一种海缆传输信号的损伤均衡方法

本技术涉及光纤通信，特别是涉及一种海缆传输信号的损伤均衡方法。

背景技术：

1、在海底光缆系统（也称海缆系统）中，可以通过空分复用、波分复用等复用方式提高海缆系统的信号传输效率。

2、相关技术中，可以基于轨道角动量（orbital angular momentum，oam）复用实现空分复用，这种情况下，为了提高信号传输效率，通常将传播特性相近的oam模式划分至同一模式组以进行联合管理，这样使得同一模式组内包含多路强耦合信道。在信号传输过程中，这些强耦合信道之间会产生干扰，导致接收端接收到的信号相较于与发送端发送的信号存在较大的干扰损失，影响通信的准确性。

技术实现思路

1、本技术实施例的目的在于提供一种海缆传输信号的损伤均衡方法，以实现对信号传输过程中的损失补偿，提高通信的准确性。具体技术方案如下：

2、第一方面，本技术实施例提供了一种海缆传输信号的损伤均衡方法，包括：获取基带信号；根据所述基带信号确定第一特征和第二特征，所述第一特征包括根据所述基带信号确定的多个多元组特征，所述多元组特征表征以下干扰损伤的至少一种：所述基带信号受同一信道的信号干扰损伤、受不同轨道角动量模式信号的干扰损伤、受不同偏振态信号的干扰损伤，所述第二特征表征所述基带信号受到的线性损伤；根据所述第一特征和所述第二特征，对所述基带信号进行损伤补偿，得到损伤补偿后的基带信号。

3、在一种可能的实现方式中，按照以下方式确定所述基带信号中每个信号分别对应的多元组特征：确定第一信号对应的第一窗口序列，所述第一窗口序列包括：在所述第一信号前l1个连续信号周期内获取到的至少一个信号、所述第一信号以及在所述第一信号后l2个连续信号周期内获取到的至少一个信号，所述第一信号为所述基带信号中的任一信号；根据所述第一窗口序列，获得所述第一信号对应的多个延迟索引组，每个延迟索引组包括所述第一窗口序列中的任意两个信号的接收时刻相较于所述第一信号的接收时刻分别对应的接收时刻变化量；根据每个延迟索引组包括的接收时刻变化量，确定每个延迟索引组分别对应的多元组特征子集，得到所述第一信号对应的多元组特征。

4、在一种可能的实现方式中，每个延迟索引组对应的多元组特征子集包括以下至少一项：

5、第一参数，根据第一时刻和第二时刻分别接收的同信道信号以及第三时刻接收的同信道信号的共轭信号得到，同信道信号与第一信号对应的轨道角动量与偏振态均相同，第一时刻和第二时刻分别根据第一信号的接收时刻和延迟索引组中的两个接收时刻变化量得到，第三时刻为根据第一信号的时刻和延迟索引组中的两个接收时刻变化量的累积变化量得到；

6、第二参数，根据第一时刻接收的同信道信号、第二时刻接收的第一异信号、第三时刻接收的第一异信号的共轭信号得到，第一异信号与第一信号对应的轨道角动量相同且偏振态不同；

7、第三参数，根据第一时刻接收的同信道信号、第二时刻接收的第二异信号、第三时刻接收的第二异信号的共轭信号得到，第二异信号与第一信号对应的轨道角动量不同且偏振态相同；

8、第四参数，根据第一时刻接收的同信道信号、第二时刻接收的第三异信号、第三时刻接收的第三异信号的共轭信号得到，第三异信号与第一信号对应的轨道角动量不同且偏振态不同；

9、第五参数，根据第一时刻接收的第一异信号、第二时刻接收的第二异信号、第三时刻接收的第三异信号的共轭信号得到。

10、在一种可能的实现方式中，所述第一特征和第二特征分别包括实部特征和虚部特征，所述实部特征用于表征信号的幅度干扰损伤，所述虚部特征用于表征信号的相位干扰损伤；所述根据所述第一特征和所述第二特征，对所述基带信号进行损伤补偿，包括：将所述第一特征包括的多元组特征分别与所述第二特征拼接，得到第一特征向量；将所述第一特征向量输入预先训练的损伤均衡模型对所述基带信号进行损伤补偿，其中，所述损伤均衡模型采用复值样本训练得到，所述复值样本中的每个样本分别包括实部特征和虚部特征。

11、在一种可能的实现方式中，所述损伤均衡模型包括第一复值全连接层、第二复值全连接层和复值输出层；所述损伤均衡模型按照以下方式对所述基带信号进行损伤补偿：将所述第一特征向量输入所述第一复值全连接层，得到所述第一复值全连接层输出的第一输出特征，所述第一输出特征由所述第一复值全连接层通过第一权重和第一激活函数对所述第一特征向量变换得到；将所述第一输出特征输入所述第二复值全连接层，得到所述第二复值全连接层输出的第二输出特征，所述第二输出特征由所述第二复值全连接层通过第二权重和第二激活函数对所述第一输出特征变换得到；将所述第二输出特征输入所述复值输出层，得到损伤补偿后的基带信号，所述损伤补偿后的基带信号由所述复值输出层通过第三权重对所述第二输出特征变换得到。

12、在一种可能的实现方式中，所述第一权重、所述第二权重、所述第三权重中的至少一项权重为复值权重，所述复值权重包括实部权重和虚部权重，所述第一激活函数和/或所述第二激活函数为复值激活函数。

13、第二方面，本技术实施例提供了一种海缆传输信号的损伤均衡装置，该装置可以包括：获取模块，用于获取基带信号；处理模块，用于根据所述基带信号确定第一特征和第二特征，所述第一特征包括根据所述基带信号确定的多个多元组特征，所述多元组特征表征以下干扰损伤的至少一种：所述基带信号受同一信道的信号干扰损伤、受不同轨道角动量模式信号的干扰损伤、受不同偏振态信号的干扰损伤，所述第二特征表征所述基带信号受到的线性损伤；补偿模块，用于根据所述第一特征和所述第二特征，对所述基带信号进行损伤补偿，得到损伤补偿后的基带信号。

14、在一种可能的实现方式中，所述处理模块，具体用于按照以下方式确定所述基带信号中每个信号分别对应的多元组特征：确定第一信号对应的第一窗口序列，所述第一窗口序列包括：在所述第一信号前l1个连续信号周期内获取到的至少一个信号、所述第一信号以及在所述第一信号后l2个连续信号周期内获取到的至少一个信号，所述第一信号为所述基带信号中的任一信号；根据所述第一窗口序列，获得所述第一信号对应的多个延迟索引组，每个延迟索引组包括所述第一窗口序列中的任意两个信号的接收时刻相较于所述第一信号的接收时刻分别对应的接收时刻变化量；根据每个延迟索引组包括的接收时刻变化量，确定每个延迟索引组分别对应的多元组特征子集，得到所述第一信号对应的多元组特征。

15、在一种可能的实现方式中，每个延迟索引组对应的多元组特征子集包括以下至少一项：

16、第一参数，根据第一时刻和第二时刻分别接收的同信道信号以及第三时刻接收的同信道信号的共轭信号得到，同信道信号与第一信号对应的轨道角动量与偏振态均相同，第一时刻和第二时刻分别根据第一信号的接收时刻和延迟索引组中的两个接收时刻变化量得到，第三时刻为根据第一信号的时刻和延迟索引组中的两个接收时刻变化量的累积变化量得到；

17、第二参数，根据第一时刻接收的同信道信号、第二时刻接收的第一异信号、第三时刻接收的第一异信号的共轭信号得到，第一异信号与第一信号对应的轨道角动量相同且偏振态不同；

18、第三参数，根据第一时刻接收的同信道信号、第二时刻接收的第二异信号、第三时刻接收的第二异信号的共轭信号得到，第二异信号与第一信号对应的轨道角动量不同且偏振态相同；

19、第四参数，根据第一时刻接收的同信道信号、第二时刻接收的第三异信号、第三时刻接收的第三异信号的共轭信号得到，第三异信号与第一信号对应的轨道角动量不同且偏振态不同；

20、第五参数，根据第一时刻接收的第一异信号、第二时刻接收的第二异信号、第三时刻接收的第三异信号的共轭信号得到。

21、在一种可能的实现方式中，所述第一特征和第二特征分别包括实部特征和虚部特征，所述实部特征用于表征信号的幅度干扰损伤，所述虚部特征用于表征信号的相位干扰损伤；所述补偿模块，具体用于：将所述第一特征包括的多元组特征分别与所述第二特征拼接，得到第一特征向量；将所述第一特征向量输入预先训练的损伤均衡模型对所述基带信号进行损伤补偿，其中，所述损伤均衡模型采用复值样本训练得到，所述复值样本中的每个样本分别包括实部特征和虚部特征，所述实部特征用于表征信号的幅度干扰损伤。

22、在一种可能的实现方式中，所述损伤均衡模型包括第一复值全连接层、第二复值全连接层和复值输出层；所述损伤均衡模型按照以下方式对所述基带信号进行损伤补偿：将所述第一特征向量输入所述第一复值全连接层，得到所述第一复值全连接层输出的第一输出特征，所述第一输出特征由所述第一复值全连接层通过第一权重和第一激活函数对所述第一特征向量变换得到；将所述第一输出特征输入所述第二复值全连接层，得到所述第二复值全连接层输出的第二输出特征，所述第二输出特征由所述第二复值全连接层通过第二权重和第二激活函数对所述第一输出特征变换得到；将所述第二输出特征输入所述复值输出层，得到损伤补偿后的基带信号，所述损伤补偿后的基带信号由所述复值输出层通过第三权重对所述第二输出特征变换得到。

23、在一种可能的实现方式中，所述第一权重、所述第二权重、所述第三权重中的至少一项权重为复值权重，所述复值权重包括实部权重和虚部权重，所述第一激活函数和/或所述第二激活函数为复值激活函数。

24、第三方面，本技术实施例提供了一种电子设备，包括：处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，

25、处理器，通信接口，存储器通过通信总线完成相互间的通信；

26、存储器，用于存放计算机程序；

27、处理器，用于执行存储器上所存放的程序时，实现上述第一方面或第一方面任一种可能的实现方式中的海缆传输信号的损伤均衡方法。

28、第四方面，本技术实施例提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质内存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述第一方面或第一方面任一种可能的实现方式中的海缆传输信号的损伤均衡方法。

29、第五方面，本技术实施例提供了一种包含指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述第一方面或第一方面任一种可能的实现方式中的海缆传输信号的损伤均衡方法。

30、本技术实施例有益效果：

31、应用本技术实施例提供的海缆传输信号的损伤均衡方法，在接收到基带信号的情况下，可以根据基带信号确定包括多元组特征的第一特征，由于该多元组特征可以用来表征基带信号传输过程中，受同一信道的信号干扰损伤、受不同轨道角动量模式信号的干扰损伤、受不同偏振态信号的干扰损伤等非线性损伤中的至少一种，因此可以确保第一特征可以准确表示信号插损过程中受到的非线性损伤。以及，可以通过基带信号确定第二特征来表征信号传输过程中受到的线性损伤。这样，通过使用第一特征和第二特征来对基带信号进行损伤补偿，以充分考虑到信号传输过程中可能受到的线性损伤、非线性损伤等多种损伤，从而提高对基带信号损伤补偿的准确性，提高通信准确性。

32、当然，实施本技术的任一产品或方法并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。