需要先调整(减小)信号的能量。如果不做归一化处理，直接相关峰分布信息作为均衡器的初始系数，均衡器系数计算需要在这个基础再去做迭代，如果发现你这个信号的能量很大，迭代的过程首先要做要减小信号能力处理，从而增加了迭代次数，耽误了计算时间，进而影响了收敛速度。
第三，可以对经过一次归一化处理的相关峰分布信息进行滤波处理。
由于受到噪声的影响，相关峰分布信息中幅度较小分量可信度不高，因此通过对其进行滤波阈值限定滤除幅度较小的相关结果，例如，滤波阈值为T(可根据具体需求确定)，则滤波计算公式(第八公式)如下：
Figure BDA0002737688100000102
其中，Hxx_c_T表示经过滤波处理的第一相关峰分布信息、Hxx_c_T表示经过滤波处理的第二相关峰分布信息、Hyx_c_T表示经过滤波处理的第三相关峰分布信息、Hyy_c_T表示经过滤波处理的第四相关峰分布信息。
相关峰分布信息中，幅度如果较小的话，更多的可能是噪声的影响，如果把幅度较小的信号算进来，计算结果可能不准确。通过滤波处理，可提高计算结果的准确度，从而加快均衡器系数计算的收敛速度。
第四，可以对经过滤波处理的相关峰分布信息进行二次归一化处理。
由于滤波处理后减小了系数总体能量，需要进行二次归一化处理，二次归一化处理公式(第九公式)如下：
Figure BDA0002737688100000103
其中，Hxx_c_norm2表示经过二次归一化处理的第一相关峰分布信息、Hxy_c_norm2表示经过二次归一化处理的第二相关峰分布信息、Hyx_c_norm2表示经过二次归一化处理的第三相关峰分布信息、Hyy_c_norm2表示经过二次归一化处理的第四相关峰分布信息。
在一些实施例中，也可以在同步过程中提前归一化。即把归一化步骤前置。
在一些实施例中，根据相关峰分布信息，设置均衡器的初始系数，包括：
步骤S1430，将相关峰分布信息对应设置为均衡器中间位置的抽头系数，将其余均衡器其他位置的抽头系数设置为0，以得到均衡器的初始系数。
在一些实施例中，可用第九公式中的计算得到的四个分量来构造均衡器的初始系数，为避免DGD较大时出现峰值溢出的情况，可分别将相关峰分布信息对应放在均衡器系数的中间抽头位置，构造如下(第十公式)：
Figure BDA0002737688100000111
从而得到均衡器系数H。
相对于相关技术，将相关峰分布信息对应放在均衡器系数的中间抽头位置，并且相关峰分布信息包含了DGD信息和SOP旋转信息，在相同均衡器系数长度下，采用本申请的方法能容忍更大的DGD。
根据本申请实施例提供的方案，由于均衡器的初始系数设置包含了相关峰分布信息，而相关峰分布信息包含了DGD信息和SOP旋转信息，因此可以有效提升均衡器的收敛速度。一般情况下，对于距离越长、阶数越高的系统，这种加速效果越明显。
第二方面，参照图8，本申请实施例还提供了信号处理方法，包括：
步骤S2100，接收待处理信号；
步骤S2200，对待处理信号进行采样处理，得到数据序列；
步骤S2300，根据数据序列和如第一方面的均衡器初始系数设置方法，设置均衡器的初始系数；
步骤S2400，根据初始系数和自适应迭代算法，计算得到均衡器系数。
在一些实施例中，在一些实施例中，信号处理方法可以应用于通信系统的接收机中，例如，可以用于光通信系统中的光接收机中。
在一些实施例中，基于导频序列的均衡技术在发送端发送导频序列，并在接收端预存对应的导频序列uy，由于传输信道的信道损伤，例如，导频序列信号在光信道传输的时候，在两个偏振态之间会拉开，从而产生DGD；另外，导频序列信号在光信道传输的时候还会旋转，产生SOP等。
在一些实施例中，接收端通过执行步骤S2100接收来自发送端的待处理信号；通过执行步骤S2200对待处理信号进行ADC(模数转换)采样处理，得到数据序列；通过执行步骤S2300，设置均衡器的初始系数；再通过执行步骤S2400，得到均衡器系数。
在一些实施例中，步骤S2300，可以根据数据序列和如第一方面的均衡器初始系数设置方法，设置均衡器的初始系数。第一方面的均衡器初始系数设置方法参照上文描述，在此不做赘述。均衡处理可对DGD、SOP旋转以及色散等进行补偿。
在一些实施例中，步骤S2400中，自适应迭代算法可以参照下述算法进行：
设发送导频序列为u(n)，接收数据序列为r(n)，自适应均衡后输出为y(n)，且已经同步，即u(n)和y(n)是对应的，则计算公式(第十一公式)如下：
Figure BDA0002737688100000121
其中，J为代价函数，e(n)为误差函数，mu为步长，H是均衡器系数。代价函数J越小就代表y(n)越接近发送的导频序列u(n)。通过迭代计算，实现代价函数的值最小或者满足预设阈值，从而实现收敛，进而得到对应的均衡器系数H。在一些实施例中，由于偏振复用QAM类系统中是2x2的均衡器，所以这里H实际是2x2矩阵：
Figure BDA0002737688100000122
在一些实施例中，参照图9，步骤S2200，对待处理信号进行采样处理，得到数据序列之后，还包括：
步骤S2500，对数据序列进行前级补偿处理和同步处理，得到处理后的数据序列；
在一些实施例中，步骤S2400，根据初始系数和自适应迭代算法，计算得到均衡器系数之后，还包括：
步骤S2600，利用均衡器系数对数据序列进行均衡处理；
步骤S2700，对均衡处理后的数据序列进行载波恢复处理，以得到目标数据。
在一些实施例中，本申请实施例主要用于相干光接收机，光接收机基本架构可参照图10，主要包括ADC采样模块100、前级补偿模块200、同步模块300、均衡模块400、载波恢复模块500等算法模块，其中，ADC采样模块100用于执行步骤S2200对信号进行采样；前级补偿模块200用于执行步骤S2500中的前级补偿处理步骤，主要补偿skew、色散、时钟恢复等，同步模块300主要用于执行步骤2500中的同步处理步骤，以搜索导频序列的位置；均衡模块400用于执行步骤S2600，以对信道DGD、SOP旋转以及残余色散进行补偿；载波恢复模块500主要用于执行步骤S2700，以完成载波频率和相位同步，以供后续解析得到目标数据(发送端发送的原始数据)。
第三方面，本申请实施例还提供均衡器初始系数设置装置，包括：
获取模块，用于获取接收的数据序列和预存的导频序列；
互相关信息计算模块，用于对数据序列和导频序列做互相关计算，得到数据序列和导频序列的互相关信息；
分布信息提取模块，用于提取互相关信息中的相关峰分布信息；
初始系数设置模块，用于根据相关峰分布信息，设置均衡器的初始系数。
在一些实施例中，均衡器初始系数设置装置对应于第一方面实施例所述的均衡器初始系数设置方法。也即是说，获取模块对应用于执行第一方面实施例中的步骤S1100；互相关信息计算模块对应用于执行第一方面实施例中的步骤S1200；分布信息提取模块对应用于执行第一方面实施例中的步骤S1300；初始系数设置模块对应用于执行第一方面实施例中的步骤S1400。第一方面实施例中相应的扩展说明也适用于第三方面的均衡器初始系数设置装置，在此不做赘述。
第四方面，本申请实施例还提供电子设备，包括：存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行程序时实现：
如第一方面的均衡器初始系数设置方法；
或者，
如第二方面的信号处理方法。
在一些实施例中，电子设备可以是信号接收终端设备，如光接收机；也可以是信号接收终端设备中的子部件。
处理器可以包括一个或多个处理单元，例如：处理器可以包括应用处理器(application processor，AP)，调制解调处理器，图形处理器(graphics processingunit，GPU)，图像信号处理器(image signal processor，ISP)，控制器，存储器，视频编解码器，数字信号处理器(digital signal processor，DSP)，基带处理器，和/或神经网络处理器(neural-network processing unit，NPU)等。其中，不同的处理单元可以是独立的器件，也可以集成在一个或多个处理器中。
处理器执行程序时实现如第一方面实施例中步骤S1100至步骤S1400所述的均衡器初始系数设置方法；或者，如第二方面实施例中步骤S2100至步骤S2400的信号处理方法。
第五方面，计算机可读存储介质，存储有计算机可执行指令，计算机可执行指令用于：
执行第一方面的均衡器初始系数设置方法；
或者，
执行第二方面的信号处理方法。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。
本领域普通技术人员可以理解，上文中所公开方法中的全部或某些步骤、系统可以被实施为软件、固件、硬件及其适当的组合。某些物理组件或所有物理组件可以被实施为由处理器，如中央处理器、数字信号处理器或微处理器执行的软件，或者被实施为硬件，或者被实施为集成电路，如专用集成电路。这样的软件可以分布在计算机可读介质上，计算机可读介质可以包括计算机存储介质(或非暂时性介质)和通信介质(或暂时性介质)。如本领域普通技术人员公知的，术语计算机存储介质包括在用于存储信息(诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据)的任何方法或技术中实施的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。计算机存储介质包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、闪存或其他存储器技术、CD-ROM、数字多功能盘(DVD)或其他光盘存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储装置、或者可以用于存储期望的信息并且可以被计算机访问的任何其他的介质。此外，本领域普通技术人员公知的是，通信介质通常包含计算机可读指令、数据结构、程序模块或者诸如载波或其他传输机制之类的调制数据信号中的其他数据，并且可包括任何信息递送介质。
以上是对本申请的较佳实施进行了具体说明，但本申请并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本申请精神的前提下还可作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (13)

1.均衡器初始系数设置方法，包括：
获取接收的数据序列和预存的导频序列；
对所述数据序列和导频序列做互相关计算，得到所述数据序列和所述导频序列的互相关信息；
提取所述互相关信息中的相关峰分布信息；
根据所述相关峰分布信息，设置均衡器的初始系数。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述数据序列包括第一偏振态的数据序列和第二偏振态的数据序列，所述第一偏振态与第二偏振态正交，所述导频序列包括第一偏振态的导频序列和第二偏振态的导频序列；
所述对所述数据序列和所述导频序列做互相关计算，得到所述数据序列和导频序列的互相关信息，包括：
对所述第一偏振态的数据序列和所述第一偏振态的导频序列做互相关计算，得到第一相关函数；
对所述第二偏振态的数据序列和所述第一偏振态的导频序列做互相关计算，得到第二相关函数；
对所述第一偏振态的数据序列和所述第二偏振态的导频序列做互相关计算，得到第三相关函数；
对所述第二偏振态的数据序列和所述第二偏振态的导频序列做互相关计算，得到第四相关函数；
将所述第一相关函数、所述第二相关函数、所述第三相关函数和所述第四相关函数作为所述数据序列和所述导频序列的互相关信息。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述提取所述互相关信息中的相关峰分布信息，包括：
根据所述第一相关函数和所述第二相关函数，计算得到第一偏振态分布信息；
根据所述第一偏振态分布信息，得到第一偏振态相关峰的第一峰值信息；
根据所述第一峰值信息，得到对应的第一相关峰下标信息；
根据所述第三相关函数和所述第四相关函数，计算得到第二偏振态分布信息；
根据所述第二偏振态分布信息，得到第二偏振态相关峰的第二峰值信息；
根据所述第二峰值信息，得到对应的第二相关峰下标信息；
根据所述第一相关峰下标信息和所述第二相关峰下标信息，得到相关峰之间的分布信息作为所述相关峰分布信息。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，
所述根据所述第一相关峰下标信息和所述第二相关峰下标信息，得到相关峰之间的分布信息作为所述相关峰分布信息，包括：
将第一相关峰下标信息和所述第二相关峰下标信息之间的下标信息代入所述第一相关函数，得到第一相关峰分布信息；
将第二相关峰下标信息和所述第二相关峰下标信息之间的下标信息代入所述第二相关函数，得到第二相关峰分布信息；
将第三相关峰下标信息和所述第二相关峰下标信息之间的下标信息代入所述第三相关函数，得到第三相关峰分布信息；
将第四相关峰下标信息和所述第二相关峰下标信息之间的下标信息代入所述第四相关函数，得到第四相关峰分布信息。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一相关峰下标信息和所述第二相关峰下标信息，得到相关峰之间的分布信息作为所述相关峰分布信息，包括：
将第一相关峰下标信息和所述第二相关峰下标信息之间下标信息、第一相关峰下标信息相邻的下标信息、第二相关峰下标信息相邻的下标信息，代入所述第一相关函数，得到第一相关峰分布信息；
将第一相关峰下标信息和所述第二相关峰下标信息之间下标信息、第一相关峰下标信息相邻的下标信息、第二相关峰下标信息相邻的下标信息，代入所述第二相关函数，得到第二相关峰分布信息；
将第一相关峰下标信息和所述第二相关峰下标信息之间下标信息、第一相关峰下标信息相邻的下标信息、第二相关峰下标信息相邻的下标信息，代入所述第三相关函数，得到第三相关峰分布信息；
将第一相关峰下标信息和所述第二相关峰下标信息之间下标信息、第一相关峰下标信息相邻的下标信息、第二相关峰下标信息相邻的下标信息，代入所述第四相关函数，得到第四相关峰分布信息。
6.根据权利要求1至5任一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述相关峰分布信息，设置均衡器的初始系数，包括：
对所述相关峰分布信息进行信号匹配处理；
根据信号匹配处理后处理后的相关峰分布信息，设置均衡器的初始系数。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述信号匹配处理包括以下的一种或多种：上采样处理、滤波处理、归一化处理。
8.根据1、2、3、4、5或7所述的方法，其特征在于，所述根据所述相关峰分布信息，设置均衡器的初始系数，包括：
将相关峰分布信息对应设置为均衡器中间位置的抽头系数，将其余均衡器其他位置的抽头系数设置为0，以得到均衡器的初始系数。
9.信号处理方法，包括：
接收待处理信号；
对所述待处理信号进行采样处理，得到数据序列；
根据所述数据序列和如权利要求1至8任一项所述的均衡器初始系数设置方法，设置均衡器的初始系数；
根据所述初始系数和自适应迭代算法，计算得到均衡器系数。
10.根据权利要求9所述的方法，所述对所述待处理信号进行采样处理，得到数据序列之后，还包括：
对所述数据序列进行前级补偿处理和同步处理，得到处理后的数据序列；
所述根据所述初始系数和自适应迭代算法，计算得到均衡器系数之后，还包括：
利用均衡器系数对数据序列进行均衡处理；
对均衡处理后的数据序列进行载波恢复处理，以得到目标数据。
11.均衡器初始系数设置装置，包括：
获取模块，用于获取接收的数据序列和预存的导频序列；
互相关信息计算模块，用于对所述数据序列和导频序列做互相关计算，得到所述数据序列和所述导频序列的互相关信息；
分布信息提取模块，用于提取所述互相关信息中的相关峰分布信息；
初始系数设置模块，用于根据所述相关峰分布信息，设置均衡器的初始系数。
12.电子设备，包括：存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现：
如权利要求1至8中任一项所述的均衡器初始系数设置方法；
或者，
如权利要求9或10中所述的信号处理方法。
13.计算机可读存储介质，存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于：
执行权利要求1至8中任一项所述的均衡器初始系数设置方法；
或者，
执行权利要求9或10中所述的信号处理方法。
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