CN114884580A - 偏振变化的跟踪装置、接收信号的处理装置及方法 - Google Patents

偏振变化的跟踪装置、接收信号的处理装置及方法 Download PDF

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CN114884580A CN202110159361.0A CN202110159361A CN114884580A CN 114884580 A CN114884580 A CN 114884580A CN 202110159361 A CN202110159361 A CN 202110159361A CN 114884580 A CN114884580 A CN 114884580A
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Abstract

本申请实施例提供一种偏振变化的跟踪装置、接收信号的处理装置及方法。所述偏振变化的跟踪方法包括：根据接收信号估计链路中的偏振变化速度；根据估计出的偏振变化速度与预设值的关系，设定偏振跟踪的响应系数，使得偏振跟踪的响应与自适应均衡的响应连续；以及根据设定的偏振跟踪的响应系数对所述接收信号进行偏振变化的补偿。

Description

偏振变化的跟踪装置、接收信号的处理装置及方法
技术领域
本申请涉及通信技术领域。
背景技术
相干光通信系统以巨大的传输带宽、极大的扩容潜力、极低的传输损耗和低廉的造价等优势，在通信传输网络中占据着重要地位。在相干光通信系统中，偏振复用技术可以增加通信容量。
目前，对于相干光接收机，通常使用自适应均衡(adaptive equalization，AEQ)来实现偏振解复用。常用的AEQ算法，比如恒模算法(constant modulus algorithm，CMA)和直接判决-最小均方算法(decision-directed least mean square，DD-LMS)，通常可以处理链路中几十到几百krad的偏振态旋转(rotation of state of polarization，RSOP)。当光纤链路受到雷击等影响时，会产生Mrad量级的快速RSOP，AEQ的性能会显著下降。当链路中同时存在RSOP和偏振相关损耗(polarization dependent loss，PDL)时，总的偏振变化会非常复杂，AEQ的性能会进一步降低。因此，对链路中的快速偏振变化进行跟踪是十分必要的。跟踪快速偏振变化的最简单方法是增加AEQ的更新速率。
应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本申请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申请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
但是，发明人发现，通过增加AEQ的更新速率的方法来跟踪快速偏振变化，将导致性能代价过大。
为了解决上述问题中的至少一个，本申请实施例提供一种偏振变化的跟踪装置、接收信号的处理装置及方法，根据估计出的偏振变化速度与预设值的关系，设定偏振跟踪的响应系数，使得偏振跟踪的响应与自适应均衡的响应连续，这样，能够跟踪快速偏振变化并且避免系统性能的降低。
根据本申请实施例的第一方面，提供一种偏振变化的跟踪装置，所述装置包括：第一估计单元，其用于根据接收信号估计链路中的偏振变化速度；第一设定单元，其用于根据估计出的偏振变化速度与预设值的关系，设定偏振跟踪的响应系数，使得偏振跟踪的响应与自适应均衡的响应连续；以及第一跟踪单元，其用于根据设定的偏振跟踪的响应系数对所述接收信号进行偏振变化的补偿。
根据本申请实施例的第二方面，提供一种接收信号的处理装置，所述装置包括：根据本申请实施例的第一方面所述的偏振变化的跟踪装置；以及自适应均衡器，其用于对所述偏振变化的跟踪装置输出的对偏振变化进行补偿后的接收信号进行自适应均衡处理，得到自适应均衡处理后的信号。
根据本申请实施例的第三方面，提供一种光接收机，包括根据本申请实施例的第一方面或第二方面所述的装置。
根据本申请实施例的第四方面，提供一种偏振变化的跟踪方法，所述方法包括：根据接收信号估计链路中的偏振变化速度；根据估计出的偏振变化速度与预设值的关系，设定偏振跟踪的响应系数，使得偏振跟踪的响应与自适应均衡的响应连续；以及根据设定的偏振跟踪的响应系数对所述接收信号进行偏振变化的补偿。
根据本申请实施例的第五方面，提供一种接收信号的处理方法，其特征在于，所述方法包括：根据接收信号估计链路中的偏振变化速度；根据估计出的偏振变化速度与预设值的关系，设定偏振跟踪的响应系数，使得偏振跟踪的响应与自适应均衡的响应连续；根据设定的偏振跟踪的响应系数对所述接收信号进行偏振变化的补偿；以及对经过偏振变化的补偿后的接收信号进行自适应均衡处理，得到自适应均衡处理后的信号。
本申请的有益效果在于：根据估计出的偏振变化速度与预设值的关系，设定偏振跟踪的响应系数，使得偏振跟踪的响应与自适应均衡的响应连续，这样，能够跟踪快速偏振变化并且避免系统性能的降低。
参照后文的说明和附图，详细公开了本申请的特定实施方式，指明了本申请的原理可以被采用的方式。应该理解，本申请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，本申请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。
附图说明
所包括的附图用来提供对本申请实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本申请的实施方式，并与文字描述一起来阐释本申请的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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是本申请实施例1的偏振变化的跟踪装置的一示意图；
图2是本申请实施例1的第一估计单元的一示意图；
图3是本申请实施例1的发射的导频信号的Stokes矢量的一示意图；
图4是本申请实施例1的接收到的导频信号的Stokes矢量的一示意图；
图5是本申请实施例1的分类平均后的导频信号的一示意图；
图6是本申请实施例1的导频信号的重心的一示意图；
图7是本申请实施例1的PDL补偿后的导频信号的一示意图；
图8是本申请实施例1的4类导频信号恢复到S2-S3平面内的一示意图；
图9是本申请实施例1的第一设定单元的一示意图；
图10是本申请实施例1的第一跟踪单元的一示意图；
图11是本申请实施例2的接收信号的处理装置的一示意图；
图12是本申请实施例3的光接收机的系统构成的一示意框图；
图13是本申请实施例4的偏振变化的跟踪方法的一示意图；
图14是本申请实施例5的接收信号的处理方法的一示意图。
具体实施方式
在本申请实施例中，术语“第一”、“第二”等用于对不同元素从称谓上进行区分，但并不表示这些元素的空间排列或时间顺序等，这些元素不应被这些术语所限制。术语“和/或”包括相关联列出的术语的一种或多个中的任何一个和所有组合。术语“包含”、“包括”、“具有”等是指所陈述的特征、元素、元件或组件的存在，但并不排除存在或添加一个或多个其他特征、元素、元件或组件。
在本申请实施例中，单数形式“一”、“该”等包括复数形式，应广义地理解为“一种”或“一类”而并不是限定为“一个”的含义；此外术语“所述”应理解为既包括单数形式也包括复数形式，除非上下文另外明确指出。此外术语“根据”应理解为“至少部分根据……”，术语“基于”应理解为“至少部分基于……”，除非上下文另外明确指出。
参照附图，通过下面的说明书，本申请的前述以及其它特征将变得明显。在说明书和附图中，具体公开了本申请的特定实施方式，其表明了其中可以采用本申请的原则的部分实施方式，应了解的是，本申请不限于所描述的实施方式，相反，本申请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。
实施例1
本申请实施例提供一种偏振变化的跟踪装置，例如，该装置设置在光通信系统的光接收机端，该装置可以集成在光接收机中，也可以设置为独立的设备。
图1是本申请实施例1的偏振变化的跟踪装置的一示意图。如图1所示，偏振变化的跟踪装置100包括：
第一估计单元101，其用于根据接收信号估计链路中的偏振变化速度；
第一设定单元102，其用于根据估计出的偏振变化速度与预设值的关系，设定偏振跟踪的响应系数，使得偏振跟踪的响应与自适应均衡的响应连续；以及
第一跟踪单元103，其用于根据设定的偏振跟踪的响应系数对该接收信号进行偏振变化的补偿。
这样，根据估计出的偏振变化速度与预设值的关系，设定偏振跟踪的响应系数，使得偏振跟踪的响应与自适应均衡的响应连续，这样，能够跟踪快速偏振变化并且避免系统性能的降低。
在本申请实施例中，链路一般是指光链路。
在本申请实施例中，偏振变化的跟踪也可以称为偏振变化的补偿。
在本申请实施例中，第一估计单元101根据接收信号估计链路中的偏振变化速度，其可以使用现有方法进行偏振变化速度的估计，也可以使用以下的方法。
图2是本申请实施例1的第一估计单元的一示意图。如图2所示，第一估计单元101包括：
接收单元201，其用于接收发射信号经过链路传播后的接收信号，该发射信号中插入了导频信号，该导频信号在斯托克斯空间位于一个平面；
转换单元202，其用于将该接收信号中的导频信号从琼斯空间转换到斯托克斯空间，得到该导频信号的斯托克斯矢量；
第一计算单元203，其用于根据该导频信号的斯托克斯矢量，计算该导频信号的第一偏振变化矩阵；以及
估计单元204，其用于根据该第一偏振估计矩阵，估计链路的偏振变化速度。
下面，对第一估计单元101估计偏振变化速度的过程进行示例性的说明。
在本申请实施例中，发射信号由通信系统的发射机发出，该发射信号中插入了导频信号，也可以称为导频符号(pilot symbol，PS)。
在本申请实施例中，该导频信号可以是各种类型的导频信号，例如，该导频信号是双偏(dual-polarization，DP)正交相移键控(quadrature phase shift keying，QPSK)的导频信号。DP-QPSK类型的导频信号在琼斯(Jones)空间可以表示为：
Figure BDA0002935709040000051
其中，t表示时间，kx,y对应两个偏振态的4个QPSK星座点。
该导频信号从Jones空间到斯托克斯(Stokes)空间的变换公式为：
Figure BDA0002935709040000052
其中，S0为信号功率，S1，S2和S3为信号在Stokes空间中的三维坐标。
将公式(1)代入公式(2)可以得到发射的导频信号的Stokes矢量：
Figure BDA0002935709040000053
其中，k表示Stokes空间中的4类导频信号。
图3是本申请实施例1的发射的导频信号的Stokes矢量的一示意图。如图3所示，该4类导频信号为邦加球(Poincare sphere)球面与S2轴和S3轴的4个交点，并且，该4类导频信号在Stokes空间位于同一平面内。
由于导频信号在传输过程中受到链路中偏振态旋转(RSOP)、偏振相关损耗(PDL)以及放大自发辐射(amplified spontaneous emission，ASE)噪声的影响，在接收端对信号进行相干接收，例如，接收到的信号可以表示为：
Figure BDA0002935709040000061
其中，Δω为光载波和接收机光本振(local oscillator，LO)之间的频率偏差，
Figure BDA0002935709040000065
为相位噪声，n(t)为ASE噪声，T(t)为包含RSOP和PDL的总链路响应。
在本申请实施例中，将该接收信号中的导频信号从琼斯空间转换到斯托克斯空间，得到该导频信号的斯托克斯矢量。
例如，将公式(4)代入公式(2)可以得到接收的导频信号的Stokes矢量：
Figure BDA0002935709040000062
其中，k表示Stokes空间中的4类导频信号。
这样，能够消除频率偏差和相位噪声的影响。
图4是本申请实施例1的接收到的导频信号的Stokes矢量的一示意图。如图4所示，一方面，由于RSOP和PDL的影响，接收到的导频信号会在Stokes空间中偏离原始位置；另一方面，由于ASE噪声的影响，接收到的导频信号会发散。
由于发射的导频信号在接收端是已知的，则可以对其进行分类平均，消除ASE噪声的影响。
例如，分类平均后的4类导频信号的Stokes矢量为：
Figure BDA0002935709040000063
其中，T为平均时间。
图5是本申请实施例1的分类平均后的导频信号的一示意图。如图5所示，得到各个分类平均后的导频信号的Stokes矢量
Figure BDA0002935709040000064
图6是本申请实施例1的导频信号的重心的一示意图，图7是本申请实施例1的PDL补偿后的导频信号的一示意图，图8是本申请实施例1的4类导频信号恢复到S2-S3平面内的一示意图。
在本申请实施例中，对分类平均后的4类导频信号进一步平均可以得到当前导频信号的重心坐标C(t)，如图6所示：
Figure BDA0002935709040000071
此时，可以得到PDL估计矩阵：
Figure BDA0002935709040000072
其中，U2和U3分别表示绕S2轴顺时针旋转和绕S3轴逆时针旋转的旋转矩阵
Figure BDA0002935709040000073
和
Figure BDA0002935709040000074
在Stokes空间中将PDL补偿，即将4类导频信号的重心C(t)直接移动至原点，此时4类导频信号的Stokes矢量为：
Figure BDA0002935709040000075
PDL补偿后的导频信号如图7所示。相邻两类导频信号，例如第1类和第2类导频信号，通过叉乘和归一化处理可以得到导频信号的平面法向量：
Figure BDA0002935709040000076
在本申请实施例中，可以根据某一对相邻的两类导频信号通过叉乘和归一化处理得到法向量，也可以根据多对相邻的两类导频信号先通过叉乘得到各自对应的法向量后再通过平均和归一化处理得到法向量。
根据单位矢量
Figure BDA0002935709040000077
与平面法向量
Figure BDA0002935709040000078
得到法向量的旋转轴和旋转角：
Figure BDA0002935709040000079
Figure BDA0002935709040000081
进而，得到法向量在Jones空间中的旋转矩阵：
Figure BDA0002935709040000082
其中，I为单位矩阵，σ为泡利矩阵。
偏振旋转在Jones空间和Stokes空间的变换关系为：
Figure BDA0002935709040000083
将公式(13)代入公式(14)，得到其在Stokes空间中的旋转矩阵Rnormal(t)，并对导频信号进行旋转得到
Figure BDA0002935709040000084
此时平面法向量与单位矢量
Figure BDA0002935709040000085
重合，4类导频信号恢复到S2-S3平面内，如图8所示。
根据第1类导频信号的当前的Stokes矢量
Figure BDA0002935709040000086
与发射的Stokes矢量ST,1(t)在S2-S3平面内的相对关系，可以计算出其在S2-S3平面内的旋转角及相应的旋转矩阵：
Figure BDA0002935709040000087
Figure BDA0002935709040000088
进而，得到RSOP估计矩阵：
URSOP(t)＝Uretarder(t)Unormal(t) (17)
在本申请实施例中，由公式(14)可知，Stokes空间的偏振旋转的周期是Jones空间的两倍，则在Stokes空间进行偏振估计可能会在Jones空间引入相位跳变，即：
Figure BDA0002935709040000089
该相位跳变会导致RSOP估计矩阵不连续。由于偏振旋转是一个连续的物理过程，则偏振估计也应该是连续的。假设上一次偏振估计是正确的，当前偏振估计可能发生相位跳变。此时RSOP估计矩阵可以表示为：
Figure BDA00029357090400000810
Figure BDA0002935709040000091
通过对当前RSOP估计矩阵和上一次RSOP估计矩阵中的元素进行计算，可以判断相位跳变是否发生，具体如下：
Figure BDA0002935709040000092
其中，URSOP,11和URSOP,12分别表示RSOP估计矩阵中位于第一行第一列和第一行第二列的元素。当Δ≈1时，相位跳变未发生，RSOP估计矩阵是连续的；当Δ≈-1时，相位跳变发生，RSOP估计矩阵是不连续的。此时需要对RSOP估计矩阵进行修正，修正矩阵为：
Figure BDA0002935709040000093
修正后的RSOP估计矩阵为：
Figure BDA0002935709040000094
在本申请实施例中，当光链路中的PDL不可忽略时，第一确定单元503根据该PDL估计矩阵和RSOP估计矩阵确定偏振变化矩阵。例如，将RSOP估计矩阵和PDL估计矩阵相乘得到光链路中总的偏振估计矩阵，即导频信号的第一偏振变化矩阵：
Mtotal(t)＝URSOP(t)MPDL(t) (24)
其中，URSOP(t)表示RSOP估计矩阵，MPDL(t)表示PDL估计矩阵。
在本申请实施例中，对于光链路中的PDL不能忽略的情况，光链路中的偏振变化由总的偏振估计矩阵即偏振变化矩阵表示。偏振变化矩阵通过公式(24)计算得到。
根据不同时刻的偏振变化矩阵可以得到差分矩阵(即两个估计时刻之间的偏振变化矩阵)：
Figure BDA0002935709040000095
由于链路中的PDL不可忽略，需要对差分矩阵进行归一化处理：
Figure BDA0002935709040000096
其中，det(·)表示计算矩阵的行列式。
根据归一化的差分矩阵ΔM′(t)计算导频信号的偏振旋转轨迹：
Figure BDA0002935709040000101
其中，ΔM′e(t)为ΔM′(t)中位于第一行第一列的元素，或者第二行第二列的元素，或者上述两个元素的平均值。
根据得到的偏振旋转轨迹Δl(t)继续计算导频信号的偏振旋转角：
Figure BDA0002935709040000102
最后得到光链路的偏振变化速度：
Figure BDA0002935709040000103
其中，Δθ(t)为导频信号的偏振旋转角。
在本申请实施例中，在对于光链路中的PDL可以忽略的情况，光链路中的偏振变化可以通过公式(23)计算得到，并通过公式(25)和(27)-(29)计算光链路中的偏振变化速度。
在本申请实施例中，在通过第一估计单元101估计链路中当前时刻的偏振变化速度之后，第一设定单元102根据估计出的偏振变化速度与预设值的关系，设定当前时刻的偏振跟踪的响应系数，使得偏振跟踪的响应与自适应均衡的响应连续。
在本申请实施例中，第一设定单元102设定的偏振跟踪的响应系数是基于导频信号的第一偏振变化矩阵而得到的。
在本申请实施例中，该偏振跟踪的响应系数包含与自适应均衡的响应相适应的第一部分以及与链路中的偏振变化相适应的第二部分。这样，使得偏振跟踪既能够有效的跟踪光链路中的快速偏振变化，又能够与变化较慢的自适应均衡相适应，保证了整个系统均衡的连续性。
在本申请实施例中，该预设值可以根据实际需要而设置，例如，根据自适应均衡的跟踪能力和发生快速偏振变化时对于误码率的要求而确定。
图9是本申请实施例1的第一设定单元的一示意图。如图9所示，第一设定单元102包括：
第二设定单元901，其用于当该偏振变化速度小于预设值时，将该偏振跟踪的响应系数设定为偏振跟踪的初始系数；
第三设定单元902，其用于当该偏振变化速度增加为大于或等于预设值时，将该偏振跟踪的响应系数设定为包含该初始系数、第一链路响应系数和第二链路响应系数，该第一链路响应系数与该偏振变化速度小于预设值时的时刻相关，该第二链路响应系数与该偏振变化速度增加为大于或等于预设值的时刻相关；以及
第四设定单元903，其用于当该偏振变化速度降低为小于预设值时，将该偏振跟踪的响应系数设定为包含该初始系数、该第一链路响应系数和第三链路响应系数，该第三链路响应系数与该偏振变化速度降低为小于预设值的时刻相关。
在本申请实施例中，例如，该第一链路响应系数是该偏振变化速度小于预设值时的时刻的链路响应的估计值，该第二链路响应系数是该偏振变化速度增加为大于或等于预设值的时刻的链路响应的估计值，该第三链路响应系数是该偏振变化速度降低为小于预设值的时刻的链路响应的估计值。
在本申请实施例中，链路响应的估计值可以根据该第一偏振变化矩阵确定。
例如，链路响应的估计值为该第一偏振变化矩阵的逆矩阵。
以下，对第一设定单元102设定当前时刻的偏振跟踪的响应系数的过程进行示例性的说明。
在当前时刻的偏振变化速度小于预设值时(本申请实施例称为阶段1)，将该偏振跟踪的响应系数设定为包含该初始系数、第一链路响应系数和第二链路响应系数，例如，
估计的偏振变化速度小于预设值表明自适应均衡可以跟踪当前的低速偏振变化。此时，持续进行偏振估计，但偏振跟踪的系数被设定为固定值。系统总响应可以表示为：
Figure BDA0002935709040000111
其中，T(t1)为当前时刻t1包含RSOP和PDL的总链路响应，并且偏振是低速变化的；MFast(t1)表示当前时刻t1偏振跟踪的响应矩阵，即响应系数，这里MFast(t1)＝Tpre，Tpre为2x2的单位矩阵并作为偏振跟踪的初始系数；MCMA表示当前时刻t1自适应均衡的响应，并且等于总链路响应和偏振跟踪响应的逆
Figure BDA0002935709040000112
此时，自适应均衡补偿了它之前的所有偏振变化，包括总链路响应和偏振跟踪的响应。
在当前时刻的偏振变化速度增加为大于或等于预设值时(本申请实施例称为阶段2)，将该偏振跟踪的响应系数设定为包含该初始系数、第一链路响应系数和第二链路响应系数，例如，
估计的偏振变化速度大于等于预设值表明自适应均衡无法跟踪当前的偏振变化。此时，持续进行偏振估计，偏振跟踪的响应系数进行更新以跟踪当前快速的偏振变化并保证系统均衡的连续性。系统总响应可以表示为：
Figure BDA0002935709040000121
其中，T(t2)为当前时刻t2包含RSOP和PDL的总链路响应，并且偏振是快速变化的；MCMA表示当前时刻t2自适应均衡的响应，这里由于自适应均衡的跟踪快速偏振变化的能力较差，MCMA的系数仍旧为
Figure BDA0002935709040000122
MFast(t2)表示当前时刻t2偏振跟踪的响应矩阵，即响应系数，在偏振跟踪系数更新的过程中，为了保证整个系统均衡的连续性，偏振跟踪的响应系数并非直接设为估计的总链路响应的逆
Figure BDA0002935709040000123
而需要对其进行特殊设定，即
Figure BDA0002935709040000124
可以看出，该系数设定实现了快速偏振跟踪并同时保证了系统均衡的连续性，即快速偏振跟踪和自适应均衡的响应是连续的。
在当前时刻该偏振变化速度降低为小于预设值时(本申请实施例称为阶段3)，将该偏振跟踪的响应系数设定为包含该初始系数、该第一链路响应系数和第三链路响应系数，例如，
估计的偏振变化速度再次小于预设值表明自适应均衡可以跟踪当前的偏振变化。此时快速偏振跟踪的系数再次固定，偏振估计仍旧持续工作。此时系统总响应为
Figure BDA0002935709040000125
其中，TpreT(t1)T-1(t3)为偏振跟踪的新的初始系数T′pre。
在本申请实施例中，如图9所示，第一设定单元102还可以包括：
变更单元904，其用于当该偏振变化速度降低为小于预设值时，将该偏振跟踪的响应系数以低于预设速度的速度变为该初始系数。
例如，对于公式(32)，可以让该初始系数T′pre缓慢变为单位矩阵形式的初始系数Tpre。
在本申请实施例中，在偏振变化的跟踪装置工作的初始阶段，即阶段1，第二设定单元901工作，在偏振变化速度增加为大于或等于预设值时，即阶段2，第三设定单元902工作，在偏振变化速度再次降低为小于预设值时，即阶段3，第四设定单元903工作。另外，当偏振变化速度再次升高为大于或等于预设值时，则进入阶段2，第三设定单元902工作，而再次降低为小于预设值时，则进入阶段3，依次循环。
图10是本申请实施例1的第一跟踪单元的一示意图。如图10所示，第一跟踪单元103包括：
第二计算单元1001，其用于根据设定的偏振跟踪的响应系数，得到发射信号中的数据信号的偏振跟踪的响应系数；以及
补偿单元1002，其用于根据该设定的偏振跟踪的响应系数和该发射信号中的数据信号的偏振跟踪的响应系数，对该接收信号进行偏振变化的补偿。
在本申请实施例中，设定的偏振跟踪的响应系数是基于导频信号的第一偏振变化矩阵而得到的。
在本申请实施例中，第二计算单元1001可以根据基于相邻导频信号而设定的偏振跟踪的响应系数确定该相邻导频信号之间的数据信号的偏振跟踪的响应系数；或者，根据基于相邻导频信号中前一个导频信号而设定的偏振跟踪的响应系数确定该相邻导频信号之间的数据信号的偏振跟踪的响应系数。
例如，第二计算单元1001对基于相邻导频信号而设定的两个偏振跟踪的响应系数即响应矩阵的元素进行内插，得到相邻导频信号之间的数据信号的偏振跟踪的响应矩阵的元素，从而得到完整的相邻导频信号之间的数据信号的偏振跟踪的响应矩阵，即数据信号的偏振跟踪的响应系数。
或者，例如，第二计算单元1001直接使用基于相邻导频信号中前一个导频信号而设定的两个偏振跟踪的响应矩阵作为相邻导频信号之间的偏振跟踪的响应矩阵，即数据信号的偏振跟踪的响应系数。
在本申请实施例中，补偿单元1002根据该设定的偏振跟踪的响应系数和该发射信号中的数据信号的偏振跟踪的响应系数，对该接收信号进行偏振变化的补偿，例如，对于接收信号中的导频信号，根据该设定的偏振跟踪的响应系数对该接收信号进行偏振变化的补偿，对于接收信号中的数据信号，根据数据信号的偏振跟踪的响应系数对该接收信号进行偏振变化的补偿。
由上述实施例可知，根据估计出的偏振变化速度与预设值的关系，设定偏振跟踪的响应系数，使得偏振跟踪的响应与自适应均衡的响应连续，这样，能够跟踪快速偏振变化并且避免系统性能的降低。
实施例2
本申请实施例还提供一种接收信号的处理装置，该接收信号的处理装置包括根据实施例1所述的偏振变化的跟踪装置，该偏振变化的跟踪装置的具体结构和功能可以参考实施例1的记载，此处不再赘述。
图11是本申请实施例2的接收信号的处理装置的一示意图。如图11所示，接收信号的处理装置1100包括：
偏振变化的跟踪装置100，输出经过偏振变化的补偿后的接收信号；以及
自适应均衡器200，其用于对该经过偏振变化的补偿后的接收信号进行自适应均衡处理，得到自适应均衡处理后的信号。
在本申请实施例中，偏振变化的跟踪装置100与实施例1中的偏振变化的跟踪装置的结构以及功能相同，此处不再重复说明。
在本申请实施例中，自适应均衡器200可以是现有的自适应均衡器，例如，CMA自适应均衡器。
由上述实施例可知，根据估计出的偏振变化速度与预设值的关系，设定偏振跟踪的响应系数，使得偏振跟踪的响应与自适应均衡的响应连续，这样，能够跟踪快速偏振变化并且避免系统性能的降低。
实施例3
本申请实施例还提供一种光接收机，该光接收机包括根据实施例1所述的偏振变化的跟踪装置或根据实施例2所述的接收信号的处理装置，该偏振变化的跟踪装置或该接收信号的处理装置的具体结构和功能可以参考实施例1和实施例2的记载，此处不再赘述。
以该光接收机包括根据实施例2所述的接收信号的处理装置为例进行说明。
图12是本申请实施例3的光接收机的系统构成的一示意框图。如图12所示，光接收机1200包括偏振变化的跟踪装置100以及自适应均衡器200。
如图12所示，第一估计单元101根据接收信号估计链路中的偏振变化速度；第一设定单元102根据估计出的偏振变化速度与预设值的关系，设定偏振跟踪的响应系数，使得偏振跟踪的响应与自适应均衡的响应连续；第一跟踪单元103根据设定的偏振跟踪的响应系数对该接收信号进行偏振变化的补偿；自适应均衡器200对该经过偏振变化的补偿后的接收信号进行自适应均衡处理，得到自适应均衡处理后的信号。
在本申请实施例中，光接收机1200并不是必须要包括图12中所示的所有部件；此外，光接收机1200还可以包括图12中没有示出的部件，具体内容可以参考相关技术。
在本申请实施例中，该偏振变化的跟踪装置或该接收信号的处理装置的功能可以由光接收机的处理器执行，例如，由接收机的数字信号处理器(Digital SignalProcessor，DSP)执行。
由上述实施例可知，根据估计出的偏振变化速度与预设值的关系，设定偏振跟踪的响应系数，使得偏振跟踪的响应与自适应均衡的响应连续，这样，能够跟踪快速偏振变化并且避免系统性能的降低。
实施例4
本申请实施例还提供一种偏振变化的跟踪方法，其对应于实施例1的偏振变化的跟踪装置。
图13是本申请实施例4的偏振变化的跟踪方法的一示意图。如图13所示，该方法包括：
步骤1301：根据接收信号估计链路中的偏振变化速度；
步骤1302：根据估计出的偏振变化速度与预设值的关系，设定偏振跟踪的响应系数，使得偏振跟踪的响应与自适应均衡的响应连续；以及
步骤1303：根据设定的偏振跟踪的响应系数对该接收信号进行偏振变化的补偿。
在本实施例中，步骤1301至步骤1303的执行可以参照实施例1中各个单元的功能的实现，此处不再重复说明。
由上述实施例可知，根据估计出的偏振变化速度与预设值的关系，设定偏振跟踪的响应系数，使得偏振跟踪的响应与自适应均衡的响应连续，这样，能够跟踪快速偏振变化并且避免系统性能的降低。
实施例5
本申请实施例还提供一种接收信号的处理方法，其对应于实施例2的接收信号的处理装置。
图14是本申请实施例5的接收信号的处理方法的一示意图。如图14所示，该方法包括：
步骤1401：根据接收信号估计链路中的偏振变化速度；
步骤1402：根据估计出的偏振变化速度与预设值的关系，设定偏振跟踪的响应系数，使得偏振跟踪的响应与自适应均衡的响应连续；
步骤1403：根据设定的偏振跟踪的响应系数对该接收信号进行偏振变化的补偿；以及
步骤1404：对经过偏振变化的补偿后的接收信号进行自适应均衡处理，得到自适应均衡处理后的信号。
在本实施例中，步骤1401至步骤1404的执行可以参照实施例2中各个单元的功能的实现，此处不再重复说明。
由上述实施例可知，根据估计出的偏振变化速度与预设值的关系，设定偏振跟踪的响应系数，使得偏振跟踪的响应与自适应均衡的响应连续，这样，能够跟踪快速偏振变化并且避免系统性能的降低。
本申请实施例还提供一种计算机可读程序，其中当在偏振变化的跟踪装置或光接收机中执行所述程序时，所述程序使得计算机在所述偏振变化的跟踪装置或光接收机中执行实施例4所述的偏振变化的跟踪方法。
本申请实施例还提供一种存储有计算机可读程序的存储介质，其中所述计算机可读程序使得计算机在偏振变化的跟踪装置或光接收机中执行实施例4所述的偏振变化的跟踪方法。
本申请实施例还提供一种计算机可读程序，其中当在接收信号的处理装置或光接收机中执行所述程序时，所述程序使得计算机在所述偏振变化的跟踪装置或光接收机中执行实施例5所述的接收信号的处理方法。
本申请实施例还提供一种存储有计算机可读程序的存储介质，其中所述计算机可读程序使得计算机在接收信号的处理装置或光接收机中执行实施例5所述的接收信号的处理方法。
结合本申请实施例描述的在偏振变化的跟踪装置或光接收机中执行损伤监测方法可直接体现为硬件、由处理器执行的软件模块或二者组合。例如，图1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，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13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或者本领域已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(例如移动终端)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。
针对图1描述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，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)或其它可编程逻辑器件、分立门或晶体管逻辑器件、分立硬件组件、或者其任意适当组合。针对图1描述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，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申请进行了描述，但本领域技术人员应该清楚，这些描述都是示例性的，并不是对本申请保护范围的限制。本领域技术人员可以根据本申请的精神和原理对本申请做出各种变型和修改，这些变型和修改也在本申请的范围内。
本申请实施例还公开了以下的附记：
1、一种偏振变化的跟踪方法，所述方法包括：
根据接收信号估计链路中的偏振变化速度；
根据估计出的偏振变化速度与预设值的关系，设定偏振跟踪的响应系数，使得偏振跟踪的响应与自适应均衡的响应连续；以及
根据设定的偏振跟踪的响应系数对所述接收信号进行偏振变化的补偿。
2、根据附记1所述的方法，其中，
所述偏振跟踪的响应系数包含与自适应均衡的响应相适应的第一部分以及与链路中的偏振变化相适应的第二部分。
3、根据附记1或2所述的方法，其中，所述根据估计出的偏振变化速度与预设值的关系，设定偏振跟踪的响应系数，使得偏振跟踪的响应与自适应均衡的响应连续，包括：
当所述偏振变化速度小于预设值时，将所述偏振跟踪的响应系数设定为偏振跟踪的初始系数；
当所述偏振变化速度增加为大于或等于预设值时，将所述偏振跟踪的响应系数设定为包含所述初始系数、第一链路响应系数和第二链路响应系数，所述第一链路响应系数与所述偏振变化速度小于预设值时的时刻相关，所述第二链路响应系数与所述偏振变化速度增加为大于或等于预设值的时刻相关；以及
当所述偏振变化速度降低为小于预设值时，将所述偏振跟踪的响应系数设定为包含所述初始系数、所述第一链路响应系数和第三链路响应系数，所述第三链路响应系数与所述偏振变化速度降低为小于预设值的时刻相关。
4、根据附记3所述的方法，其中，
所述第一链路响应系数是所述偏振变化速度小于预设值时的时刻的链路响应的估计值，
所述第二链路响应系数是所述偏振变化速度增加为大于或等于预设值的时刻的链路响应的估计值，
所述第三链路响应系数是所述偏振变化速度降低为小于预设值的时刻的链路响应的估计值。
5、根据附记4所述的方法，其中，所述估计链路中的偏振变化速度，包括：
接收发射信号经过链路传播后的接收信号，所述发射信号中插入了导频信号，所述导频信号在斯托克斯空间位于一个平面；
将所述接收信号中的导频信号从琼斯空间转换到斯托克斯空间，得到所述导频信号的斯托克斯矢量；
根据所述导频信号的斯托克斯矢量，计算所述导频信号的第一偏振变化矩阵；以及
根据所述第一偏振估计矩阵，估计链路的偏振变化速度，
并且，所述链路响应的估计值根据所述第一偏振变化矩阵确定。
6、根据附记5所述的方法，其中，所述根据估计出的偏振变化速度与预设值的关系，设定偏振跟踪的响应系数，使得偏振跟踪的响应与自适应均衡的响应连续，还包括：
根据基于导频信号的所述偏振跟踪的响应系数，得到基于所述发射信号中的数据信号的所述偏振跟踪的响应系数；
所述根据设定的偏振跟踪的响应系数对所述接收信号进行偏振变化的补偿，包括：根据所述设定的偏振跟踪的响应系数和所述基于所述发射信号中的数据信号的所述偏振跟踪的响应系数，对所述接收信号进行偏振变化的补偿。
7、根据附记5所述的方法，其中，所述根据基于导频信号的所述偏振跟踪的响应系数，得到基于所述发射信号中的数据信号的所述偏振跟踪的响应系数，包括：
根据基于相邻导频信号而设定的偏振跟踪的响应系数确定所述相邻导频信号之间的数据信号的偏振跟踪的响应系数；或者，
根据基于相邻导频信号中前一个导频信号而设定的偏振跟踪的响应系数确定所述相邻导频信号之间的数据信号的偏振跟踪的响应系数。
8、根据附记3所述的方法，其中，所述方法还包括：
当所述偏振变化速度降低为小于预设值时，将所述偏振跟踪的响应系数以低于预设速度的速度变为所述初始系数。
9、根据附记1所述的方法，其中，
所述预设值根据自适应均衡的跟踪能力和发生快速偏振变化时对于误码率的要求而确定。
10、一种接收信号的处理方法，其中，所述方法包括：
根据接收信号估计链路中的偏振变化速度；
根据估计出的偏振变化速度与预设值的关系，设定偏振跟踪的响应系数，使得偏振跟踪的响应与自适应均衡的响应连续；
根据设定的偏振跟踪的响应系数对所述接收信号进行偏振变化的补偿；以及
对经过偏振变化的补偿后的接收信号进行自适应均衡处理，得到自适应均衡处理后的信号。

Claims (10)

1.一种偏振变化的跟踪装置，其特征在于，所述装置包括：
第一估计单元，其用于根据接收信号估计链路中的偏振变化速度；
第一设定单元，其用于根据估计出的偏振变化速度与预设值的关系，设定偏振跟踪的响应系数，使得偏振跟踪的响应与自适应均衡的响应连续；以及
第一跟踪单元，其用于根据设定的偏振跟踪的响应系数对所述接收信号进行偏振变化的补偿。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，
所述偏振跟踪的响应系数包含与自适应均衡的响应相适应的第一部分以及与链路中的偏振变化相适应的第二部分。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述第一设定单元包括：
第二设定单元，其用于当所述偏振变化速度小于预设值时，将所述偏振跟踪的响应系数设定为偏振跟踪的初始系数；
第三设定单元，其用于当所述偏振变化速度增加为大于或等于预设值时，将所述偏振跟踪的响应系数设定为包含所述初始系数、第一链路响应系数和第二链路响应系数，所述第一链路响应系数与所述偏振变化速度小于预设值时的时刻相关，所述第二链路响应系数与所述偏振变化速度增加为大于或等于预设值的时刻相关；以及
第四设定单元，其用于当所述偏振变化速度降低为小于预设值时，将所述偏振跟踪的响应系数设定为包含所述初始系数、所述第一链路响应系数和第三链路响应系数，所述第三链路响应系数与所述偏振变化速度降低为小于预设值的时刻相关。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，
所述第一链路响应系数是所述偏振变化速度小于预设值时的时刻的链路响应的估计值，
所述第二链路响应系数是所述偏振变化速度增加为大于或等于预设值的时刻的链路响应的估计值，
所述第三链路响应系数是所述偏振变化速度降低为小于预设值的时刻的链路响应的估计值。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述第一估计单元包括：
接收单元，其用于接收发射信号经过链路传播后的接收信号，所述发射信号中插入了导频信号，所述导频信号在斯托克斯空间位于一个平面；
转换单元，其用于将所述接收信号中的导频信号从琼斯空间转换到斯托克斯空间，得到所述导频信号的斯托克斯矢量；
第一计算单元，其用于根据所述导频信号的斯托克斯矢量，计算所述导频信号的第一偏振变化矩阵；以及
估计单元，其用于根据所述第一偏振估计矩阵，估计链路的偏振变化速度，
并且，所述链路响应的估计值根据所述第一偏振变化矩阵确定。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述第一跟踪单元包括：
第二计算单元，其用于根据设定的偏振跟踪的响应系数，得到所述发射信号中的数据信号的偏振跟踪的响应系数；以及
补偿单元，其用于根据所述设定的偏振跟踪的响应系数和所述发射信号中的数据信号的偏振跟踪的响应系数，对所述接收信号进行偏振变化的补偿。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第二计算单元包括：
所述第二计算单元根据基于相邻导频信号而设定的偏振跟踪的响应系数确定所述相邻导频信号之间的数据信号的偏振跟踪的响应系数；或者，根据基于相邻导频信号中前一个导频信号而设定的偏振跟踪的响应系数确定所述相邻导频信号之间的数据信号的偏振跟踪的响应系数。
8.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
变更单元，其用于当所述偏振变化速度降低为小于预设值时，将所述偏振跟踪的响应系数以低于预设速度的速度变为所述初始系数。
9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，
所述预设值根据自适应均衡的跟踪能力和发生快速偏振变化时对于误码率的要求而确定。
10.一种接收信号的处理装置，其特征在于，所述装置包括：
根据权利要求1所述的偏振变化的跟踪装置，输出经过偏振变化的补偿后的接收信号；以及
自适应均衡器，其用于对所述经过偏振变化的补偿后的接收信号进行自适应均衡处理，得到自适应均衡处理后的信号。
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