本发明涉及多芯光纤芯间串扰抑制，尤其是指一种针对多芯光纤芯间串扰的抑制方法、系统和计算机可读存储介质。
背景技术：
1、随着信息技术高速发展，对通信技术的要求也在不断增加，提升光纤传输信息容量、减少光纤通信中的光学非线性效应是光纤通信领域发展的重要课题。
2、空分复用(space division multiplexing，简称sdm)技术是实现上述需求的突破口之一，该技术通过使用多个接收通道来同时接收所有传输的信号，并利用信号处理算法进行恢复和处理，能够降低光纤横截面单位面积光功率，减少传输过程中的光学非线性效应。不过，这项技术所采用的多芯光纤(multi-core fiber，简称mcf)虽然具有良好的适应性，但由于空间模式耦合等问题，不可避免的会产生芯间串扰，这会导致不同信道的信号之间出现相关性，引起信号失真。
3、目前业界主要采用多进多出数字信号处理(multiple-input multiple-outputdigital signal processing，简称mimo-dsp)技术对因芯间串扰造成的信号失真进行一定的补偿。但是，在采用强耦合多芯光纤(coupled-core multi-core fibers，简称cc-mcf)时，其芯间串扰具有较强的随机性，mimo-dsp很难降低因此造成的较高误码率。另外，采取提高mimo-dsp的抽头长度等手段虽然可以减低误码率，但是无法完全消除残留的芯间串扰，并且计算复杂度较高。
技术实现思路
1、为此，本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中的消除芯间串扰方法误码率较高且在采用cc-mcf时尤为明显的问题，提供了一种针对多芯光纤芯间串扰的抑制方法、系统和计算机可读存储介质，计算复杂度较低的同时，对信号失真进行了有效补偿，降低了误码率，提升了通信系统的可靠性和稳定性。
2、第一方面，为解决上述技术问题，本发明提供了一种针对多芯光纤芯间串扰的抑制方法，包括下列步骤：
3、对经过n芯光纤传递的2n偏振态信号在接收侧进行正交分量的信号分集处理，得到4n维向量信号；
4、对所述4n维向量信号进行统计计算得到所述4n维向量信号各自维度的簇均值和协方差；
5、基于所述簇均值和所述协方差构造多维高斯空间，得到多维空间概率密度函数；
6、对所述多维空间概率密度函数进行计算，得到所述4n维向量信号中各信号点与所述多维高斯空间中各个簇之间的对应概率；
7、基于所述对应概率确定所述信号点各自最有可能属于的所述簇的符号；基于所述符号进行符号判决，得到判决结果。
8、在本发明的一个实施例中，在接收侧基于mimo处理得到经过n芯光纤传递的2n偏振态信号，将所述2n偏振态信号视为2n组复值序列信号，对所述2n组复值序列信号进行正交分量的信号分集处理，得到所述4n维向量信号。
9、在本发明的一个实施例中，对所述2n组复值序列信号进行正交分量的信号分集处理的方法为：对所述2n组复值序列信号进行实部、虚部分离，得到4n组实值序列，将所述4n组实值序列中的每组实值序列均视为一个新维度，得到所述4n维向量信号。
10、在本发明的一个实施例中，得到所述4n维向量信号中各信号点与所述多维高斯空间中各个簇之间的对应概率之后，进行i、q分量合成处理，得到所述2n偏振态信号中各信号点与所述多维高斯空间中各个簇之间的对应概率，基于该对应概率确定所述2n偏振态信号中信号点各自最有可能属于的所述簇的符号，基于该符号进行符号判决，得到所述2n偏振态信号中各信号点的判决结果。
11、在本发明的一个实施例中，对所述4n维向量信号进行统计计算的方法为：结合信号发送侧提供的参考信号，对所述4n维向量信号进行协方差矩阵计算，再基于聚类算法进行处理，得到所述4n维向量信号各自维度的簇均值和协方差。
12、在本发明的一个实施例中，所述聚类算法为m维聚类算法，基于所述m维聚类算法进行处理得到所述簇均值和所述协方差，基于所述簇均值和所述协方差构造的所述多维高斯空间为m维高斯空间；所述m维高斯空间的个数为a，且m*a＝4n。
13、在本发明的一个实施例中，基于所述簇均值和所述协方差构造所述多维高斯空间之后，结合所述参考信号和所述4n维向量信号，计算每个星座图符号的协方差矩阵，得到所述多维空间概率密度函数，所述多维空间概率密度函数f(x)为：
14、
15、其中，cov为协方差矩阵，e为自然常数，μ为所述簇均值，x为未经处理的所述4n维向量信号，t表示转置；所述簇均值μ为：
16、
17、其中，data(i)为n*4n维数据簇组，n为所述n*4n维数据簇组的簇内数据点数。
18、在本发明的一个实施例中，对所述多维空间概率密度函数进行对数似然比计算，得到所述4n维向量信号中各信号点与所述多维高斯空间中各个簇之间的对应概率。
19、第二方面，为解决上述技术问题，本发明还提供了一种针对多芯光纤芯间串扰的抑制系统，包括：
20、信号分集处理模块，对经过n芯光纤传递的2n偏振态信号在接收侧进行正交分量的信号分集处理，得到4n维向量信号；
21、簇均值和协方差计算模块，对所述4n维向量信号进行统计计算得到所述4n维向量信号各自维度的簇均值和协方差；
22、概率密度函数计算模块，基于所述簇均值和所述协方差构造多维高斯空间，得到多维空间概率密度函数；
23、对应概率计算模块，对所述多维空间概率密度函数进行计算，得到所述4n维向量信号中各信号点与所述多维高斯空间中各个簇之间的对应概率；
24、符号判决模块，基于所述对应概率确定所述信号点各自最有可能属于的所述簇的符号；基于所述符号进行符号判决，得到判决结果。
25、第三方面，为解决上述技术问题，本发明还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现所述的一种针对多芯光纤芯间串扰的抑制方法的步骤。
26、本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下有益效果：
27、本发明提供了一种针对多芯光纤芯间串扰的抑制方法、系统和计算机可读存储介质，基于正交分量的信号分集处理将n芯光纤传递的2n偏振态信号处理为4n维向量信号，再将芯间串扰映射到多维空间模拟高斯分布进行软判决，计算复杂度较低的同时，对信号失真进行了有效补偿，降低了误码率，提升了通信系统的可靠性和稳定性。
1.一种针对多芯光纤芯间串扰的抑制方法，其特征在于，包括下列步骤：
2.根据权利要求1所述的一种针对多芯光纤芯间串扰的抑制方法，其特征在于，在接收侧基于mimo处理得到经过n芯光纤传递的2n偏振态信号，将所述2n偏振态信号视为2n组复值序列信号，对所述2n组复值序列信号进行正交分量的信号分集处理，得到所述4n维向量信号。
3.根据权利要求2所述的一种针对多芯光纤芯间串扰的抑制方法，其特征在于，对所述2n组复值序列信号进行正交分量的信号分集处理的方法为：
4.根据权利要求1所述的一种针对多芯光纤芯间串扰的抑制方法，其特征在于，得到所述4n维向量信号中各信号点与所述多维高斯空间中各个簇之间的对应概率之后，进行i、q分量合成处理，得到所述2n偏振态信号中各信号点与所述多维高斯空间中各个簇之间的对应概率，基于该对应概率确定所述2n偏振态信号中信号点各自最有可能属于的所述簇的符号，基于该符号进行符号判决，得到所述2n偏振态信号中各信号点的判决结果。
5.根据权利要求1所述的一种针对多芯光纤芯间串扰的抑制方法，其特征在于，对所述4n维向量信号进行统计计算的方法为：
6.根据权利要求5所述的一种针对多芯光纤芯间串扰的抑制方法，其特征在于，所述聚类算法为m维聚类算法，基于所述m维聚类算法进行处理得到所述簇均值和所述协方差，基于所述簇均值和所述协方差构造的所述多维高斯空间为m维高斯空间；所述m维高斯空间的个数为a，且m*a＝4n。
7.根据权利要求5所述的一种针对多芯光纤芯间串扰的抑制方法，其特征在于，基于所述簇均值和所述协方差构造所述多维高斯空间之后，结合所述参考信号和所述4n维向量信号，计算每个星座图符号的协方差矩阵，得到所述多维空间概率密度函数，所述多维空间概率密度函数f(x)为：
8.根据权利要求1所述的一种针对多芯光纤芯间串扰的抑制方法，其特征在于，对所述多维空间概率密度函数进行对数似然比计算，得到所述4n维向量信号中各信号点与所述多维高斯空间中各个簇之间的对应概率。
9.一种针对多芯光纤芯间串扰的抑制系统，其特征在于，包括：
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-8任意一项所述的一种针对多芯光纤芯间串扰的抑制方法的步骤。
