本技術(shù)涉及光通信，特別涉及一種光信噪比的估計方法。

背景技術(shù)：

1、光信噪比(optical?signal?noise?ratio，osnr)測量上報是光通信鏈路數(shù)字診斷監(jiān)測(digital?diagnostic?monitoring，ddm)的重要手段。osnr定義為：

2、

3、其中psig是帶內(nèi)有效信號的功率，pnoise是固定0.1nm范圍帶寬內(nèi)的帶內(nèi)噪聲功率。

4、早期點對點網(wǎng)絡(luò)一般通過測量帶外osnr(out-of-band?osnr)進(jìn)行監(jiān)測上報。此方法對非有效信號區(qū)域的帶外噪聲進(jìn)行測量，從而得到osnr值，如圖1所示。帶外osnr測量方法的假設(shè)前提是噪聲為寬帶信號，帶外和帶內(nèi)噪聲基本相同。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)更復(fù)雜如在roadm網(wǎng)絡(luò)下，這種方法的假設(shè)前提一般很難成立，因此測量誤差較大。

5、因此需要對帶內(nèi)噪聲進(jìn)行測量。但是帶內(nèi)部分的信號和噪聲混雜在一起，在不中斷實際發(fā)生業(yè)務(wù)的情況下，如何分離信號和噪聲，是一個問題。當(dāng)前的一種常見做法是，在幀結(jié)構(gòu)設(shè)計中固定某些位置發(fā)送為0的信號序列，在接收端獲取這些位置的信號作為光纖鏈路噪聲信號，計算得到噪聲功率，從而計算得到osnr值。此方法較帶外噪聲法可以改善osnr精度。此方法我們這里稱為插零法，如圖2所示。

6、在光纖長距離傳輸中，由于各種光纖鏈路損傷，以及復(fù)雜組網(wǎng)中的多級濾波效應(yīng)，插零法需要面臨的一個問題是噪聲的有色畸變。比如由于需要對長距離傳輸后的收端數(shù)字信號進(jìn)行均衡處理，會導(dǎo)致鏈路白噪聲變成有色噪聲，從而導(dǎo)致基底噪聲估計的誤差偏離，使得osnr估計值精度下降。另外，符號間干擾isi也會導(dǎo)致形成有色噪聲。

7、本部分旨在為權(quán)利要求書中陳述的本技術(shù)的實施方式提供背景或上下文。此處的描述不因為包括在本部分中就承認(rèn)是已被公開的現(xiàn)有技術(shù)。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本技術(shù)的目的在于提供一種光信噪比的估計方法，降低噪聲在傳輸過程中受到的有色畸變，顯著提升鏈路osnr估計精度。

2、本技術(shù)公開了一種光信噪比的估計方法，包括：

3、在光信號序列的幀結(jié)構(gòu)的子幀中按照預(yù)定周期插入預(yù)定數(shù)量的連零序列，并將所述光信號序列發(fā)送到接收端；

4、所述接收端接收所述光信號序列并判斷所述光信號序列的當(dāng)前子幀是否包括連零序列；

5、如果是，獲取所述子幀中所述連零序列所在位置的信號，并去除該信號中的與所述子幀其他部分相鄰的部分信號以得到噪聲序列；

6、采用伯格算法對所述噪聲序列進(jìn)行噪聲白化處理，并計算噪聲白化處理后的噪聲序列的功率；

7、如不是，選擇所述子幀中部分位置的負(fù)載信號作為有效負(fù)載信號并計算所述有效負(fù)載信號的功率；以及

8、根據(jù)所述噪聲序列的功率和所述有效負(fù)載信號的功率計算所述光信噪比。

9、在一個優(yōu)選例中，所述噪聲白化處理進(jìn)一步包括：

10、對噪聲序列r進(jìn)行p階伯格估計，設(shè)所述噪聲序列的長度為n1，白化系數(shù)為am，m?1,2,...,p，初始化前向序列為efp0＝r，初始化后向序列為ebp0＝r，第m階系數(shù)則為

11、

12、其中，efpm＝efpm-1(2:end+kmebpm-1(1:end-1)；

13、ebpm＝ebpm-1(1:end-1)+kmefpm-1(2:end；

14、am＝[am-1；0]+km[0；conj(flipud(am-1)；

15、所述噪聲白化處理后的噪聲序列為r′＝conv(r,am)；

16、其中，efpm和ebpm是第m階迭代時的前向序列和后向序列，m?1,2,...,p。n是efpm和ebpm的序列下標(biāo)，當(dāng)?shù)趍階迭代時，下標(biāo)n的取值范圍為(0，n1-m)；conj()為取共軛函數(shù)，flipud為數(shù)據(jù)翻轉(zhuǎn)函數(shù)；conv()為卷積函數(shù)。

17、在一個優(yōu)選例中，所述伯格估計的p階的取值為1階或2階。

18、在一個優(yōu)選例中，計算噪聲白化處理后的噪聲序列的功率之后，進(jìn)一步包括：計算窗長內(nèi)的噪聲序列的功率的平均值作為所述噪聲序列的功率。

19、在一個優(yōu)選例中，選擇所述子幀中部分位置的負(fù)載信號作為有效負(fù)載信號并計算所述有效負(fù)載信號的功率，進(jìn)一步包括：計算窗長內(nèi)的有效負(fù)載信號的功率的平均值作為所述有效負(fù)載信號的功率。

20、在一個優(yōu)選例中，所述光信號序列的幀結(jié)構(gòu)包括多個幀，每個幀包括多個子幀，在每個幀的相同子幀的相同位置處中插入所述連零序列。

21、在一個優(yōu)選例中，根據(jù)所述噪聲序列的功率和所述有效負(fù)載信號的功率計算所述光信噪比，進(jìn)一步包括：根據(jù)所述噪聲序列的功率和所述有效負(fù)載信號的功率計算信噪比，并根據(jù)信噪比推算出光信噪比，所述光信噪比與所述信噪比的推算公式為：

22、

23、其中，osnr為光信噪比，snr為信噪比，bs為信號帶寬，bref為參考帶寬。

24、本技術(shù)還公開了一種光信噪比的估計系統(tǒng)，包括：

25、發(fā)送端，用于在光信號序列的子幀中按照預(yù)定周期插入預(yù)定數(shù)量的連零序列，并發(fā)送所述光信號序列；

26、接收端，用于接收所述光信號序列并判斷所述光信號序列的當(dāng)前子幀是否包括連零序列；如果是，獲取所述子幀中所述連零序列所在位置的信號，并去除該信號中的與所述子幀其他部分相鄰的部分信號以得到噪聲序列，采用伯格算法對所述噪聲序列進(jìn)行噪聲白化處理，并計算噪聲白化處理后的噪聲序列的功率；如不是，選擇所述子幀中部分位置的負(fù)載信號作為有效負(fù)載信號并計算所述有效負(fù)載信號的功率；并且根據(jù)所述噪聲序列的功率和所述有效負(fù)載信號的功率計算所述光信噪比。

27、本技術(shù)還公開了一種計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，所述計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)中存儲有計算機(jī)可執(zhí)行指令，所述計算機(jī)可執(zhí)行指令被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)前述所述的方法中的步驟。

28、本技術(shù)實施方式與現(xiàn)有技術(shù)相比，主要區(qū)別及其效果在于：

29、1)能夠降低噪聲在傳輸過程中受到的有色畸變，更加趨近于實際鏈路中的基底白噪聲。

30、2)顯著提升鏈路osnr估計精度，誤差控制在0.5db以內(nèi)。

31、3)實現(xiàn)簡單。

32、本技術(shù)的說明書中記載了大量的技術(shù)特征，分布在各個技術(shù)方案中，如果要羅列出本技術(shù)所有可能的技術(shù)特征的組合(即技術(shù)方案)的話，會使得說明書過于冗長。為了避免這個問題，本技術(shù)上述
技術(shù)實現(xiàn)要素：
中公開的各個技術(shù)特征、在下文各個實施方式和例子中公開的各技術(shù)特征、以及附圖中公開的各個技術(shù)特征，都可以自由地互相組合，從而構(gòu)成各種新的技術(shù)方案(這些技術(shù)方案均應(yīng)該視為在本說明書中已經(jīng)記載)，除非這種技術(shù)特征的組合在技術(shù)上是不可行的。例如，在一個例子中公開了特征a+b+c，在另一個例子中公開了特征a+b+d+e，而特征c和d是起到相同作用的等同技術(shù)手段，技術(shù)上只要擇一使用即可，不可能同時采用，特征e技術(shù)上可以與特征c相組合，則，a+b+c+d的方案因技術(shù)不可行而應(yīng)當(dāng)不被視為已經(jīng)記載，而a+b+c+e的方案應(yīng)當(dāng)視為已經(jīng)被記載。