CN116388882A - 一种光通信系统非线性补偿方法、装置及存储介质 - Google Patents

一种光通信系统非线性补偿方法、装置及存储介质 Download PDF

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CN116388882A CN202310340789.4A CN202310340789A CN116388882A CN 116388882 A CN116388882 A CN 116388882A CN 202310340789 A CN202310340789 A CN 202310340789A CN 116388882 A CN116388882 A CN 116388882A
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Abstract

本发明公开了一种光通信系统非线性补偿方法、装置及存储介质，其中方法包括：获取目标函数的输出；根据目标函数的输出获取非零实数ω和M个抽头系数的值；获取均衡前的信号，根据均衡前的信号与非零实数ω获取第一信号集合，其中所述第一信号集合由一个以上的三角函数的输出信号构成；根据均衡前的信号与第一信号集合获得第二信号集合，其中第二信号集合由常数1、均衡前的信号及其延迟信号、第一信号集合中的信号及其延迟信号构成；根据所述M个抽头系数的值和所述第二信号集合获得均衡后的信号。本发明在有效补偿非线性损伤的同时，相比传统算法降低了复杂度和提高了收敛速度。本发明可广泛应用于光通信技术领域。

Description

一种光通信系统非线性补偿方法、装置及存储介质
技术领域
本发明涉及光通信技术领域，尤其涉及一种光通信系统非线性补偿方法、装置及存储介质。
背景技术
光通信是现代社会各种信息技术基础设施的支柱，随着物联网、6G等技术的发展，数据流量需求日益增长，推动光通信系统容量的提升以满足未来高速连接的迫切需求。在基于直接探测的可见光通信、光互连、光接入领域，低成本器件例如LED、PD以及色散与平方探测的相互作用都会导致非线性效应。非线性是光通信系统性能受限的主要损伤，限制了可实现的传输距离和传输速率。目前，许多学者已经针对光通信系统中的非线性补偿技术开展了许多研究。现有的第一文献使用了以二阶的沃特拉多项式模型为前馈的判决反馈均衡器对链路中的非线性进行了补偿，但计算复杂度较高。第二文献以切比雪夫多项式为基础进行对LED的非线性进行学习实现自适应预失真，但补偿效果有限。第三文献提出了一种基于再生核希尔伯特空间的最小符号错误率均衡器，该方法相较于沃特拉判决反馈均衡器能够在性能相近的条件下降低计算成本，但其计算复杂度仍然较高。第四文献提出了基于稀疏贝叶斯学习和卡尔曼滤波的自适应非线性均衡器，该均衡器通过稀疏贝叶斯方法对沃特拉核进行了筛选和提取，但由于沃特拉均衡器的初始抽头数很多，因此，筛选的时间较长，且经过简化后的抽头数仍然较多。
发明内容
为至少一定程度上解决现有技术中存在的技术问题之一，本发明的目的在于提供一种光通信系统非线性补偿方法、装置及存储介质，在有效抑制光通信系统中的非线性效应的同时降低复杂度以及提高收敛速度。
本发明所采用的技术方案是：
一种光通信系统非线性补偿方法，包括以下步骤：
获取目标函数的输出，其中所述目标函数的自变量包含非零实数ω和M个抽头系数；所述目标函数的目标是将目标函数的输出值趋近于目标函数的最大值或者最小值；
根据目标函数的输出获取非零实数ω和M个抽头系数的值，其中所述获取的非零实数ω和M个抽头系数的值使得目标函数的输出值趋近于目标函数的最大值或者最小值；
获取均衡前的信号，根据所述均衡前的信号与所述非零实数ω获取第一信号集合，其中所述第一信号集合由一个以上的三角函数的输出信号构成，其中所述三角函数的输入均以均衡前的信号为自变量，且其中至少一个三角函数的输入以所述非零实数ω为参数；
根据所述均衡前的信号与第一信号集合获得第二信号集合，其中所述第二信号集合由常数1、均衡前的信号及其延迟信号、第一信号集合中的信号及其延迟信号构成，其中第二信号集合中的信号的数量为M；
根据所述M个抽头系数的值和所述第二信号集合获得均衡后的信号。
本发明的方法可用于发射端、接收端或者同时用于发射端与接收端。此外，该方法可用于在获得优化的M个抽头系数与非零实数ω的值之后抽头系数和ω的值一直保持不变的情况，也可以用于在均衡过程中M个抽头系数与非零实数ω的值不断进行更新的情况。对于后一种情况，本发明的方法可以理解为在更新-均衡迭代过程中一次更新迭代的步骤。
在本发明中，首先根据目标函数的输出获取非零实数ω和M个抽头系数的值，其中所述获取的非零实数ω和M个抽头系数的值使得目标函数的输出值趋近于目标函数的最大值或者最小值。目标函数的输出可以为均方误差、误码率、广义互信息等性能评估指标。当采用均方误差和误码率时，期望得到的目标函数的输出值越小越好，当采用广义互信息时，期望得到的目标函数的输出值越大越好。获取相关参数的步骤可以在均衡器初始建立阶段通过训练序列进行，也可以在运行过程中的参数更新阶段进行，实现中可以采用LMS算法、RLS算法等，具体不做限制。
然后将相关参数用于均衡，首先根据均衡前的信号y(n)获得第一信号集合，其中第一信号集合中的信号均为y(n)的三角函数，例如sin(ω·y(n)),cos(ω·y(n)),sin(2ω·y(n)),cos(2ω·y(n))等，所述非零实数ω为三角函数中的参数。其他三角函数还包括tan(ω·y(n)),cot(ω·y(n)),sec(ω·y(n))等。三角函数的输出可以通过查找表的方式获得，也可以采用其他算法例如CORDIC算法获得，本发明不做限制。然后获得第二信号集合，其中第二信号集合中的信号由常数1、输入信号、第一信号集合中的信号以及两者的延迟信号构成，例如1,y(n),y(n-1),y(n-2)…sin(ω·y(n)),sin(ω·y(n-1)),sin(ω·y(n-2))…,cos(ω·y(n)),cos(ω·y(n-1)),cos(ω·y(n-2))…。需要说明的是，并非所有时间延迟小于某个延迟长度的信号都在第二信号集合以内。本发明会有选择性地选取M个信号以降低复杂度，这M个信号对非线性均衡的效果影响最大。M个信号的选择可以提前通过训练序列，利用稀疏贝叶斯算法等方法确定。例如选择的M个信号为y(n),y(n-2)…sin(ω·y(n-1)),sin(ω·y(n-2))…,cos(ω·y(n)),cos(ω·y(n-3))…。将第二信号集合中的M个信号分别乘以M个抽头系数获得均衡后的信号。
进一步地，所述获取的第一信号集合包含sine函数和cosine函数的其中至少一种函数的输出信号。
本发明限制所述三角函数包括了sine函数和cosine函数的其中至少一种，例如包含sin(αω·y(n))，cos(αω·y(n))，sin(2αω·×y(n))，cos(2αω·×y(n))，sin(αω·y2(n))，cos(αω·y2(n))，sin(αω·y3(n))，cos(αω·y3(n))…，这里的α为一任意非零常数。
进一步地，所述获取的第一信号集合中的三角函数的输入均正比于均衡前的信号，且正比或者反比于所述非零实数ω。
本发明采用的三角函数的输入正比于均衡前的信号，且正比或者反比于所述非零实数ω，例如包含sin(αω·y(n)),cos(αω·y(n)),sin(2αω·×y(n)),cos(2αω·×y(n))等，这里的α为一任意非零常数。
进一步地，所述三角函数的输出信号通过查找表方法、CORDIC算法的其中至少之一得到。
三角函数的输出可以通过事先建立查找表，然后根据输入的均衡前的信号查表获得输出信号。此外也可以采用例如CORDIC算法的方法获得。
进一步地，所述目标函数的输出为均方误差、交叉熵、误比特率、误符号率、互信息、广义互信息、归一化广义互信息中的其中一种或多种的组合。
目标函数的输出可以是均方误差、交叉熵、误码率、误符号率、互信息、广义互信息、归一化广义互信息中的其中一种或几种的组合。当采用均方误差、误码率、交叉熵、误符号率时，获取的非零实数ω和M个抽头系数的值应当使得目标函数的输出值越小越好。当采用互信息、广义互信息、归一化广义互信息时，获取的非零实数ω和M个抽头系数的值应当使得目标函数的输出值越大越好。
进一步地，所述第二信号集合中的M个信号与均衡前的信号之间的函数关系通过稀疏贝叶斯算法、匹配追踪算法、正交匹配追踪算法、正则化正交匹配追踪算法的其中至少一种获得。
在实施中，可以预先设定某一最大的时间延迟L，然后从常数1、输入信号、第一信号集合中的信号、输入信号与第一信号集合中的信号的所有延迟不大于L的延迟信号中筛选出M个信号构成第二信号集合，从而减少M的数量以降低复杂度。这M个信号对非线性均衡的效果影响最大，其选择可以通过训练序列并利用稀疏贝叶斯算法等方法确定。例如选择的M个信号为y(n),y(n-2)…sin(ω·y(n-1)),sin(ω·y(n-2))…,cos(ω·y(n)),cos(ω·y(n-3))…。
进一步地，所述非零实数ω和M个抽头系数的值的其中至少之一通过训练序列获得。
非零实数ω和M个抽头系数的值可以通过训练数据获得目标函数的输出，然后根据目标函数的输出获得。
进一步地，所述非零实数ω和M个抽头系数的值的其中至少之一通过LMS、RLS算法、卡尔曼算法获得。
非零实数ω和M个抽头系数的值通过LMS、RLS算法、卡尔曼算法进行更新。
本发明所采用的另一技术方案是：
一种光通信系统非线性补偿装置，包括：
至少一个处理器；
至少一个存储器，用于存储至少一个程序；
当所述至少一个程序被所述至少一个处理器执行，使得所述至少一个处理器实现上所述方法。
本发明所采用的另一技术方案是：
一种计算机可读存储介质，其中存储有处理器可执行的程序，所述处理器可执行的程序在由处理器执行时用于执行如上所述方法。
本发明的有益效果是：本发明在有效补偿非线性损伤的同时，相比传统算法降低了复杂度和提高了收敛速度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或者现有技术中的技术方案，下面对本发明实施例或者现有技术中的相关技术方案附图作以下介绍，应当理解的是，下面介绍中的附图仅仅为了方便清晰表述本发明的技术方案中的部分实施例，对于本领域的技术人员而言，在无需付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获取到其他附图。
图1是本发明实施例中一种基于三角函数的非线性补偿方法的流程图；
图2是本发明实施例中一种光通信系统的框图；
图3是本发明实施例中一种基于三角函数的非线性均衡器的结构图；
图4是本发明实施例中另一种基于三角函数的非线性均衡器的结构图；
图5是本发明实施例中三角函数非线性均衡、前馈均衡与沃特拉非线性均衡的收敛曲线图；
图6是本发明实施例中经正交匹配追踪算法简化后的沃特拉非线性均衡和经正交匹配追踪算法简化后的三角非线性均衡的误码率随乘法数变化的曲线图；
图7是本发明实施例中前馈均衡、经正交匹配追踪算法简化后的沃特拉非线性均衡，和经正交匹配追踪算法简化后的三角非线性均衡的误码率随信号输入电信号峰峰值变化的曲线图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。对于以下实施例中的步骤编号，其仅为了便于阐述说明而设置，对步骤之间的顺序不做任何限定，实施例中的各步骤的执行顺序均可根据本领域技术人员的理解来进行适应性调整。
在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
如图1所示，本实施例提供一种基于三角函数的通信系统非线性补偿方法，包括以下步骤：
步骤1：获取目标函数的输出，其中所述目标函数的自变量包含非零实数ω和M个抽头系数；
步骤2：根据目标函数的输出获取非零实数ω和M个抽头系数的值，其中所述获取的非零实数ω和M个抽头系数的值使得目标函数的输出值趋近于目标函数的最大值或者最小值；
步骤3：获取均衡前的信号，根据所述均衡前的信号与所述非零实数ω获取第一信号集合，其中所述第一信号集合由一个以上的三角函数的输出信号构成，其中所述三角函数的输入均以均衡前的信号为自变量，且其中至少一个三角函数的输入以所述非零实数ω为参数；
步骤4：根据所述均衡前的信号与第一信号集合获得第二信号集合，其中所述第二信号集合由常数1、均衡前的信号及其延迟信号、第一信号集合中的信号及其延迟信号构成，其中第二信号集合中的信号的数量为M；
步骤5：根据所述M个抽头系数的值和所述第二信号集合获得均衡后的信号。
如图2所示，在发射端产生二进制信息序列，进行脉冲幅度调制得到信号x(n)，然后将数字信号x(n)两倍上采样后通过一个滤波器进行成型滤波，将滤波后的信号输入到任意波形发生器产生模拟电信号。模拟信号经偏压、放大后用于调制光发射机。
在接收端对接收信号进行采样，进行数字信号预处理，获取预处理后的信号，其中数字信号预处理包括重采样、功率归一化、时钟同步、符号同步等步骤。
本发明实施例提出的一种基于三角函数的光通信系统非线性均衡器如图3所示。
首先根据信道特征确定最大延迟长度L，然后根据稀疏贝叶斯算法等方法筛选出对均衡效果影响较大的均衡器的M个抽头以降低复杂度。为简化说明，图3中未采用筛选算法，仅将均衡中的线性信号分量的延迟长度确定为L1，非线性信号分量的延迟长度确定为L2，其中L2≤L1≤L。
根据目标函数的输出获得非零实数ω和M个抽头系数的值。此步骤的实现方式将在后续介绍，图3中假设已经获取了上述的值。
获取均衡前的信号y(n)，根据均衡前的信号y(n)与非零实数ω获取第一信号集合，其中第一信号集合由一个以上的三角函数的输出信号构成，三角函数的输入以均衡前的信号为自变量，该输入正比于均衡前的信号y(n)，正比于或反比于非零实数ω。本实施例中将使用的三角函数确定为sine函数和cosine函数，并将sine函数和cosine函数的输入确定为ωy(n)，第一信号集合如下：
[sin(ωy(n)),cos(ωy(n))]
根据y(n)获得sin(ωy(n))和cos(ωy(n))的步骤可以采用查找表的方式。
然后根据均衡前的信号y(n)与第一信号集合获得第二信号集合，其中所述第二信号集合由常数1、均衡前的信号及其延迟信号、第一信号集合中的信号及其延迟信号构成。在本实施例中将第二集合中的信号区分为线性信号和非线性信号，线性信号的延迟长度确定为L1，非线性信号的延迟长度确定为L2，其中L2≤L1≤L，将第二信号矢量记为g(n)，g(n)如下：
g(n)＝[1，y(n)，y(n-1)，…，y(n-L1+1)，
sin(ωy(n))，sin(ωy(n-1))…，sin(ωy(n-L2+1))
cos(ωy(n))，cos(ωy(n-1))…，cos(ωy(n-L2+1))]T
其中，第二信号集合中的信号数量M＝1+L1+2×L2。
将第二信号集合中的每个信号与对应的抽头系数相乘，将所有乘积相加即可得到均衡后的信号，将抽头系数矢量记为w，均衡后的信号
Figure BDA0004158013400000071
为：
Figure BDA0004158013400000072
在上述中，均衡器的抽头数为M＝1+L1+2×L2。实际中可以通过稀疏贝叶斯算法、匹配追踪算法、正交匹配追踪算法、正则化正交匹配追踪算法对非线性均衡效果影响较大的信号进行选择，降低M的值，从而降低计算复杂度。需要说明的是，此过程是在均衡之前完成的，即先通过训练序列评估出g(n)中的哪些信号分量对均衡的影响最大。在均衡过程仅需根据均衡前的信号获得对均衡影响较大的分量的信号，然后乘以相应的系数获得均衡后的信号。以正交匹配追踪算法为例，通过计算g(n)中的信号分量与目标信号的内积来计算它们之间的相关度，筛选出相关度最大的信号作为匹配信号，将该匹配信号从g(n)中取出之后，重新计算g(n)中剩余的信号分量与目标信号的相关度，同样将相关度最大的信号筛选出来，重复这一过程，直到筛选出M个信号分量。这M个信号就是筛选出的对非线性均衡效果影响较大的M个信号，在均衡过程中在每次计算第二信号集合时，仅需要计算筛选后的M个信号。
接下来介绍根据目标函数获取抽头系数w和非零实数ω的值的过程，如图4所示。这一过程可以在均衡的初始建立阶段完成，也可以在均衡过程中进行更新迭代。下面以训练序列为例介绍获取优化的抽头系数w和非零实数ω的值过程。目标函数的输出为均方误差、交叉熵、误码率、误符号率、互信息、广义互信息、归一化广义互信息中的其中一种或几种的组合，本实施例中将目标函数的输出确定为均方误差，其自变量包含非零实数ω和M个抽头系数，均方误差的越小越好，这里定义误差信号e(n)如下：
Figure BDA0004158013400000081
其中，d(n)为第n个训练符号的期望信号输出，
Figure BDA0004158013400000082
为第n个训练符号的均衡后的信号。
目标函数为e2(n)，要使目标函数取得最小值，计算目标函数分别对w和ω的导数，得到抽头系数w和非零实数ω在LMS算法下的更新公式：
w(n+1)＝w(n)+μ1×g(n)×e(n)
Figure BDA0004158013400000083
其中，μ1为抽头系数w的更新步长，μ2为非零实数ω的更新步长，y2(n)表示经过筛选后的第二信号集合中所有sine函数的输入信号的集合，w2表示sine函数的输出信号所对应的抽头系数，y3(n)表示经过筛选后的第二信号集合中所有cosine函数的输入信号的集合，w3表示cosine函数的输出信号所对应的抽头系数。⊙表示矩阵的哈达玛积，即矩阵的点乘。
抽头系数w和非零实数ω根据上述更新公式不断迭代更新，直到目标函数收敛至最小值，此时得到抽头系数w和非零实数ω的最优值。
将经过筛选后的第二信号集合中的信号和对应已求得的M个抽头系数的值相乘，将乘积相加获得均衡后的信号。
接下来在185Mbit/s PAM8可见光通信系统实验中测试本发明方法，并和其他方法对比突出本方法的优越性，实验中的LED带宽约15MHz，偏置电压为3V，输入到LED的信号Vpp为2.5V，传输信号总长度为13000个符号，训练序列长度为5000个符号。本发明所述的非线性均衡方法以下写作三角非线性均衡(Trigonometric Nonlinear Equalization，TNLE)。分别用前馈均衡(FFE)、沃特拉非线性均衡(VNLE)、三角非线性均衡方法、经正交匹配追踪算法简化后的沃特拉非线性均衡(VNLE+OMP)、经正交匹配追踪算法简化后的三角非线性均衡(TNLE+OMP)对接收到的信号进行非线性补偿，并用均衡后信号的误码率来衡量方法性能优劣。
下面从三个角度来对比三种方法的结果来说明本发明方法的优点。
附图5给出了三角非线性均衡、前馈均衡与沃特拉非线性均衡的收敛曲线。本图采用L1＝13，L2＝9，未采用正交匹配追踪算法精简抽头数。可以看到，三角非线性均衡在1000次迭代后就已经收敛了，收敛速度要比其他两种方法更快。
附图6给出了经正交匹配追踪算法简化后的沃特拉非线性均衡和经正交匹配追踪算法简化后的三角非线性均衡在相同乘法数下的误码率曲线。在相同乘法数的情况下，本发明方法均衡效果优于传统的沃特拉均衡方法。表1给出了4种方法的抽头数、实值乘法数、误码率的比较，沃特拉非线性均衡和三角非线性均衡的延迟长度均为L1＝L2＝15，正交匹配追踪算法将沃特拉均衡方法和三角非线性均衡方法的抽头数都固定为40，可以看到沃特拉非线性均衡、三角非线性均衡以及经正交匹配追踪算法简化后的三角非线性均衡的误码率几乎是相同的，此时三角非线性均衡的抽头数和实值乘法数远远小于沃特拉非线性均衡，且正交匹配追踪算法在降低三角非线性均衡的复杂度的同时几乎无性能损伤。相反地，经正交匹配追踪算法简化后的沃特拉均衡的均衡效果降低了很多。
表1
VNLE TNLE VNLE+OMP TNLE+OMP
抽头数 136 46 40 40
乘法数 256 76 73 72
误码率 2.5e-04 2.5e-04 1.6e-03 4.6e-04
注：表1是沃特拉非线性均衡、三角函数非线性均衡、经正交匹配追踪算法简化后的沃特拉非线性均衡，和经正交匹配追踪算法简化后的三角函数非线性均衡在最优误码率情况下抽头数、乘法数和误码率的对比表格。
图7给出了三种均衡方法的误码率随输入LED的信号电压(峰峰值)变化的曲线。将沃特拉均衡方法和三角非线性均衡方法的抽头数都固定为40，经正交匹配追踪算法简化后的三角非线性均衡的效果明显优于经正交匹配追踪算法简化后的沃特拉非线性均衡。
综上所述，本发明提出了一种基于三角函数的可见光通信系统非线性补偿方法，具有结构简单，均衡效果强等特点。本发明介绍了运用这种方法对输入信号进行均衡的具体实施方式，并将本发明方法与传统算法进行了对比分析，在相同的通信条件下，本发明方法与传统算法的均衡效果相同，但计算复杂度明显低于后者。
本实施例还提供一种光通信系统非线性补偿装置，包括：
至少一个处理器；
至少一个存储器，用于存储至少一个程序；
当所述至少一个程序被所述至少一个处理器执行，使得所述至少一个处理器实现图1所示方法。
本实施例的一种光通信系统非线性补偿装置，可执行本发明方法实施例所提供的一种基于三角函数的光通信系统非线性补偿方法，可执行方法实施例的任意组合实施步骤，具备该方法相应的功能和有益效果。
本申请实施例还公开了一种计算机程序产品或计算机程序，该计算机程序产品或计算机程序包括计算机指令，该计算机指令存储在计算机可读存介质中。计算机设备的处理器可以从计算机可读存储介质读取该计算机指令，处理器执行该计算机指令，使得该计算机设备执行图1所示的方法。
本实施例还提供了一种存储介质，存储有可执行本发明方法实施例所提供的一种基于三角函数的非线性补偿方法的指令或程序，当运行该指令或程序时，可执行方法实施例的任意组合实施步骤，具备该方法相应的功能和有益效果。
在一些可选择的实施例中，在方框图中提到的功能/操作可以不按照操作示图提到的顺序发生。例如，取决于所涉及的功能/操作，连续示出的两个方框实际上可以被大体上同时地执行或所述方框有时能以相反顺序被执行。此外，在本发明的流程图中所呈现和描述的实施例以示例的方式被提供，目的在于提供对技术更全面的理解。所公开的方法不限于本文所呈现的操作和逻辑流程。可选择的实施例是可预期的，其中各种操作的顺序被改变以及其中被描述为较大操作的一部分的子操作被独立地执行。
此外，虽然在功能性模块的背景下描述了本发明，但应当理解的是，除非另有相反说明，所述的功能和/或特征中的一个或多个可以被集成在单个物理装置和/或软件模块中，或者一个或多个功能和/或特征可以在单独的物理装置或软件模块中被实现。还可以理解的是，有关每个模块的实际实现的详细讨论对于理解本发明是不必要的。更确切地说，考虑到在本文中公开的装置中各种功能模块的属性、功能和内部关系的情况下，在工程师的常规技术内将会了解该模块的实际实现。因此，本领域技术人员运用普通技术就能够在无需过度试验的情况下实现在权利要求书中所阐明的本发明。还可以理解的是，所公开的特定概念仅仅是说明性的，并不意在限制本发明的范围，本发明的范围由所附权利要求书及其等同方案的全部范围来决定。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，“计算机可读介质”可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。
计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。
应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。
在本说明书的上述描述中，参考术语“一个实施方式/实施例”、“另一实施方式/实施例”或“某些实施方式/实施例”等的描述意指结合实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施方式，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明并不限于上述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做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 (10)

1.一种光通信系统非线性补偿方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取目标函数的输出，其中所述目标函数的自变量包含非零实数ω和M个抽头系数；
根据目标函数的输出获取非零实数ω和M个抽头系数的值，其中所述获取的非零实数ω和M个抽头系数的值使得目标函数的输出值趋近于目标函数的最大值或者最小值；
获取均衡前的信号，根据所述均衡前的信号与所述非零实数ω获取第一信号集合，其中所述第一信号集合由一个以上的三角函数的输出信号构成，其中所述三角函数的输入均以均衡前的信号为自变量，且其中至少一个三角函数的输入以所述非零实数ω为参数；
根据所述均衡前的信号与第一信号集合获得第二信号集合，其中所述第二信号集合由常数1、均衡前的信号及其延迟信号、第一信号集合中的信号及其延迟信号构成，其中第二信号集合中的信号的数量为M；
根据所述M个抽头系数的值和所述第二信号集合获得均衡后的信号。
2.根据权利要求1所述的一种光通信系统非线性补偿方法，其特征在于，所述获取的第一信号集合包含sine函数和cosine函数的其中至少一种函数的输出信号。
3.根据权利要求1所述的一种光通信系统非线性补偿方法，其特征在于，所述获取的第一信号集合中的三角函数的输入均正比于均衡前的信号，且正比或者反比于所述非零实数ω。
4.根据权利要求1所述的一种光通信系统非线性补偿方法，其特征在于，所述三角函数的输出信号通过查找表方法、CORDIC算法的其中至少之一得到。
5.根据权利要求1所述的一种光通信系统非线性补偿方法，其特征在于，所述目标函数的输出为均方误差、交叉熵、误比特率、误符号率、互信息、广义互信息、归一化广义互信息中的其中一种或多种的组合。
6.根据权利要求1所述的一种光通信系统非线性补偿方法，其特征在于，所述第二信号集合中的M个信号与均衡前的信号之间的函数关系通过稀疏贝叶斯算法、匹配追踪算法、正交匹配追踪算法、正则化正交匹配追踪算法的其中至少一种获得。
7.根据权利要求1所述的一种光通信系统非线性补偿方法，其特征在于，所述非零实数ω和M个抽头系数的值的其中至少之一通过训练序列获得。
8.根据权利要求1所述的一种光通信系统非线性补偿方法，其特征在于，所述非零实数ω和M个抽头系数的值的其中至少之一通过LMS、RLS算法、卡尔曼算法获得。
9.一种光通信系统非线性补偿装置，其特征在于，包括：
至少一个处理器；
至少一个存储器，用于存储至少一个程序；
当所述至少一个程序被所述至少一个处理器执行，使得所述至少一个处理器实现权利要求1-8任一项所述方法。
10.一种计算机可读存储介质，其中存储有处理器可执行的程序，其特征在于，所述处理器可执行的程序在由处理器执行时用于执行如权利要求1-8任一项所述方法。
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