本發(fā)明涉及光纖通信技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種數(shù)據(jù)處理方法及通信設(shè)備。

背景技術(shù)：

近年來隨著數(shù)據(jù)通信的爆發(fā)式增長，人們對(duì)通信帶寬的需求日益增長。wdm技術(shù)和超高頻譜效率的調(diào)制格式的使用，加劇了單模光纖的非線性效應(yīng)，使得單模光纖容量逐漸接近“非線性香農(nóng)極限”。為了應(yīng)對(duì)容量瓶頸危機(jī)，借鑒無線通信系統(tǒng)中的多輸入多輸出(multipleinputmultipleoutput，mimo)架構(gòu)，即借用空間這一維度的空分復(fù)用光纖傳輸技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，受到了國內(nèi)外研究人員的廣泛關(guān)注。

少模光纖，由于傳輸?shù)哪Ｊ綌?shù)目較少，模式在空間上的正交性提供了潛在多路并行傳輸信道，且少模光纖具有較大的模場(chǎng)半徑，可以很好地抑制非線性，因此采用少模光纖進(jìn)行傳輸?shù)哪Ｊ綇?fù)用系統(tǒng)可以有效地提升光傳輸容量并且抑制非線性效應(yīng)。但是，由于光纖色散，會(huì)在信道傳輸?shù)臄?shù)據(jù)中引入碼間串?dāng)_，且實(shí)際上由于少模光纖的非理想特性，傳輸過程中不同模式間正交性會(huì)被破壞，這將導(dǎo)致模式復(fù)用信道間信號(hào)隨機(jī)耦合、相互串?dāng)_帶來的信道間串?dāng)_，同時(shí)由于偏振模色散的存在相同模式的不同偏振信道間也存在信道間串?dāng)_。故需要通過mimo均衡器來消除碼間串?dāng)_和信道間串?dāng)_。

mimo均衡采用基于訓(xùn)練序列的均衡方式，發(fā)射機(jī)向接收機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)的同時(shí)需要同時(shí)發(fā)送一段訓(xùn)練序列以使得接收機(jī)根據(jù)該訓(xùn)練序列對(duì)mimo均衡器訓(xùn)練使得mimo均衡器的抽頭系數(shù)收斂，再利用收斂后的抽頭系數(shù)針對(duì)發(fā)射機(jī)發(fā)射的數(shù)據(jù)進(jìn)行mimo均衡處理。

但是，現(xiàn)有的基于訓(xùn)練序列的mimo均衡技術(shù)所需訓(xùn)練序列長度長，系統(tǒng)的額外開銷大，系統(tǒng)頻譜效率低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)基于訓(xùn)練序列的mimo均衡技術(shù)所需訓(xùn)練序列長度長，系統(tǒng)的額外開銷大，系統(tǒng)頻譜效率低的技術(shù)問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種數(shù)據(jù)處理方法，包括：確定數(shù)字信號(hào)，所述數(shù)字信號(hào)攜帶負(fù)載數(shù)據(jù)和訓(xùn)練序列，所述負(fù)載數(shù)據(jù)攜帶所述發(fā)射機(jī)發(fā)射給接收機(jī)的數(shù)據(jù)和其傳輸過程中引入的碼間串?dāng)_和信道間串?dāng)_，所述訓(xùn)練序列用于確定mimo均衡器的抽頭系數(shù)；通過對(duì)所述訓(xùn)練序列迭代mimo均衡確定mimo均衡器的抽頭系數(shù)，所述mimo均衡器用于消除所述負(fù)載數(shù)據(jù)所受到的碼間串?dāng)_和信道間串?dāng)_；根據(jù)所述抽頭系數(shù)將所述負(fù)載數(shù)據(jù)通過所述mimo均衡器進(jìn)行mimo均衡，消除所述負(fù)載數(shù)據(jù)所受到的碼間串?dāng)_和信道間串?dāng)_。

具體地，本發(fā)明實(shí)施例通過重復(fù)使用訓(xùn)練序列塊，減少了所需訓(xùn)練序列的長度，降低了系統(tǒng)開銷，提升了系統(tǒng)的頻譜效率。

在一個(gè)可選的實(shí)施例中，所述訓(xùn)練序列攜帶傳輸過程中引入的碼間串?dāng)_和信道間串?dāng)_，所述數(shù)據(jù)處理方法還包括：確定所述發(fā)射機(jī)發(fā)射的訓(xùn)練序列的原始數(shù)據(jù)，所述訓(xùn)練序列的原始數(shù)據(jù)未攜帶所述碼間串?dāng)_和信道間串?dāng)_；所述接收機(jī)通過對(duì)所述訓(xùn)練序列迭代mimo均衡確定mimo均衡器的抽頭系數(shù)，包括：(a)將所述訓(xùn)練序列通過所述mimo均衡器進(jìn)行mimo均衡后得到對(duì)應(yīng)的均衡后的訓(xùn)練序列，根據(jù)所述訓(xùn)練序列、所述均衡后的訓(xùn)練序列以及所述訓(xùn)練序列的原始數(shù)據(jù)更新所述mimo均衡器的抽頭系數(shù)；(b)根據(jù)所述訓(xùn)練序列、所述均衡后的訓(xùn)練序列以及所述訓(xùn)練序列的原始數(shù)據(jù)確定所述抽頭系數(shù)是否收斂；若所述抽頭系數(shù)未收斂，則再次執(zhí)行步驟(a)。

在一個(gè)可選的實(shí)施例中，根據(jù)所述抽頭系數(shù)將所述負(fù)載數(shù)據(jù)通過所述mimo均衡器進(jìn)行mimo均衡，包括：根據(jù)所述訓(xùn)練序列的長度對(duì)所述負(fù)載數(shù)據(jù)進(jìn)行分塊，得到多個(gè)負(fù)載數(shù)據(jù)塊；依次對(duì)所述多個(gè)負(fù)載數(shù)據(jù)塊通過所述mimo均衡器進(jìn)行mimo均衡處理，得到所述多個(gè)負(fù)載數(shù)據(jù)塊對(duì)應(yīng)的均衡后的多個(gè)負(fù)載數(shù)據(jù)塊，其中，在對(duì)前一個(gè)負(fù)載數(shù)據(jù)塊均衡后，根據(jù)前一個(gè)負(fù)載數(shù)據(jù)塊和其對(duì)應(yīng)的均衡后的前一個(gè)負(fù)載數(shù)據(jù)塊更新所述mimo均衡器的抽頭系數(shù)，使用更新抽頭系數(shù)后的mimo均衡器對(duì)后一個(gè)負(fù)載數(shù)據(jù)塊進(jìn)行mimo均衡處理。

在一個(gè)可選的實(shí)施例中，所述根據(jù)所述訓(xùn)練序列、所述均衡后的訓(xùn)練序列以及所述訓(xùn)練序列的原始數(shù)據(jù)更新所述mimo均衡器的抽頭系數(shù)，通過以下公式進(jìn)行：

w^lt＝wt^l-1-μt^lδt^l

其中，wt^l為對(duì)訓(xùn)練序列第l次mimo均衡后確定的抽頭系數(shù)，為對(duì)訓(xùn)練序列第l-1次mimo均衡后確定的抽頭系數(shù)，μt^l和δt^l分別為經(jīng)過第l次mimo均衡后根據(jù)第l次mimo均衡前后的訓(xùn)練序列以及訓(xùn)練序列的原始數(shù)據(jù)計(jì)算的步長和代價(jià)函數(shù)，其更新公式如下：

其中，zt(n)為第l次mimo均衡后的訓(xùn)練序列，st(n)為第l次mimo均衡前的訓(xùn)練序列，xt(n)為訓(xùn)練序列的原始數(shù)據(jù)，表示取實(shí)部操作，nt表示訓(xùn)練序列的長度。

在一個(gè)可選的實(shí)施例中，所述根據(jù)前一個(gè)負(fù)載數(shù)據(jù)塊和其對(duì)應(yīng)的均衡后的前一個(gè)負(fù)載數(shù)據(jù)塊更新所述mimo均衡器的抽頭系數(shù)，通過以下公式進(jìn)行：

ws^l＝ws^l-1-μs^lδs^l

其中，ws^l為對(duì)第l個(gè)負(fù)載數(shù)據(jù)塊mimo均衡后確定的抽頭系數(shù)，為對(duì)第l-1個(gè)負(fù)載數(shù)據(jù)塊mimo均衡后確定的抽頭系數(shù)，μs^l和δs^l分別為根據(jù)第l個(gè)負(fù)載數(shù)據(jù)塊和對(duì)其mimo均衡后得到的負(fù)載數(shù)據(jù)塊計(jì)算的步長和代價(jià)函數(shù)，其更新公式如下：

其中，zs(n)為第l個(gè)負(fù)載數(shù)據(jù)塊mimo均衡后的數(shù)據(jù)，ss(n)為第l個(gè)負(fù)載數(shù)據(jù)塊mimo均衡前的數(shù)據(jù)，θn為第l個(gè)負(fù)載數(shù)據(jù)塊mimo均衡后的相位噪聲，θ表示判決操作，ns表示第l個(gè)負(fù)載數(shù)據(jù)塊的長度。

具體地，由于本發(fā)明實(shí)施例在對(duì)抽頭系數(shù)循環(huán)更新的過程中，其步長根據(jù)mimo均衡前后的數(shù)據(jù)確定，并不同于傳統(tǒng)抽頭系數(shù)更新中使用固定步長的方法。本發(fā)明實(shí)施例設(shè)計(jì)的計(jì)算步長的方法考慮了mimo均衡前后數(shù)據(jù)塊之間的誤差，且與均衡前后數(shù)據(jù)塊的誤差正相關(guān)，故可將本發(fā)明步長的確定算法理解為自適應(yīng)變步長最小均方算法(leastmeansquare，lms)算法。本發(fā)明采用自適應(yīng)變步長lms算法，既提升了收斂速度，也保證了mimo均衡器的穩(wěn)態(tài)性能。

另外，本發(fā)明實(shí)施例針對(duì)整個(gè)數(shù)據(jù)塊更新抽頭系數(shù)，不同于傳統(tǒng)根據(jù)訓(xùn)練序列中每個(gè)碼元更新抽頭系數(shù)的方法，可以大大降低計(jì)算的復(fù)雜度，可以提升mimo均衡器抽頭系數(shù)的收斂速度。這里提到的數(shù)據(jù)塊可以為訓(xùn)練序列或者將負(fù)載數(shù)據(jù)分塊后得到的負(fù)載數(shù)據(jù)塊。

需要說明的是，mimo均衡前的數(shù)據(jù)可以為訓(xùn)練序列，也可以為負(fù)載數(shù)據(jù)塊。本發(fā)明實(shí)施例不對(duì)此做任何限定。

另外，可將本發(fā)明涉及的基于數(shù)據(jù)塊更新mimo均衡器的方法稱為塊均衡方法。本發(fā)明實(shí)施例將負(fù)載數(shù)據(jù)劃分為負(fù)載數(shù)據(jù)塊后，塊均衡方法的使用使得數(shù)據(jù)的并行處理成為可能，即可并行對(duì)負(fù)載數(shù)據(jù)塊進(jìn)行mimo均衡處理，以提高mimo均衡器的處理速度，降低系統(tǒng)開銷。

在一個(gè)可選的實(shí)施例中，在對(duì)訓(xùn)練序列迭代mimo均衡過程或?qū)Χ鄠€(gè)負(fù)載數(shù)據(jù)塊mimo均衡過程中得到的步長和代價(jià)函數(shù)的數(shù)值正相關(guān)，若代價(jià)函數(shù)越大，表明抽頭系數(shù)遠(yuǎn)未收斂，則采用對(duì)應(yīng)較大的步長以加速抽頭系數(shù)收斂；若代價(jià)函數(shù)越小，表明抽頭系數(shù)接近收斂，則采用對(duì)應(yīng)較小的步長以保證抽頭系數(shù)收斂的穩(wěn)態(tài)性能。

需要說明的是，采用自適應(yīng)均衡算法，步長的變化趨勢(shì)跟代價(jià)函數(shù)的大小有關(guān)，代價(jià)函數(shù)越大，表明抽頭系數(shù)遠(yuǎn)未收斂，這時(shí)采用較大的步長可加速其收斂；代價(jià)函數(shù)小的時(shí)候，表明抽頭系數(shù)接近收斂，此時(shí)采用較小的步長可以保證穩(wěn)態(tài)性能。

第二方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種通信設(shè)備，包括：接收單元，用于接收發(fā)射機(jī)發(fā)射的數(shù)字信號(hào)，所述數(shù)字信號(hào)攜帶負(fù)載數(shù)據(jù)和訓(xùn)練序列，所述負(fù)載數(shù)據(jù)攜帶所述發(fā)射機(jī)發(fā)射給所述通信設(shè)備的數(shù)據(jù)和其傳輸過程中引入的碼間串?dāng)_和信道間串?dāng)_，所述訓(xùn)練序列用于確定mimio均衡器的抽頭系數(shù)；確定單元，用于通過對(duì)所述訓(xùn)練序列迭代mimo均衡確定mimo均衡器的抽頭系數(shù)，所述mimo均衡器用于消除所述負(fù)載數(shù)據(jù)所受到的碼間串?dāng)_和信道間串?dāng)_；mimo均衡單元，用于根據(jù)所述抽頭系數(shù)將所述負(fù)載數(shù)據(jù)通過所述mimo均衡器進(jìn)行mimo均衡，消除所述負(fù)載數(shù)據(jù)所受到的碼間串?dāng)_和信道間串?dāng)_。

在一個(gè)可選的實(shí)施例中，所述訓(xùn)練序列攜帶傳輸過程中引入的碼間串?dāng)_和信道間串?dāng)_，所述確定單元，用于確定所述發(fā)射機(jī)發(fā)射的訓(xùn)練序列的原始數(shù)據(jù)，所述訓(xùn)練序列的原始數(shù)據(jù)未攜帶所述碼間串?dāng)_和信道間串?dāng)_；以及將所述訓(xùn)練序列通過所述mimo均衡器進(jìn)行mimo均衡后得到對(duì)應(yīng)的均衡后的訓(xùn)練序列，根據(jù)所述訓(xùn)練序列、所述均衡后的訓(xùn)練序列以及所述訓(xùn)練序列的原始數(shù)據(jù)更新所述mimo均衡器的抽頭系數(shù)；根據(jù)所述訓(xùn)練序列、所述均衡后的訓(xùn)練序列以及所述訓(xùn)練序列的原始數(shù)據(jù)確定所述抽頭系數(shù)是否收斂；若所述抽頭系數(shù)未收斂，則再次對(duì)所述訓(xùn)練序列進(jìn)行mimo均衡并更新所述mimo均衡器的抽頭系數(shù)。

在一個(gè)可選的實(shí)施例中，所述mimo均衡單元，用于根據(jù)所述訓(xùn)練序列的長度對(duì)所述負(fù)載數(shù)據(jù)進(jìn)行分塊，得到多個(gè)負(fù)載數(shù)據(jù)塊；以及依次對(duì)所述多個(gè)負(fù)載數(shù)據(jù)塊通過所述mimo均衡器進(jìn)行mimo均衡處理，得到所述多個(gè)負(fù)載數(shù)據(jù)塊對(duì)應(yīng)的均衡后的多個(gè)負(fù)載數(shù)據(jù)塊，其中，在對(duì)前一個(gè)負(fù)載數(shù)據(jù)塊均衡后，根據(jù)前一個(gè)負(fù)載數(shù)據(jù)塊和其對(duì)應(yīng)的均衡后的前一個(gè)負(fù)載數(shù)據(jù)塊更新所述mimo均衡器的抽頭系數(shù)，使用更新抽頭系數(shù)后的mimo均衡器對(duì)后一個(gè)負(fù)載數(shù)據(jù)塊進(jìn)行mimo均衡處理。

第三方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)上述第一方面所述的數(shù)據(jù)處理方法。

總體而言，通過本發(fā)明所構(gòu)思的以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下有益效果：

1、通過重復(fù)使用訓(xùn)練序列塊，減少了所需訓(xùn)練序列的長度，降低了系統(tǒng)開銷，提升了系統(tǒng)的頻譜效率。

2、采用自適應(yīng)變步長lms算法，既提升了收斂速度，也保證了mimo均衡器的穩(wěn)態(tài)性能。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種數(shù)據(jù)處理方法流程示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的mimo數(shù)字信號(hào)處理算法流程框圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的三模式雙偏振的6×6mimo均衡器結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為以圖3所示的其中一路信號(hào)的解復(fù)用為例的算法詳解流程示意圖；

圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的通信設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種數(shù)據(jù)處理方法流程示意圖；包括步驟s101-步驟s103。

在步驟s101，確定數(shù)字信號(hào)，所述數(shù)字信號(hào)攜帶負(fù)載數(shù)據(jù)和訓(xùn)練序列，所述負(fù)載數(shù)據(jù)攜帶所述發(fā)射機(jī)發(fā)射給接收機(jī)的數(shù)據(jù)和其傳輸過程中引入的碼間串?dāng)_和信道間串?dāng)_，所述訓(xùn)練序列用于確定mimio均衡器的抽頭系數(shù)。

需要說明的是，這里接收機(jī)接收的訓(xùn)練序列長度不同于傳統(tǒng)技術(shù)所接收的訓(xùn)練序列的長度。例如，當(dāng)前收斂速度最快的自適應(yīng)時(shí)域均衡器對(duì)qpsk3模雙偏振傳輸其收斂迭代所需訓(xùn)練序列包括的符號(hào)數(shù)至少需要25000個(gè)符號(hào)，對(duì)于高階調(diào)制格式迭代所需訓(xùn)練序列所包括的符號(hào)數(shù)更多，系統(tǒng)額外開銷居高不下。本發(fā)明實(shí)施例中，發(fā)射機(jī)向接收機(jī)發(fā)射的訓(xùn)練序列的長度較短。例如，包括5000個(gè)符號(hào)。即發(fā)射機(jī)可能只需向接收機(jī)發(fā)送5000個(gè)符號(hào)的訓(xùn)練序列或者包括更少符號(hào)的訓(xùn)練序列，再通過接收機(jī)重復(fù)使用訓(xùn)練序列塊，減少了所需訓(xùn)練序列的長度，降低了系統(tǒng)開銷，提升了系統(tǒng)的頻譜效率。

在步驟s102，通過對(duì)所述訓(xùn)練序列迭代mimo均衡確定mimo均衡器的抽頭系數(shù)，所述mimo均衡器用于消除所述負(fù)載數(shù)據(jù)所受到的碼間串?dāng)_和信道間串?dāng)_。

在一個(gè)可選的實(shí)施例中，所述訓(xùn)練序列攜帶傳輸過程中引入的碼間串?dāng)_和信道間串?dāng)_，所述數(shù)據(jù)處理方法還包括：確定所述發(fā)射機(jī)發(fā)射的訓(xùn)練序列的原始數(shù)據(jù)，所述訓(xùn)練序列的原始數(shù)據(jù)未攜帶所述碼間串?dāng)_和信道間串?dāng)_；通過對(duì)所述訓(xùn)練序列迭代mimo均衡確定mimo均衡器的抽頭系數(shù)，包括：(a)將所述訓(xùn)練序列通過所述mimo均衡器進(jìn)行mimo均衡后得到對(duì)應(yīng)的均衡后的訓(xùn)練序列，根據(jù)所述訓(xùn)練序列、所述均衡后的訓(xùn)練序列以及所述訓(xùn)練序列的原始數(shù)據(jù)更新所述mimo均衡器的抽頭系數(shù)；(b)根據(jù)所述訓(xùn)練序列、所述均衡后的訓(xùn)練序列以及所述訓(xùn)練序列的原始數(shù)據(jù)確定所述抽頭系數(shù)是否收斂；若所述抽頭系數(shù)未收斂，則再次執(zhí)行步驟(a)。

其中，訓(xùn)練序列的原始數(shù)據(jù)可由發(fā)射機(jī)和接收機(jī)提前設(shè)定好。例如原始訓(xùn)練序列固定，或者可在幾種類型中選定，當(dāng)發(fā)射機(jī)選定后，將對(duì)應(yīng)的標(biāo)號(hào)等信息發(fā)送給接收機(jī)，以便接收機(jī)確定發(fā)射機(jī)發(fā)射的是哪種類型的訓(xùn)練序列。

在一個(gè)可選的實(shí)施例中，所述根據(jù)所述訓(xùn)練序列、所述均衡后的訓(xùn)練序列以及所述訓(xùn)練序列的原始數(shù)據(jù)更新所述mimo均衡器的抽頭系數(shù)，通過以下公式進(jìn)行：

w^lt＝wt^l-1-μt^lδt^l

其中，wt^l為對(duì)訓(xùn)練序列第l次mimo均衡后確定的抽頭系數(shù)，為對(duì)訓(xùn)練序列第l-1次mimo均衡后確定的抽頭系數(shù)，μt^l和δt^l分別為經(jīng)過第l次mimo均衡后根據(jù)第l次mimo均衡前后的訓(xùn)練序列以及訓(xùn)練序列的原始數(shù)據(jù)計(jì)算的步長和代價(jià)函數(shù)，其更新公式如下：

其中，zt(n)為第l次mimo均衡后的訓(xùn)練序列，st(n)為第l次mimo均衡前的訓(xùn)練序列，xt(n)為訓(xùn)練序列的原始數(shù)據(jù)，表示取實(shí)部操作，nt表示訓(xùn)練序列的長度。

在步驟s103，所述接收機(jī)根據(jù)所述抽頭系數(shù)將所述負(fù)載數(shù)據(jù)通過所述mimo均衡器進(jìn)行mimo均衡，消除所述負(fù)載數(shù)據(jù)所受到的碼間串?dāng)_和信道間串?dāng)_。

在一個(gè)可選的實(shí)施例中，根據(jù)所述抽頭系數(shù)將所述負(fù)載數(shù)據(jù)通過所述mimo均衡器進(jìn)行mimo均衡，包括：根據(jù)所述訓(xùn)練序列的長度對(duì)所述負(fù)載數(shù)據(jù)進(jìn)行分塊，得到多個(gè)負(fù)載數(shù)據(jù)塊；依次對(duì)所述多個(gè)負(fù)載數(shù)據(jù)塊通過所述mimo均衡器進(jìn)行mimo均衡處理，得到所述多個(gè)負(fù)載數(shù)據(jù)塊對(duì)應(yīng)的均衡后的多個(gè)負(fù)載數(shù)據(jù)塊，其中，在對(duì)前一個(gè)負(fù)載數(shù)據(jù)塊均衡后，根據(jù)前一個(gè)負(fù)載數(shù)據(jù)塊和其對(duì)應(yīng)的均衡后的前一個(gè)負(fù)載數(shù)據(jù)塊更新所述mimo均衡器的抽頭系數(shù)，使用更新抽頭系數(shù)后的mimo均衡器對(duì)后一個(gè)負(fù)載數(shù)據(jù)塊進(jìn)行mimo均衡處理。

在一個(gè)可選的實(shí)施例中，所述根據(jù)前一個(gè)負(fù)載數(shù)據(jù)塊和其對(duì)應(yīng)的均衡后的前一個(gè)負(fù)載數(shù)據(jù)塊更新所述mimo均衡器的抽頭系數(shù)，通過以下公式進(jìn)行：

ws^l＝ws^l-1-μs^lδs^l

其中，ws^l為對(duì)第l個(gè)負(fù)載數(shù)據(jù)塊mimo均衡后確定的抽頭系數(shù)，為對(duì)第l-1個(gè)負(fù)載數(shù)據(jù)塊mimo均衡后確定的抽頭系數(shù)，μs^l和δs^l分別為根據(jù)第l個(gè)負(fù)載數(shù)據(jù)塊和對(duì)其mimo均衡后得到的負(fù)載數(shù)據(jù)塊計(jì)算的步長和代價(jià)函數(shù)，其更新公式如下：

其中，zs(n)為第l個(gè)負(fù)載數(shù)據(jù)塊mimo均衡后的數(shù)據(jù)，ss(n)為第l個(gè)負(fù)載數(shù)據(jù)塊mimo均衡前的數(shù)據(jù)，θn為第l個(gè)負(fù)載數(shù)據(jù)塊mimo均衡后的相位噪聲，θ表示判決操作，ns表示第l個(gè)負(fù)載數(shù)據(jù)塊的長度。

需要說明的是，mimo均衡前的數(shù)據(jù)可以為訓(xùn)練序列，也可以為負(fù)載數(shù)據(jù)塊。本發(fā)明實(shí)施例不對(duì)此做任何限定。

在一個(gè)可選的實(shí)施例中，本發(fā)明實(shí)施例提供的自適應(yīng)變步長方法中，步長和代價(jià)函數(shù)的數(shù)值正相關(guān)，若代價(jià)函數(shù)越大，表明抽頭系數(shù)遠(yuǎn)未收斂，則采用對(duì)應(yīng)較大的步長以加速抽頭系數(shù)收斂；若代價(jià)函數(shù)越小，表明抽頭系數(shù)接近收斂，則采用對(duì)應(yīng)較小的步長以保證抽頭系數(shù)收斂的穩(wěn)態(tài)性能。

本發(fā)明通過重復(fù)使用訓(xùn)練序列塊，減少了所需訓(xùn)練序列的長度，降低了系統(tǒng)開銷，提升了系統(tǒng)的頻譜效率。采用自適應(yīng)變步長lms算法，既提升了收斂速度，也保證了mimo均衡器的穩(wěn)態(tài)性能。

圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的mimo數(shù)字信號(hào)處理算法流程框圖；包括如下步驟：

s1，發(fā)射機(jī)發(fā)射包含訓(xùn)練序列的信號(hào)，訓(xùn)練序列的符號(hào)個(gè)數(shù)為5000。

s2，接收端接收到信號(hào)之后通過幀同步確定一幀數(shù)據(jù)的起始位置和訓(xùn)練序列的位置；其中，一幀數(shù)據(jù)包括訓(xùn)練序列和負(fù)載數(shù)據(jù)。

s3，將同步后的訓(xùn)練序列和負(fù)載數(shù)據(jù)以訓(xùn)練序列的長度進(jìn)行分塊。

s4，基于時(shí)域變步長的lmsmimo均衡器模塊根據(jù)訓(xùn)練序列計(jì)算均衡器的抽頭系數(shù)，抽頭系數(shù)未收斂時(shí)，mimo均衡器對(duì)訓(xùn)練序列塊進(jìn)行濾波，同時(shí)更新mimo均衡器的抽頭系數(shù)，通過循環(huán)利用訓(xùn)練序列塊來計(jì)算抽頭系數(shù)使之收斂，通過變步長即自適應(yīng)的方式加速收斂并提高其穩(wěn)態(tài)性能。

需要說明的是，步驟s4與傳統(tǒng)的每處理一個(gè)符號(hào)就更新一次mimo均衡器的抽頭系數(shù)不同，塊均衡是每處理完一個(gè)數(shù)據(jù)塊更新一次系數(shù)，數(shù)據(jù)塊內(nèi)每個(gè)符號(hào)均衡的時(shí)候抽頭系數(shù)固定。通過本發(fā)明實(shí)施例中塊均衡的方法可以加快抽頭系數(shù)的收斂速度并提高其穩(wěn)態(tài)性能。

s5，抽頭系數(shù)收斂后，mimo均衡器對(duì)信號(hào)數(shù)據(jù)塊進(jìn)行濾波，消除碼間串?dāng)_及信道間串?dāng)_，同時(shí)進(jìn)行載波相位恢復(fù)。

需要說明的是，可通過代價(jià)函數(shù)δ^l的數(shù)值判斷抽頭系數(shù)是否收斂。當(dāng)代價(jià)函數(shù)大于預(yù)設(shè)閾值時(shí)，則抽頭系數(shù)未收斂，否則抽頭系數(shù)收斂。代價(jià)函數(shù)的預(yù)設(shè)閾值可根據(jù)實(shí)際需要設(shè)定，本發(fā)明實(shí)施例不對(duì)此做任何限定。

本實(shí)施例提供的一種適用于dmgd管理鏈路的三模式雙偏振6×6mimo數(shù)字信號(hào)處理算法。圖3為三模式雙偏振的6×6mimo均衡器結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為以圖3其中一路信號(hào)的解復(fù)用為例的算法詳解流程示意圖，步驟如下：

發(fā)射機(jī)發(fā)射包含訓(xùn)練序列的信號(hào)并進(jìn)行模式復(fù)用和偏振復(fù)用耦合到光纖中傳輸；接收端接收到不同模式不同偏振方向上的數(shù)據(jù)之后通過幀同步確定一幀數(shù)據(jù)的起始位置和訓(xùn)練序列的位置；將同步后的訓(xùn)練序列和數(shù)據(jù)以訓(xùn)練序列的長度進(jìn)行分塊；基于時(shí)域變步長的lmsmimo均衡器模塊根據(jù)訓(xùn)練序列計(jì)算均衡器的抽頭系數(shù)，抽頭系數(shù)未收斂時(shí)，mimo均衡器對(duì)訓(xùn)練序列塊進(jìn)行濾波，同時(shí)更新均衡器抽頭系數(shù)，通過循環(huán)利用訓(xùn)練序列塊來計(jì)算抽頭系數(shù)使之收斂，通過變步長即自適應(yīng)的方式加速收斂并提高其穩(wěn)態(tài)特性。

需要說明的是，mimo均衡處理也可理解為通過mimo均衡器對(duì)數(shù)據(jù)塊進(jìn)行濾波。其中，圖3中，lp01、lp11a和lp11b是少模光纖中不同的傳輸模式，x、y表示兩個(gè)正交的偏振態(tài)，所以lp01x、lp01y、lp11ax、lp11ay、lp11bx和lp11by分別對(duì)應(yīng)6個(gè)獨(dú)立的信道，三模雙偏振需要6×6mimo均衡器。以lp01x信道信號(hào)的均衡為例，對(duì)應(yīng)的均衡抽頭系數(shù)的更新公式為：其中和分別代表步長和代價(jià)函數(shù)，l代表第l個(gè)數(shù)據(jù)塊(block)。

代價(jià)函數(shù)更新公式為：其中θ表示判決操作，θn表示估計(jì)的相位噪聲，n為block的大小。

由如下公式給出：

抽頭系數(shù)收斂后，mimo均衡器對(duì)信號(hào)數(shù)據(jù)塊進(jìn)行濾波，消除碼間串?dāng)_及信道間串?dāng)_，輸出的均衡后信號(hào)為：

其中，w代表抽頭系數(shù)，w11對(duì)應(yīng)消除lp01x所受到的碼間串?dāng)_，w12、w13、w14、w15和w16分別對(duì)應(yīng)消除lp01y、lp11ax、lp11ay、lp11bx和lp11by對(duì)lp01x信道的串?dāng)_；s01x、s01y、s11ax、s11ay、s11bx和s11by分別對(duì)應(yīng)6個(gè)信道的輸入信號(hào)。s代表輸入信號(hào)，角標(biāo)01x、01y、11ax、11ay、11bx和11by分別代表lp01x的偏振、y偏振，lp11ax的偏振、y偏振和lp11bx偏振和y偏振。

需要說明的是，圖4中，以lp01x信道數(shù)據(jù)的均衡恢復(fù)為例，lp01、lp11a和lp11b三模雙偏振信號(hào)在幀同步之后按照訓(xùn)練序列的長度來劃分?jǐn)?shù)據(jù)塊，并將這些數(shù)據(jù)塊送入后面的mimo均衡器中，mimo均衡按照上述的公式消除碼間串?dāng)_和信道間串?dāng)_輸出均衡后信號(hào)z01x，接著利用相位恢復(fù)算法估計(jì)出由于發(fā)射機(jī)激光器和相干接收機(jī)本征激光器線寬所引起的相位噪聲，補(bǔ)償相位噪聲后的判決輸出為恢復(fù)出來的lp01x信道的信號(hào)，緊接著利用整個(gè)數(shù)據(jù)塊均衡輸出的信號(hào)z01x和判決輸出信號(hào)d以及估計(jì)的相位計(jì)算代價(jià)函數(shù)和步長，并更新抽頭系數(shù)。

需要說明的是，少模光纖的差分模式群時(shí)延(differentialmodegroupdelay,dmgd)，其定義為單位長度少模光纖傳輸時(shí)高階模式相對(duì)于基模的延遲，單位通常為ps/m。dmgd會(huì)導(dǎo)致接收不同模式光信號(hào)到達(dá)時(shí)刻產(chǎn)生延遲，dmgd的大小決定了系統(tǒng)沖擊響應(yīng)的長度，為了補(bǔ)償dmgd的影響，均衡濾波器抽頭長度必須覆蓋整個(gè)系統(tǒng)的信道沖擊響應(yīng)。隨著傳輸距離的延長，鏈路累積的dmgd很大，從而需要在接收端增加均衡器抽頭數(shù)目，來實(shí)現(xiàn)mimo數(shù)字信號(hào)處理。對(duì)少模光纖鏈路的dmgd進(jìn)行補(bǔ)償和管理非常重要，采用dmgd鏈路管理可以有效地降低dmgd，從而降低接收端mimo均衡的復(fù)雜度。在基于dmgd管理鏈路的少模光纖通信系統(tǒng)中，由于dmgd非常小，時(shí)域均衡和頻域均衡復(fù)雜度相差不大，但時(shí)域均衡收斂速度更快，更有優(yōu)勢(shì)。

如圖4所示，本發(fā)明實(shí)施例提供的數(shù)據(jù)處理方法在對(duì)數(shù)據(jù)塊通過mimo均衡器濾波之前，若該mimo均衡器的抽頭數(shù)目較少，則可直接對(duì)數(shù)據(jù)塊進(jìn)行時(shí)域均衡，因此本發(fā)明實(shí)施例提供的數(shù)據(jù)處理方法優(yōu)選適用于dmgd管理鏈路的高效mimo數(shù)字信號(hào)處理領(lǐng)域。

相應(yīng)地，圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的通信設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖。如圖5所示包括：接收單元510、確定單元520及mimo均衡單元530。

接收單元510，用于接收發(fā)射機(jī)發(fā)射的數(shù)字信號(hào)，所述數(shù)字信號(hào)攜帶負(fù)載數(shù)據(jù)和訓(xùn)練序列，所述負(fù)載數(shù)據(jù)攜帶所述發(fā)射機(jī)發(fā)射給所述通信設(shè)備的數(shù)據(jù)和其傳輸過程中引入的碼間串?dāng)_和信道間串?dāng)_，所述訓(xùn)練序列用于通信設(shè)備確定mimio均衡器的抽頭系數(shù)。

確定單元520，用于通過對(duì)所述訓(xùn)練序列迭代mimo均衡確定mimo均衡器的抽頭系數(shù)，所述mimo均衡器用于消除所述負(fù)載數(shù)據(jù)所受到的碼間串?dāng)_和信道間串?dāng)_。

mimo均衡單元530，用于根據(jù)所述抽頭系數(shù)將所述負(fù)載數(shù)據(jù)通過所述mimo均衡器進(jìn)行mimo均衡，消除所述負(fù)載數(shù)據(jù)所受到的碼間串?dāng)_和信道間串?dāng)_。

需要說明的是，本發(fā)明實(shí)施例提供的通信設(shè)備還可以包括更多或更少的部分，其中各部分具體功能可參照前述圖1-圖4中的介紹，在此不做贅述。

以上，僅為本申請(qǐng)較佳的具體實(shí)施方式，但本申請(qǐng)的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本申請(qǐng)揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本申請(qǐng)的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本申請(qǐng)的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。