用于估计接收信号序列的方法和装置与流程

本公开一般性地涉及通信领域，并且更特别地，涉及一种用于估计接收信号序列的方法和装置。

背景技术

一般而言，通过对接收机带宽的良好设计，单极性信号可以被变换为双极性信号进行传输。归因于这样的信号变换或整形机制，有可能在常规的窄带宽组件(例如，10g带宽的光发射机和光接收机)上承载更高速率(例如，25gb/s以及甚至40gb/s)的数据信号以适应于未来的接入系统。但是，由于窄带宽组件将对高速率信号产生低通滤波效应，这造成了信号的部分响应，从而在接收机处将接收到严重失真的信号序列。这将降低通信系统的性能，甚至导致通信失败。

技术实现要素：

本公开的实施例提供了一种在接收机处实施的方法和装置、一种计算机程序产品、以及一种接收机。

在本公开的第一方面，提供了一种在接收机处实施的方法。该接收机被配置为通过带宽受限的信道来接收信号序列。该方法包括：对接收机已知的训练序列进行双极性变换以获得参考序列；获得训练序列经过信道的传输和双极性变换后的失真训练序列；基于参考序列和失真训练序列来确定信道的信道系数序列；获得信号序列经过信道的传输和双极性变换后的失真信号序列；以及基于信道系数序列和失真信号序列来确定信号序列的估计。

在一些实施例中，对训练序列进行双极性变换以获得参考序列包括：将二进制序列变换为双二进制序列；或者将四阶脉冲幅度调制(pam4)序列变换为双极性pam4序列。

在一些实施例中，确定信道的信道系数序列包括执行以下动作至少一次：基于失真训练序列与信道的当前信道系数序列的卷积获得中间训练序列；将中间训练序列和参考序列的差异与阈值比较；以及响应于确定差异大于阈值，调节当前信道系数序列。

在一些实施例中，确定信号序列的估计包括：使用最大似然序列估计算法来确定信号序列的估计。

在一些实施例中，使用最大似然序列估计算法来确定信号序列的估计包括：将信道系数序列和失真信号序列作为最大似然序列估计算法的输入来确定信号序列的估计。

在一些实施例中，使用最大似然序列估计算法来确定信号序列的估计包括：基于信道系数序列对失真信号序列进行失真补偿；确定无失真双极性信道的无失真信道系数序列；以及将经过失真补偿的失真信号序列和无失真信道系数序列作为最大似然序列估计算法的输入来确定信号序列的估计。

在本公开的第二方面，提供了一种通信设备。该通信设备包括被配置为通过带宽受限的信道来接收信号序列的接收机。该通信设备包括至少一个处理器以及包括计算机可执行指令的至少一个存储器。至少一个存储器和计算机可执行指令被配置为，与至少一个处理器一起，使得该通信设备：对接收机已知的训练序列进行双极性变换以获得参考序列；获得训练序列经过信道的传输和双极性变换后的失真训练序列；基于参考序列和失真训练序列来确定信道的信道系数序列；获得信号序列经过信道的传输和双极性变换后的失真信号序列；以及基于信道系数序列和失真信号序列来确定信号序列的估计。

在本公开的第三方面，提供了一种计算机程序产品。该计算机程序产品被有形地存储在非易失性计算机可执行介质上并且包括机器可执行指令。该机器可执行指令在被执行时使得机器执行根据第一方面的方法的步骤。

在本公开的第四方面，提供了一种在通信设备中使用的接收机。该接收机包括双极性变换模块、信道估计模块和信号估计模块。双极性变换模块被配置为对接收机已知的训练序列进行双极性变换以获得参考序列。信道估计模块被配置为获得训练序列经过信道的传输和双极性变换后的失真训练序列，并且基于参考序列和失真训练序列来确定信道的信道系数序列。信号估计模块被配置为获得信号序列经过信道的传输和双极性变换后的失真信号序列，并且基于信道系数序列和失真信号序列来确定信号序列的估计。

附图说明

通过参考附图阅读下文的详细描述，本公开的实施例的上述以及其他目的、特征和优点将变得容易理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本公开的若干实施例，其中：

图1示出了使用带宽受限信道来传输高速率信号的示例性场景。

图2示出了常规的信号估计模块的示例配置。

图3示出了仿真的在不同信道响应的情况下的不同眼图。

图4示出了根据本公开的实施例的接收架构的示意性框图。

图5示出了根据本公开的实施例的频谱变换的原理图。

图6示出了根据本公开的实施例的在接收机处实施的方法的流程图。

图7示出了根据本公开的实施例的确定信号序列的估计的一种实施例。

图8示出了根据本公开的实施例的确定信号序列的估计的另一实施例。

图9示出了适合实现本公开的实施例的设备的框图。

图10示出了根据本公开的实施例与常规方案的仿真的性能比较曲线图。

图11示出了根据本公开的实施例与常规方案的仿真的另一性能比较曲线图。

图12示出了根据本公开的实施例的一种实验测试的曲线图。

图13示出了根据本公开的实施例的另一实验测试的曲线图。

贯穿所有附图，相同或者相似的参考标号被用来表示相同或者相似的元件。

具体实施方式

下面将参考附图中所示出的若干示例性实施例来描述本公开的原理和精神。应当理解，描述这些具体的实施例仅是为了使本领域的技术人员能够更好地理解并实现本公开，而并非以任何方式限制本公开的范围。

在本公开的实施例的描述中，术语“包括”及其类似用语应当理解为开放性包含，即“包括但不限于”。术语“基于”应当理解为“至少部分地基于”。术语“一个实施例”或“该实施例”应当理解为“至少一个实施例”。术语“第一”、“第二”等等可以指代不同的或相同的对象。下文还可能包括其他明确的和隐含的定义。

在此使用的术语“终端设备”或“用户设备”(ue)是指能够与基站之间或者彼此之间进行无线通信的任何终端设备。作为示例，终端设备可以包括移动终端(mt)、订户台(ss)、便携式订户台(pss)、移动台(ms)或者接入终端(at)，以及车载的上述设备。终端设备可以是任意类型的移动终端、固定终端或便携式终端，包括移动手机、站点、单元、设备、多媒体计算机、多媒体平板、互联网节点、通信器、台式计算机、膝上型计算机、笔记本计算机、上网本计算机、平板计算机、个人通信系统(pcs)设备、个人导航设备、个人数字助理(pda)、音频/视频播放器、数码相机/摄像机、定位设备、电视接收器、无线电广播接收器、电子书设备、游戏设备、智能电表、计量仪或可用于mtc通信的其他智能电器、或者上述的任意组合。在本公开的上下文中，为讨论方便之目的，术语“终端设备”和“用户设备”可以互换使用。

在此使用的术语“网络设备”是指在基站或者通信网络中具有特定功能的其他实体或节点。“基站”(bs)可以表示节点b(nodeb或者nb)、演进节点b(enodeb或者enb)、远程无线电单元(rru)、射频头(rh)、远程无线电头端(rrh)、中继器、或者诸如微微基站、毫微微基站等的低功率节点等等。基站的覆盖范围、即能够提供服务的地理区域被称为小区。在本公开的上下文中，为讨论方便之目的，术语“网络设备”和“基站”可以互换使用，并且可能主要以enb作为网络设备的示例。

图1示出了使用带宽受限信道来传输高速率信号的示例性场景100。如图1中所示出的，通过将常规的单极性信号序列(例如，开关键控信号ook或脉冲幅度调制pam4信号)变换为双极性信号序列(例如，双二进制信号或双极性pam4信号)来进行传输/检测的架构190被示出，其使用10g带宽的发射设备130-133和接收设备150来传输25gb/s/波长的信号。

如所示出的，由第一处理板至第四处理板110-113生成的单极性信号序列(例如，ook信号)可以经由25g接口120-123传输到使用虚线框表示的双极性发射接收架构190。双极性发射接收架构190可以包括四个10g发射机130-133，它们将第一处理板至第四处理板110-113的信号转换为10g带宽的信号以通过光链路140传输到10g带宽的接收机150。

此后，信号可以经过由直接检测模块160、信号估计模块161、前向纠错模块162来进行物理解码和纠错，从而恢复出25g带宽的单极性信号。接着，25g带宽的单极性信号通过25g接口170传输到接收端的第五处理板180，以进行进一步的信号处理。

由此可见，在图1中所示出的常规方案中，从(例如，光网络单元onu中的)发射机130-133发出的单极性信号将在(例如，光线路终端olt中的)接收机150中被变换为双极性信号，从而在直接检测模块160中导致不佳的误比特率ber。为了补偿窄带宽(例如，10g)组件对高速率信号(例如，25g)的低通滤波效应所引起的部分响应，可以使用高级的智能算法来改进对具有严重失真的接收信号序列进行的估计的正确性。例如，信号估计模块161可以使用最大似然序列估计mlse算法来改进信号序列估计的正确性。

应当注意，图1中为了简单仅示出了与本公开的实施例相关的组件或模块，在其他实施例中，示例性场景100可以包括更多或更少的组件或模块。此外，尽管图1中示出了特定数目的组件或模块，但是在其他实施例中，这些模块或组件的数目可能更多或更少。

图2示出了常规的信号估计模块161的示例配置。如图2中所示出的，信号估计模块161可以包括估计器初始化模块210和估计器模块220。估计器初始化模块210可以提供预设功能230以设置估计器模块220进行信号序列估计的预设条件。

如所示出的，估计器初始化模块210可以接收一个或多个预输入。图2中示例性地描绘了第一预输入211、第二预输入212和第三预输入213。通常，第一预输入211可以是双极性信道系数序列，其在常规的信号估计模块161中被设置为理想值(例如，[1,1])。第二预输入212可以是单极性序列(例如，ook或pam4序列)的星座图，其在图2的示例中被设置为[01]。第三预输入213可以是回溯深度，其在图2的示例中被设置为20。当然，估计器初始化模块210也可以接收更多或更少的预输入。基于这些预输入，估计器初始化模块210实现对估计器220的初始化。

一方面，估计器220被估计器初始化模块210初始化，该初始化基于上述第一预输入211、第二预输入212和第三预输入213。另一方面，估计器220接收失真信号序列214。基于估计器初始化模块210进行的初始化和失真信号序列214，估计器220可以例如通过估计算法来确定信号序列的估计215。在很多情况下，估计器220可以采用mlse算法来确定信号序列的估计215。

应当注意，图2为了简单仅示出了与本公开的实施例相关的组件或模块。在其他实施例中，信号估计模块161可以包括更多或更少的组件或模块。此外，尽管图2中示出了特定数目的组件或模块，但是在其他实施例中，这些模块或组件的数目可能更多或更少。再者，尽管图2中示出了各种输入输出的具体序列值，但是本领域的技术人员将理解，这些序列值仅是示意性的并且在其他实施例中可以具有不同的其他序列值。

在信号估计模块161采用mlse算法的情况下，基于mlse的双极性信号序列估计的准确性非常依赖于信道系数的准确性。在最为理想的情况中，信道带宽适合于将单极性信号无失真地变换为双极性信号，这样的信道系数例如是[1,1]。因此，在常规的信号估计模块161中，例如在估计器初始化模块210处的第一预输入211将信道系数预设为理想情况下的取值(例如，[1,1])。但是，显然这无法准确地表现真实的信道。

事实上，例如在无源光网络pon系统中，许多光网络单元onu的真实信道条件彼此之间可能非常不同。为了直观地表现出不同的真实信道对接收系统的影响。图3示出了仿真的在不同信道(例如，onu到olt的信道)响应的情况下的不同眼图。

在图3中，横坐标表示归一化的频率，纵坐标表示量级。参考标记310-330表示四种不同的信道响应。参考标记311-341分别表示经过这些不同信道之后的眼图，右上角的参考标记350表示在经过信道之前的单极性信号(例如，ook信号)的眼图。在仿真过程中，保持信号估计模块161中的预设信道系数为[1,1]不变，同时使信道响应从310变化到330，然后监测ber。

从图3可以看出，首先不同的信道响应310-330以直接检测方式给出了不同的双二进制波形。其次，在未反映出真实信道的不准确信道系数的情况下，估计算法(例如，mlse)将不能保证可以帮助改进信号序列估计的正确性，或者它将造成更坏的检测结果。换句话说，估计算法(例如，mlse)由于不准确的信道系数估计而不能提供稳定的效率。

为了至少部分地解决上述以及其他潜在问题，本公开的实施例提出了一种在接收机处实施的方法和装置，用以改进估计算法(例如，mlse)并且使得估计算法更加有效和强大。通过本公开的实施例，在未来的pon中不仅可以实现双二进制格式的信号，甚至可以实现双极性pam4信号，从而使得每波长的容量加倍。由此，可以通过使用10g等级的设备来实现50gb/s的信号传输。

如上文所讨论的，在进行双极性变换的传输系统中，接收端不令人满意的单极性信号(例如，pam4信号)恢复主要是由于对双极性信道的非常不准确的信道估计所导致的。因此，在本公开的实施例中，在使用估计算法(例如，mlse)之前引入了双极性信道估计模型并且向其指配准确的信道系数来帮助改进最终的单极性信号(例如，pam4信号)的估计正确性。

在一些实施例中，引入了“中间级”来产生标准的双极性信号(例如，双极性pam4信号)以增大最终单极性信号(例如，pam4信号)恢复的准确性，并且避免了噪声增强效应。下面结合图4和图5来描述本公开的实施例的基本思想。

图4示出了根据本公开的实施例接收架构的示意性框图400。如图4中所示出的，一个或多个10g带宽的发射机410-411可以将高速率(例如50gb/s)的信号序列(例如，ook或pam4序列)401发射到光链路420上。

在接收机430处，10g带宽的直接检测器431可以对接收的信号进行直接检测。然后，所检测的信号可以经过模数转换模块adc432进行模数转换。所得的数字信号序列此后经过根据本发明的实施例的信道估计辅助的信号估计模块440来确定信号序列的估计215。此后，确定的信号序列的估计215被输入到前向纠错模块436从而恢复所发射的高速率(例如，50gb/s)的信号序列401。

根据本公开的实施例，信道估计辅助的信号估计模块440可以包括信道估计模块433、双极性变换模块434和信号估计模块435。上文中提到的“中间级”例如可以包括这些模块中的信道估计模块433和双极性变换模块434。它们与信号估计模块435配合操作从而可以实现对接收信号序列的改进的估计。

具体地，信道估计模块433可以估计双极性信道的信道系数，以学习并且填补真实双极性信道与标准双极性信道之间的“差距”，而不是像常规的方案那样使用不变的默认信道系数。双极性变换模块434可以提供经双极性变换的训练序列来进行信道系数的学习，而不是像常规的估计方案那样使用直接单极性的训练序列，从而避免了噪声增强效应。在“中间级”提供的这些功能的基础上，信号估计模块435可以使用经学习的信道系数来确定所传输的单极性信号序列(例如，ook或pam4序列)的估计。

由此可见，在图4所示的实施例中，发射机410-411可以发射单极性信号序列，例如ook或pam4信号。在接收机430处，在进行信号序列估计之前，将首先通过信道估计模块433实施信道估计，并且将其馈送给信号估计模块435(例如，作为mlse的信道系数预输入)以替代常规方案中的默认值(例如，[1,1])。基于学习的经更新的信道模型，根据标准的双极性参考信号序列(例如，pam4参考信号)，失真的双极性信号将被补偿成为经补偿的双极性信号。然后，信号估计模块435将根据所馈入的信道系数来确定单极性信号(例如，pam4或ook)的最为可能的估计序列215。

因此，本公开的实施例的信道估计辅助的信号估计模块440可以针对每个个体的信道(例如，onu)智能地学习特定的信道系数，并且还可以在受热、老化或其他波动的情况下自适应地更新信道系数。此外，它对不同的信号格式(例如，ook或pam4)是透明的。下面结合图5的频谱变换图来描述本公开的实施例的一般原理。

图5示出了根据本公开的实施例的频谱变换的原理图500。如图5中示出的，频谱510表示在传输之前的原始信号的频谱。频谱520表示窄带宽传输设备的带宽频谱，其相比于信号的速率或波特率具有不足的带宽。频谱530表示通过窄带宽传输设备接收的信号频谱，其显示了信号通过窄带宽的传输设备之后严重变形的信号频谱。

频谱540也表示通过窄带宽传输设备接收的信号频谱，频谱541表示在频谱540的基础上恢复原始信号频谱所需要补充频谱部分。频谱550也表示通过窄带宽传输设备接收的信号频谱，频谱551表示通过标准双极性信号的“中间级”进行补偿之后的信号频谱。频谱560表示频谱551再经过mlse估计之后所恢复出的信号频谱。

由此可见，通过根据本公开的实施例的这种“中间级”的设置，可以将后级的估计算法(例如，mlse估计)的性能最大化，同时将噪声的影响最小化。应当注意，尽管图5中标示出了特定的频率值，但是这些频率值仅是示意性的，在其他实施例中可以具有不同的频率值。本公开的实施例不被这些具体的频率值所限制。

下面参考图6并且结合图7来描述根据本公开的实施例的在接收机430处实施的方法。图6示出了根据本公开的实施例的在接收机430处实施的方法600的流程图。图7示出了根据本公开的实施例的信号序列估计的一种实施例。

如图7中所示出的，图7的实施例中的信道估计辅助的信号估计模块440在结构上类似于图2中所描绘的信号估计模块161。与图2不同的是，估计器初始化模块210和估计器模块220根据本公开的实施例的思想进行了改进。在图7中示出的实施例中，上文提到的“中间级”的多种功能由估计器初始化模块210统一来实现。但是将理解，在其他实施例中，“中间级”的这些功能也可以由信道估计辅助的信号估计模块440(甚至是接收机430)中的不同的模块或组件来完成。

应当注意，图7为了简单仅示出了与本公开的实施例相关的组件或模块，在其他实施例中，信道估计辅助的信号估计模块440可以包括更多或更少的组件或模块。此外，尽管图7中示出了特定数目的组件或模块，但是在其他实施例中，这些模块或组件的数目可能更多或更少。再者，尽管图7中示出了各种输入输出的具体序列值，但是本领域的技术人员将理解，这些序列值仅是示意性的并且在其他实施例中可以具有不同的其他序列值。

返回参考图6，在一些实施例中，图6中的方法600可以由在接收机430处实施的信道估计辅助的信号估计模块440的估计器初始化模块210和估计器模块220来执行。在其他实施例中，方法600也可以由接收机430中的任何适合的一个或多个模块或组件来执行。

在框610处，估计器初始化模块210对接收机430已知的训练序列701进行双极性变换以获得参考序列702。在一些实施例中，这种双极性变换可以包括将二进制序列(例如，ook序列)变换为双二进制序列(例如，db序列)，或者将四阶脉冲幅度调制(pam4)序列变换为双极性pam4序列。

在框615处，估计器初始化模块210获得训练序列701经过信道的传输和双极性变换后的失真训练序列703。具体地，在一些实施例中，图4中的发射机410、411可以在光链路420上发射已知的训练序列701，从而估计器初始化模块210可以在接收机430处接收到经过信道的传输和双极性变换后的失真训练序列703。在其他实施例中，训练序列701也可以由其他模块或组件发射到信道上以传输到接收机430。

在框620处，估计器初始化模块210基于参考序列702和失真训练序列703来确定信道的信道系数序列704。在一些实施例中，估计器初始化模块210可以通过一种迭代过程来对信道的信道系数序列704进行学习。

具体地，如图7中所示出的，估计器初始化模块210可以通过将失真训练序列703通过延迟模块710的处理之后与当前信道系数序列(a0，a1，a2……)经由乘法器720相乘并通过求和器730求和，从而得到中间训练序列(未示出)。然后，中间训练序列通过在误差函数模块740中与参考序列702进行比较。具体地，误差函数模块740将中间训练序列和参考序列702的差异与阈值比较。应当理解，此处的阈值可以根据实施环境和/或设计目标来预先设置。

进一步地，判断模块750可以判断中间训练序列和参考序列702的差异是否小于阈值。如果差异小于或等于阈值则表示对信道系数的学习过程收敛，则判断模块750可以将当前信道系数序列(a0，a1，a2……)作为信道系数序列704输出给估计器模块220。

如果差异大于阈值，则表示对信道系数的学习过程尚未收敛。在这种情况下，估计器初始化模块210可以调节当前信道系数序列(a0，a1，a2……)。该调节例如可以通过图7中所列出的公式来进行，其中μ表示预设的常数值，e表示预设的阈值，i表示迭代的次数。应当注意，估计器初始化模块210通过该具体的公式来调节当前信道系数序列(a0，a1，a2……)仅是一种具体的示例。本领域的技术人员将理解，在其他实施例中，当前信道系数序列(a0，a1，a2……)可以通过任何适合的方式被调节以使得信道系数的学习过程收敛。

返回参考图6，在框625处，估计器模块220获得信号序列401经过信道的传输和双极性变换后的失真信号序列214。具体地，图4中的发射机410、411可以在光链路420上发射信号序列401，从而估计器模块220可以在接收机430中接收到经过信道的传输和双极性变换后的失真信号序列214。

在框630处，估计器模块220基于信道系数序列704和失真信号序列214来确定信号序列的估计215。例如，在使用mlse算法的情况下，估计器模块220可以将信道系数序列704和失真信号序列214作为mlse算法的输入来确定信号序列的估计215。

应当理解，估计器模块220还可以使用其他的方式来确定信号序列的估计215。下面结合图8来描述估计器模块220确定信号序列的估计215的另一实施例。图8中的大多数模块或组件与图7中相同或类似，因此将不再对它们进行重复描述。

如所示出的，图8与图7的区别主要在于，在当前信道系数序列(a0，a1，a2……)被判断模块750确定为收敛时，估计器初始化模块210不是通过判断模块750向估计器模块220提供当前信道系数序列(a0，a1，a2……)作为信道系数序列704，而是在估计器初始化模块210内部通过基于信道系数序列704，即当前信道系数序列(a0，a1，a2……)，来对失真信号序列214进行失真补偿，然后将经过失真补偿的失真信号序列801输入到估计器模块220。

为此，与图7中不同，失真信号序列214被输入到估计器初始化模块210。此外，还向估计器模块220增加了第四预设输入802，其是默认的双极性信道系数。换句话说，在图8所示出的实施例中，估计器模块220可以类似于常规的估计器进行操作。这是因为，输入到估计器模块220已经是基于学习的信道系数704经过补偿的信号序列801。

因此，在估计器模块220使用mlse算法的情况下，估计器模块220可以确定无失真双极性信道的无失真信道系数序列802(例如，作为第四预输入)，并且以经过失真补偿的失真信号序列801和无失真信道系数序列802作为mlse算法的输入来确定信号序列的估计215。

图9示出了适合实现本公开的实施例的设备900的框图。在一些实施例中，设备900可以用来实施根据本公开的在接收机430处实施的方法600。在其他实施例中，设备900可以用来实施图4或者图7中示出的信道估计辅助的信号估计模块440或者它的一部分。

如图9中所示出的，设备900包括控制器910。控制器910控制设备900的操作和功能。例如，在某些实施例中，控制器910可以借助于与其耦合的存储器920中所存储的指令930来执行各种操作。存储器920可以是适用于本地技术环境的任何合适的类型，并且可以利用任何合适的数据存储技术来实现，包括但不限于基于半导体的存储器件、磁存储器件和系统、光存储器件和系统。尽管图9中仅示出了一个存储器模块，但是在设备900中可以存在多个物理不同的存储器模块。

控制器910可以是适用于本地技术环境的任何合适的类型，并且可以包括但不限于通用计算机、专用计算机、微控制器、数字信号控制器(dsp)以及基于控制器的多核控制器架构中的一个或多个多个。设备900也可以包括多个控制器910。控制器910与收发器940耦合，收发器940可以借助于一个或多个天线950和/或其他部件来实现信息的接收和发送。

当设备900充当图4、图7或图8中描绘的信道估计辅助的信号估计模块440时，控制器910和收发器940可以配合操作，以实现上文参考图6所描述的方法600。上文参考图4至图8所描述的所有特征均适用于设备900，此处不再赘述。

图10示出了根据本公开的实施例与常规方案的仿真的性能比较曲线图。如图10中所示出的，横坐标表示以分贝db为单位的信噪比snr，纵坐标表示误比特率ber。图10的左下角插图中的曲线1001表示在给定信道系数的情况下的信道脉冲响应，而曲线1002表示理想的双二进制的脉冲响应。

此外，曲线1003表示不进行任何处理的直接检测方案的ber随snr的变化曲线。曲线1004表示使用前馈均衡器ffe方案(具有基于最小均方lms算法的8抽头有限脉冲响应fir滤波器)的ber随snr的变化曲线。曲线1005表示使用默认双二进制信道系数的mlse方案的ber随snr的变化曲线。曲线1006表示根据本公开的实施例的使用学习得到的信道系数的mlse方案的ber随snr的变化曲线。

从图10中可以清楚地看出，根据本公开的实施例的方案可以在相同的信噪比条件下实现更低的误比特率，特别是在snr较高时。因此，根据本公开的实施例的方案相对于仿真的其他方案可以实现更优的性能。

图11示出了根据本公开的实施例与常规方案的仿真的另一性能比较曲线图。如图11中所示出的，横坐标表示以dbm为单位的接收信号功率，纵坐标表示误比特率ber。

在图11中，曲线1101和曲线1102分别表示不进行任何处理的直接检测方案经过20km光纤传输和不进行光纤传输的ber随接收信号功率的变化曲线。曲线1103和曲线1104分别表示使用前馈均衡器ffe方案(具有基于最小均方lms算法的8抽头有限脉冲响应fir滤波器)经过20km光纤传输和不进行光纤传输的ber随接收信号功率的变化曲线。曲线1105和曲线1106分别表示使用默认双二进制信道系数的mlse方案经过20km光纤传输和不进行光纤传输的ber随接收信号功率的变化曲线。曲线1107和曲线1108分别表示根据本公开的实施例的使用学习得到的信道系数的mlse方案经过20km光纤传输和不进行光纤传输的ber随接收信号功率的变化曲线。

从图11中可以清楚地看出，由于较强的带宽滤波，信号强烈地失真并且即时使用直接mlse也难以分辨。但是利用根据本公开的实施例进行恰当的信道补偿和改进的mlse，可以实现显著的改进。也就是说，根据本公开的实施例的方案可以在相同的接收信号功率的情况下实现更低的误比特率，特别是在接收信号功率较高时。

图12示出了根据本公开的实施例的一种实验测试的曲线图。如图12中所示出的，横坐标表示以ghz为单位的频率，纵坐标表示以分贝db为单位的归一化量级。参考标记1201示出了直接接收的眼图，参考标记1202示出了在信道学习之后的眼图，参考标记1203示出了学习得到的信道脉冲响应。

在该实验测试中，10g-b/spam4(即，20gb/s比特率)被发射到具有2.7ghz@3db带宽的直接调制激光器dml中。如参考标记1201所示出的，直接接收的双二进制pam4眼图显示出较差的性能。但是，如参考标记1202所示出的，在信道学习之后的眼图可以得到改进。具体地，ber从1.2e-1(即1.2×10^-3)改进到5.2e-3。在此之后，mlse被实施并且ber进一步被减小到低于3e-3从而满足特定的前向纠错fec阈值要求。这表明了可以使用仅2.5g等级的发射机和接收机来达到20gb/s的信号速率，实现了8倍的频谱效率。

图13示出了根据本公开的实施例的另一实验测试的曲线图。如图13中所示出的，横坐标表示以ghz为单位的频率，纵坐标表示以分贝db为单位的归一化量级。参考标记1301示出了直接接收的眼图，参考标记1302示出了在信道学习之后的眼图，参考标记1303示出了学习得到的信道脉冲响应。

在该实验测试中，25g-b/spam4(即，50gb/s比特率)被挤压到具有端到端4.6ghz@3db带宽受限信道。如参考标记1301所示出的，直接接收的双二进制pam4眼图显示出较差的性能。但是，如参考标记1302所示出的，在信道学习之后的眼图可以得到改进。具体地，ber从1e-1改进到2e-3。在此之后，mlse被实施并且ber进一步被减小到低于6e-4。相比之下，使用默认信道系数的常规mlse仅将ber降低到5e-2。

上述的仿真和实验表明，本公开的实施例通过在信号序列估计之前实施自适应的信道学习，可以显著地改进经过双极性变换的信号序列的估计准确性。通过本公开的实施例，可以在使用2.7g-3db带宽的dml激光器的情况下针对双极性pam4信号在ber为3.8e-3的条件下实现峰值20gb/s的数据传输，并且可以使用常规的10ghz带宽的设备以4.6g-3db带宽下实现50gb/s的数据传输。此外，本公开的实施例在变化的信道系数下改进纠错方面是同样有效的。也就是说，本公开的实施例对于不同的通信设备(例如，pon系统中的onu)是自适应和智能的，特别是在上行链路方向上。

如本文所使用的，术语“确定”涵盖各种各样的动作。例如，“确定”可以包括运算、计算、处理、导出、调查、查找(例如，在表格、数据库或另一数据结构中查找)、查明等。此外，“确定”可以包括接收(例如，接收信息)、访问(例如，访问存储器中的数据)等。此外，“确定”可以包括解析、选择、选取、建立等。

应当注意，本公开的实施例可以通过硬件、软件或者软件和硬件的结合来实现。硬件部分可以利用专用逻辑来实现；软件部分可以存储在存储器中，由适当的指令执行系统，例如微处理器或者专用设计硬件来执行。本领域的技术人员可以理解上述的设备和方法可以使用计算机可执行指令和/或包含在处理器控制代码中来实现，例如在可编程的存储器或者诸如光学或电子信号载体的数据载体上提供了这样的代码。

此外，尽管在附图中以特定顺序描述了本公开的方法的操作，但是这并非要求或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些操作，或是必须执行全部所示的操作才能实现期望的结果。相反，流程图中描绘的步骤可以改变执行顺序。附加地或备选地，可以省略某些步骤，将多个步骤组合为一个步骤执行，和/或将一个步骤分解为多个步骤执行。还应当注意，根据本公开的两个或更多装置的特征和功能可以在一个装置中具体化。反之，上文描述的一个装置的特征和功能可以进一步划分为由多个装置来具体化。

虽然已经参考若干具体实施例描述了本公开，但是应当理解，本公开不限于所公开的具体实施例。本公开旨在涵盖所附权利要求的精神和范围内所包括的各种修改和等效布置。