光信噪比估计方法、光通信设备及存储介质技术

本发明专利技术实施例提供一种光信噪比估计方法、光通信设备及存储介质，属于光纤通信技术领域，具体为一种光信噪比的估计方法。该方法包括：基于FI R时域滤波器对接收数据进行滤波，得到滤波后的带内信号和滤波后的带外噪声；根据所述带内信号和所述带外噪声确定信噪比，根据所述信噪比确定光信噪比估计值。本发明专利技术实施例的技术方案通过FI R时域滤波器对接收数据进行滤波，不需要对数据进行傅里叶变换，减少了通信系统接收端信号处理算法复杂度，同时基于少量的训练数据，得到了信噪比和光信噪比之间的映射关系的支持向量回归模型，进而实现精确地估计光纤通信系统的光信噪比。确地估计光纤通信系统的光信噪比。确地估计光纤通信系统的光信噪比。

【技术实现步骤摘要】
光信噪比估计方法、光通信设备及存储介质


[0001]本专利技术涉及光纤通信
，尤其涉及一种光信噪比估计方法、光通信设备及存储介质。

技术介绍

[0002]在光纤通信系统中，光信噪比(OSNR)的大小直接决定了业务能否正常运行，在接收机中光信噪比一旦不能满足要求，将会造成传输错误或失败、服务质量降低、传送消耗增加等问题，光信噪比监控是光通信系统性能监控的关键技术之一，因此需要设计有效、算法复杂度低的光信噪比估计方法，以实现更加精确地估计光信噪比，从而保障光通信系统的传输质量。

技术实现思路

[0003]本专利技术实施例的主要目的在于提供一种光信噪比估计方法、光通信设备及存储介质，旨在通过FIR时域滤波器对接收数据进行滤波，减小通信系统接收端信号处理算法复杂度，同时基于少量的训练数据，得到相关信噪比和光信噪比之间的映射关系的支持向量回归模型，进而实现精确地估计光纤通信系统的光信噪比。
[0004]第一方面，本专利技术实施例提供一种光信噪比估计方法，包括：
[0005]基于FIR时域滤波器对接收数据进行滤波，得到滤波后的带内信号和滤波后的带外噪声；
[0006]根据所述带内信号和所述带外噪声确定信噪比，根据所述信噪比确定光信噪比估计值。
[0007]第二方面，本专利技术实施例还提供一种光通信设备，所述光通信设备包括处理器、存储器、存储在所述存储器上并可被所述处理器执行的计算机程序以及用于实现所述处理器和所述存储器之间的连接通信的数据总线，其中所述计算机程序被所述处理器执行时，实现如本专利技术说明书提供的任一项光信噪比估计方法的步骤。
[0008]第三方面，本专利技术实施例还提供一种存储介质，用于计算机可读存储，所述存储介质存储有一个或者多个程序，所述一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，以实现如本专利技术说明书提供的任一项光信噪比估计的方法的步骤。
[0009]本专利技术实施例提供一种光信噪比估计方法、光通信设备及存储介质。本专利技术一方面通过FIR时域滤波得到带内信号和带外噪声，不需要对数据进行傅里叶变换，减少了光通信设备接收端信号处理算法复杂度。另一方面通过支持向量回归模型建立了信噪比和光信噪比之间的映射关系，使得根据信噪估计的光信噪比值更加精确。而且仅需极少的训练数据，便可对本专利技术中的支持向量回归模型进行训练，发送端节省了大量数据位，有利于提升通信系统的通信容量。
附图说明
[0010]为了更清楚地说明本申请实施例技术方案，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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0011]图1为本专利技术实施例提供的一种光信噪比估计方法的流程示意图；
[0012]图2为为本专利技术实施例提供的一种FIR时域滤波器的示意图；
[0013]图3a为本专利技术实施例提供的QAM4系统进行FIR滤波后的带内信号和带外噪声频谱图；
[0014]图3b为本专利技术实施例提供的QDB系统进行FIR滤波后的带内信号和带外噪声频谱图；
[0015]图3c为本专利技术实施例提供的PAM4系统进行FIR滤波后的带内信号和带外噪声频谱图；
[0016]图4a为本专利技术实施例提供的QAM4系统信噪比与OSNR真实值之间的回归结果图；
[0017]图4b为本专利技术实施例提供的QAM4系统OSNR估计值和真实值之间的箱形图；
[0018]图4c为本专利技术实施例提供的QAM4系统OSNR估计值和真实值之间的误差条形图；
[0019]图5为本专利技术实施例提供的QAM4系统在不同数据长度下的MSE和MAE结果图；
[0020]图6a为本专利技术实施例提供的QDB系统信噪比与OSNR真实值之间的回归结果图；
[0021]图6b为本专利技术实施例提供的QDB系统OSNR估计值和真实值之间的箱形图；
[0022]图6c为本专利技术实施例提供的QDB系统OSNR估计值和真实值之间的误差条形图；
[0023]图7为本专利技术实施例提供的QDB系统在不同数据长度下的MSE和MAE结果图；
[0024]图8a为本专利技术实施例提供的PAM4系统信噪比与OSNR真实值之间的回归结果图；
[0025]图8b为本专利技术实施例提供的PAM4系统OSNR估计值和真实值之间的箱形图；
[0026]图8c为本专利技术实施例提供的PAM4系统OSNR估计值和真实值之间的误差条形图；
[0027]图9为本专利技术实施例提供的PAM4系统在不同数据长度下的MSE和MAE结果图；
[0028]图10为本专利技术实施例提供的一种光通信设备的结构示意框图。
具体实施方式
[0029]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0030]附图中所示的流程图仅是示例说明，不是必须包括所有的内容和操作/步骤，也不是必须按所描述的顺序执行。例如，有的操作/步骤还可以分解、组合或部分合并，因此实际执行的顺序有可能根据实际情况改变。
[0031]应当理解，在此本专利技术说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本专利技术。如在本专利技术说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
[0032]新兴起的高清视频流媒体服务、虚拟现实、云计算等接入网应用场景都在推动下一代无源光接入网络(PON)的容量升级，其低成本、灵活的优势得到了高度认可。同时，通信
行业正在研究50Gb/s/λ无源光网络的标准化。使用带宽为10Gbps的光发射设备的低成本强度调制和直接检测(IM/DD)传输方案已经得到广泛的验证。为了在带宽有限的光学元件上实现高速PON，先进的调制格式和有效的数字信号处理算法成为中心研究课题。运用双二进制编码(OOK)、脉冲幅度调制(PAM)、无载波幅度相位调制(CAP)、正交幅度调制(QAM)、正交双二进制码(QDB)等高阶调制格式成为中远距离PON系统潜在的低成本解决方案。
[0033]在PON系统中，光信噪比(OSNR)的大小直接决定了业务能否正常运行，在接收机中光信噪比一旦不能满足要求，将会造成传输错误或失败、服务质量降低、传送消耗增加等问题，光信噪比监控是对PON系统性能监控的关键技术之一，因此需要设计有效、算法复杂度低的光信噪比估计方法，适用于各种调制格式的PON系统，能精确地估计光信噪比，从而保障PON系统的传输质量。
[0034]OSNR是在光有效带宽为0.1nm内光信号功率和噪声功率的比值。光信号的功率一般取峰值，而噪声的功率一般取两相临通路的中间点的功率电平。光信噪比是一个十分重要的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光信噪比估计方法，其特征在于，包括：基于FIR时域滤波器对接收数据进行滤波，得到滤波后的带内信号和滤波后的带外噪声；根据所述带内信号和所述带外噪声确定信噪比，根据所述信噪比确定光信噪比估计值。2.根据权利要求1所述的光信噪比估计方法，其特征在于，所述方法还包括：根据对所述信噪比进行回归得到的回归结果确定所述光信噪比估计值。3.根据权利要求2所述的光信噪比估计方法，其特征在于，所述根据对所述信噪比进行回归得到的回归结果确定所述光信噪比估计值包括：根据对所述信噪比基于支持向量回归模型进行回归得到的回归结果，确定所述光信噪比估计值。4.根据权利要求3所述的光信噪比估计方法，其特征在于，所述方法还包括：获取包含光信噪比真实值的训练集，基于所述训练集训练支持向量回归模型；将所述信噪比输入所述支持向量回归模型，得到光信噪比预测值，当所述光信噪比真实值和光信噪比预测值之间的误差绝对值大于预设误差值时，根据所述支持向量回归模型的损失函数计算损失值；根据所述损失值优化所述支持向量回归模型。5.根据权利要求1所述的光信噪比估计方法，其特征在于，所述FIR时域滤波器的单位脉冲响应序列为基于窗函数对单位脉冲响应加权得到，所述单位脉冲响应为通过对预设的滤波器频率响应做傅里叶反变换得到。6.根据权利要求1所述的光信噪比估计方法，其特征在于，所述FIR时域滤波器包括：FIR低通滤波器和FIR高通滤波器；所述基于FIR时域滤波器对接收数...

【专利技术属性】
技术研发人员：迟楠，陈将，黄新刚，
申请(专利权)人：中兴通讯股份有限公司，
类型：发明
国别省市：