CN107046445B - 谐波失真分离方法、非线性特性确定方法、装置和*** - Google Patents

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Abstract

一种谐波失真分离方法、非线性特性确定方法、装置和***，该谐波失真分离方法包括：利用待测***的非线性模型的无记忆非线性传递函数的多组的输入功率、输出功率和基波幅度，确定固有谐波和生成谐波的相位差；利用所述相位差分离出所述待测***生成的谐波的功率。本申请根据设定的非线性模型，利用模型系数为常数的假设，先确定固有谐波和生成谐波的相位差，再利用这个相位差来进行谐波分离，计算出待测***产生的谐波功率。由此，可以提高非线性测量的准确度，并提高***的性能。

Description

谐波失真分离方法、非线性特性确定方法、装置和***
技术领域
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种谐波失真分离方法、非线性特性确定方法、装置和***。
背景技术
随着通信***的传输速率不断提高，***中的非线性特性已成为性能的主要限制因素之一，因而受到重视。而在各种应对***非线性特性的方法中，一个必要的前提步骤是对非线性特性的测量和估计。
目前，常用的方法是先测量待测***或待测器件的非线性谐波，然后或者直接利用谐波功率来表征非线性特性(器件的THD(Total harmonics distortion，总谐波失真)指标)，或者对非线性建模，根据谐波功率来计算出模型系数，用模型来确定非线性特性。其优点是测量方法简单，适用性广泛。但是，这些方法都存在一个问题，在测量谐波的时候，如果输入待测***或待测器件的测试信号本身就有较大的谐波分量(这在测量中是很难避免的)，测得的谐波功率会有较大误差。
应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本发明的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本发明的背景技术部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。
发明内容
发明人在实现本发明的过程中发现，现有的方法中，因为不知道固有谐波(测试信号本身的)和生成谐波(待测***或待测器件产生的)的相位关系，所以只是简单的无视了这种误差，采用提高后续操作容忍度的办法来应对这种测量误差带来的影响，其缺点显而易见，是牺牲了后续操作的效率和性能。
为了解决上述问题，本发明实施例提供了一种谐波失真分离方法、非线性特性确定方法、装置和***。
根据本实施例的第一方面，提供了一种谐波失真分离方法，其中，该方法包括：
利用待测***的非线性模型的无记忆非线性传递函数的多组的输入功率、输出功率和基波幅度，确定固有谐波和生成谐波的相位差；
利用所述相位差分离出所述待测***生成的谐波的功率。
根据本实施例的第二方面，提供了一种非线性特性确定方法，其中，该方法包括：
利用待测***的非线性模型的无记忆非线性传递函数的多组的输入功率、输出功率和基波幅度，确定固有谐波和生成谐波的相位差；
利用所述相位差分离出待测***生成的谐波的功率；
利用分离出的所述待测***生成的谐波的功率确定所述待测***的非线性特性。
根据本实施例的第三方面，提供了一种谐波失真分离装置，配置于发射机或者接收机或者通信***中，其中，该装置包括：
确定单元，其利用待测***的非线性模型的无记忆非线性传递函数的多组的输入功率、输出功率和基波幅度，确定固有谐波和生成谐波的相位差；
分离单元，其利用所述相位差分离出所述待测***生成的谐波的功率。
根据本实施例的第四方面，提供了一种非线性特性确定装置，配置于发射机或者接收机或者通信***中，其中，该装置包括：
第一确定单元，其利用待测***的非线性模型的无记忆非线性传递函数的多组的输入功率、输出功率和基波幅度，确定固有谐波和生成谐波的相位差；
分离单元，其利用所述相位差分离出待测***生成的谐波的功率；
第二确定单元，其利用分离出的所述待测***生成的谐波的功率确定所述待测***的非线性特性。
根据本实施例的第五方面，提供了一种发射机，所述发射机包括前述第三方面或第四方面所述的装置。
根据本实施例的第六方面，提供了一种接收机，所述接收机包括前述第三方面或第四方面所述的装置。
根据本实施例的第七方面，提供了一种通信***，其中，所述通信***包括发射机和接收机，并且所述通信***还包括前述第三方面或第四方面所述的装置。
本发明的有益效果在于：通过本发明实施例，可以去除测试信号本身的固有谐波，分离出由待测***或待测器件生成的谐波功率，以此来提高非线性测量的准确度，提高***的性能。
参照后文的说明和附图，详细公开了本发明的特定实施方式，指明了本发明的原理可以被采用的方式。应该理解，本发明的实施方式在范围上并不因而受到限制。在所附权利要求的精神和条款的范围内，本发明的实施方式包括许多改变、修改和等同。
针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。
应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤或组件的存在或附加。
附图说明
在本发明实施例的一个附图或一种实施方式中描述的元素和特征可以与一个或更多个其它附图或实施方式中示出的元素和特征相结合。此外，在附图中，类似的标号表示几个附图中对应的部件，并可用于指示多于一种实施方式中使用的对应部件。
所包括的附图用来提供对本发明实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本发明的实施方式，并与文字描述一起来阐释本发明的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：
图1是本申请的原理示意图；
图2是本申请的待测***的非线性模型的示意图；
图3是本实施例的谐波失真分离方法的流程图；
图4是测量待测***的线性滤波器响应的示意图；
图5是性能比较示意图；
图6是本实施例的非线性特性确定方法流程图；
图7是本实施例的谐波失真分离装置的一个实施方式的示意图；
图8是图7的装置中第一确定模块的一个实施方式的示意图；
图9是图8的实施方式的硬件构成示意图；
图10是图7的装置中第一确定模块的另一个实施方式的示意图；
图11是图10的实施方式的硬件构成示意图；
图12是图7的装置中第一分离模块的硬件构成示意图；
图13是图7的装置中第二确定模块的一个实施方式的示意图；
图14是图13的装置中第二确定模块的另一个实施方式的示意图；
图15是本实施例的非线性特性确定装置的一个实施方式的示意图；
图16是本实施例的接收机的一个实施方式的示意图；
图17是本实施例的接收机的另一个实施方式的示意图；
图18是本实施例的发射机的一个实施方式的示意图；
图19是本实施例的接收机的另一个实施方式的示意图；
图20是本实施例的通信***的一个实施方式的示意图。
具体实施方式
参照附图，通过下面的说明书，本发明的前述以及其它特征将变得明显。在说明书和附图中，具体公开了本发明的特定实施方式，其表明了其中可以采用本发明的原则的部分实施方式，应了解的是，本发明不限于所描述的实施方式，相反，本发明包括落入所附权利要求的范围内的全部修改、变型以及等同物。
本发明提供了一种谐波失真分离方法、非线性特性确定方法、装置和***，根据设定的非线性模型，利用模型系数为常数的假设，先确定固有谐波和生成谐波的相位差，再利用这个相位差来进行谐波分离，计算出待测***或待测器件产生的谐波功率。由此，可以提高非线性测量的准确度，并提高***的性能。这里，待测***或待测器件例如为通信***中的放大器、发射机中的调制器等，为了方便说明，将待测***和待测器件统称为待测***。
下面结合附图对本发明的各种实施方式进行说明。这些实施方式只是示例性的，不是对本发明的限制。
图1是本实施例的原理示意图，如图1所示，{T1,T2,T3,…}、{R1,R2,R3,…}、以及{H1,H2,H3,…}表示信号的基波、二次谐波、三次谐波等的功率。例如，{T1,T2,T3,…}表示测试信号(输入信号)的基波的功率、二次谐波的功率、三次谐波的功率等，{R1,R2,R3,…}表示输出信号的基波的功率、二次谐波的功率、三次谐波的功率等，{H1,H2,H3,…}表示谐波分离后由待测***生成的基波的功率、二次谐波的功率、三次谐波的功率等。在现有技术中，仅利用待测***的非线性模型的输出功率{R1,R2,R3,…}(如图1中虚线所示)确定该待测***的非线性模型的系数，从而得到该待测***的非线性特性；在本申请中，利用待测***的非线性模型的输入功率和输出功率，分离出该待测***生成的谐波的功率，由此确定该待测***的非线性模型的系数，进而得到该待测***的非线性特性。
图2是本实施例的待测***的非线性模型的示意图，在本实施例中，以Wiener模型为例，但本实施例并不以此作为限制，其他类型的非线性模型也适用于本申请，例如Hammerstein模型等。如图2所示，与图1类似，{T1,T2,T3,…}、{L1,L2,L3,…}、以及{R1,R2,R3,…}表示信号的基波、二次谐波、三次谐波等的功率。
实施例1
本实施例提供了一种谐波失真分离方法，图3是该方法的一示意图，如图3所示，该方法包括：
步骤301：利用待测***的非线性模型的无记忆非线性传递函数的多组的输入功率、输出功率和基波幅度，确定固有谐波和生成谐波的相位差；
步骤302：利用所述相位差分离出所述待测***生成的谐波的功率。
在本实施例中，可以先测量待测***的线性滤波器响应，例如通过发送多个频点的正弦信号(测试信号)来测量该待测***的线性滤波器响应，如图4所示，本实施例对具体的测量方法不做限制。
然后，改变测试信号的功率，测量多组的待测***的输入谐波的功率(简称为输入功率)和输出谐波的功率(简称为输出功率)，如图2所示的{T1,T2,T3,…}和{R1,R2,R3,…}。这里，测试信号例如为类噪声信号，本实施例对具体的测量方法不做限制。另外，一组测量结果是指对应一个测试信号功率情况下得到的{T1,T2,T3,…}和{R1,R2,R3,…}，多组测量结果{T1,T2,T3,…}和{R1,R2,R3,…}是指对应于多个测试信号功率情况下得到的{T1,T2,T3,…}和{R1,R2,R3,…}。
接下来，根据设定的待测***的非线性模型，利用测得的所述输入功率、输出功率、以及前述线性滤波器响应，得到该非线性模型的无记忆非线性传递函数的多组的输入功率和输出功率，如图2所示的{L1,L2,L3,…}和{R1,R2,R3,…}，其中，{L1,L2,L3,…}是{T1,T2,T3,…}经过测得的线性滤波器得到的，{R1,R2,R3,…}是通过该待测***的非线性模型直接得到的。
在本实施例中，对于基波，利用输出基波R1，可以计算并分离出基波功率H1，例如H1 ＝R1。并且，利用分离出的基波功率H1，可以计算得到基波幅度A，例如
Figure BDA0000923579880000061
在本实施例中，得到了该待测***的非线性模型的无记忆非线性传递函数的多组的输入功率、输出功率、以及基波幅度，即可确定固有谐波和生成谐波的相位差。本实施例对具体的确定方法不做限制，下面通过几个实施方式进行说明，但本领域技术人员可以理解，任何利用待测***的非线性模型的无记忆非线性传递函数的多组的输入功率、输出功率、以及基波幅度，确定固有谐波和生成谐波的相位差的方法都包含于本申请的保护范围。
在本实施例中，对于二次谐波，可以利用各组的无记忆非线性传递函数的输入功率L2、输出功率R2和基波幅度A，来确定固有谐波和生成谐波的相位差
Figure BDA0000923579880000062
例如，利用以下公式来确定上述相位差
Figure BDA0000923579880000063
Figure BDA0000923579880000064
在以上的公式中，R2为对应二次谐波的所述无记忆非线性传递函数的输出功率，L2为对应二次谐波的所述无记忆非线性传递函数的输入功率，A为基波幅度，c2为对应二次谐波的非线性模型的系数，假设为常数。
在本实施例中，确定相位差
Figure BDA0000923579880000065
就是挑选
Figure BDA0000923579880000066
的值，使得以上公式中
Figure BDA0000923579880000067
和
Figure BDA0000923579880000068
呈相对最好的线性关系。
在一个实施方式中，可以首先从0到2π的范围选择多个角度
Figure BDA0000923579880000069
然后利用每一个
Figure BDA00009235798800000610
对上式中的
Figure BDA00009235798800000611
和
Figure BDA00009235798800000612
做线性拟合，并选择使拟合相关系数最大的
Figure BDA00009235798800000613
作为对应二次谐波的所述相位差。
在另一个实施方式中，可以首先从0到2π的范围选择多个角度
Figure BDA00009235798800000614
然后利用每一个
Figure BDA00009235798800000615
对
Figure BDA00009235798800000616
和
Figure BDA00009235798800000617
进行除法操作，并选择使各组的商的方差最小的
Figure BDA00009235798800000618
作为对应二次谐波的所述相位差。
在本实施方式中，可以以预定步长选择上述角度，也可以随机选择，或者根据其他策略选择，本实施例并不以此作为限制。通过本实施方式，可以得到对应二次谐波的固有谐波和生成谐波之间的相位差
Figure BDA00009235798800000619
由此，可以分离出待测***生成的二次谐波的功率H2。
在一个实施方式中，可以通过以下公式分离出该待测***生成的二次谐波的功率H2：
Figure BDA0000923579880000071
该公式中各字母的含义如前所述，此处省略说明。
在本实施例中，对于三次谐波，方法与二次谐波类似，可以利用各组的无记忆非线性传递函数的输入功率L3、输出功率R3和基波幅度A，来确定固有谐波和生成谐波的相位差
Figure BDA0000923579880000072
例如，利用以下公式来确定上述相位差
Figure BDA0000923579880000073
Figure BDA0000923579880000074
在以上的公式中，R3为对应三次谐波的所述无记忆非线性传递函数的输出功率，L3为对应三次谐波的所述无记忆非线性传递函数的输入功率，A为基波幅度，c3为对应三次谐波的非线性模型的系数，假设为常数。
在本实施例中，与二次谐波的方法类似，在一个实施方式中，可以从0到2π的范围内选择多个角度
Figure BDA0000923579880000075
然后利用每一个
Figure BDA0000923579880000076
对上式中的
Figure BDA0000923579880000077
和
Figure BDA0000923579880000078
做线性拟合；并选择使拟合相关系数最大的
Figure BDA0000923579880000079
作为对应三次谐波的所述相位差。在另一个实施方式中，可以从0到2π的范围内选择多个角度
Figure BDA00009235798800000710
然后利用每一个
Figure BDA00009235798800000711
对
Figure BDA00009235798800000712
和
Figure BDA00009235798800000713
进行除法操作；再选择使各组的商的方差最小的
Figure BDA00009235798800000714
作为固有谐波和三次谐波之间的所述相位差。如前所述，本实施例也不限制于这两种方法。并且，如前所述，在本实施方式中，可以以预定步长选择上述角度，也可以随机选择，或者根据其他策略选择，本实施例并不以此作为限制。
在本实施例中，得到了对应三次谐波的固有谐波和生成谐波之间的相位差
Figure BDA00009235798800000715
可以分离出待测***生成的三次谐波的功率H3。例如，可以通过以下公式分离出该待测***生成的三次谐波的功率H3：
Figure BDA00009235798800000716
该公式中各字母的含义如前所述，此处省略说明。
以上通过二次谐波和三次谐波对本实施例的谐波分离做了说明，然而，本实施例的方法并不以此作为限制，在具体实施过程中，可以根据需要，利用相似的方法进行更高次谐波的谐波分离，得到分离后的由待测***生成的谐波功率{H1,H2,H3,…}。由此，即可利用这些谐波功率来得到待测器件的非线性特性，并进行应对。
图5是测量待测***的二次谐波的功率的性能验证示意图，如图5所示，应用本申请的方法，测得的谐波功率更准确。
通过本实施例的方法，可以分离出由待测***产生的谐波功率，以此用于非线性测量具有较高的准确度。
实施例2
本发明实施例还提供了一种非线性特性的确定方法，图6是该方法的一示意图，如图6所示，该方法包括：
步骤601：利用待测***的非线性模型的无记忆非线性传递函数的多组的输入功率、输出功率和基波幅度，确定固有谐波和生成谐波的相位差；
步骤602：利用所述相位差分离出所述待测***生成的谐波的功率；
步骤603：利用分离出的所述待测***生成的谐波的功率确定所述待测***的非线性特性。
在本实施例中，步骤601和步骤602的具体实施方式与实施例1的步骤301和步骤302相同，其内容被合并于此，此处不再赘述。
在本实施例中，利用分离出的给待测***生成的谐波的功率，即可确定该待测***的非线性特性。本实施例对具体的确定方法不作限制，任何可实施的方法都可以应用于本申请中。
通过本实施例的方法，可以利用分离出的由待测***产生的谐波功率，进行非线性特性的测量，具有较高的准确度。
实施例2
本实施例提供了一种谐波失真分离装置，该装置配置于发射机或者接收机或者通信***中，由于该装置解决问题的原理与实施例1的方法类似，因此其具体的实施可以参考实施例1的方法的实施，内容相同之处不再重复说明。
图7是该装置的一示意图，如图7所示，该装置700包括确定单元701和分离单元702。
在本实施例中，该确定单元701利用待测***的非线性模型的无记忆非线性传递函数的多组的输入功率、输出功率和基波幅度，确定固有谐波和生成谐波的相位差。该分离单元702利用所述相位差分离出所述待测***生成的谐波的功率。
在一个实施方式中，如图7所示，该确定单元701包括第一确定模块7011，该第一确定模块7011可以利用以下公式确定对应二次谐波的固有谐波和生成谐波之间的相位差
Figure BDA0000923579880000091
Figure BDA0000923579880000092
其中，R2为对应二次谐波的所述无记忆非线性传递函数的输出功率，L2为对应二次谐波的所述无记忆非线性传递函数的输入功率，A为基波幅度，c2为对应二次谐波的非线性模型的系数，假设为常数。
在该第一确定模块7011的一个实施方式中，如图8所示，该第一确定模块7011包括：第一选择模块801、第一线性拟合模块802、以及第二选择模块803。在该实施方式中，该第一选择模块801可以从0到2π的范围选择多个角度
Figure BDA0000923579880000093
本实施例对具体的选择方式不作限制；该第一线性拟合模块802可以利用每一个
Figure BDA0000923579880000094
对上式中的
Figure BDA0000923579880000095
和
Figure BDA0000923579880000096
做线性拟合；该第二选择模块803可以选择使拟合相关系数最大的Δφ2作为对应二次谐波的所述相位差。具体如前所述，此处不再赘述。
图9是该实施方式的第一确定模块7011的硬件构成示意图，本实施例并不以此作为限制，该实施方式也可以通过软件实现。
在该第一确定模块7011的另一个实施方式中，如图10所示，该第一确定模块7011包括：第三选择模块1001、第一除法模块1002、以及第四选择模块1003。在该实施方式中，该第三选择模块1001可以从0到2π的范围内选择多个角度
Figure BDA0000923579880000097
本实施例对具体的选择方式不作限制；该第一除法模块1002可以利用每一个
Figure BDA0000923579880000098
对
Figure BDA0000923579880000099
和
Figure BDA00009235798800000910
进行除法操作；该第四选择模块1003可以选择使各组的商的方差最小的Δφ2作为对应二次谐波的所述相位差。
图11是该实施方式的第一确定模块7011的硬件构成示意图，本实施例并不以此作为限制，该实施方式也可以通过软件实现。
在本实施方式中，如图7所示，该分离单元702包括：第一分离模块7021，其利用以下公式分离出所述待测***生成的二次谐波的功率H2：
Figure BDA00009235798800000911
其中，各字母的含义如前所述。
图12是该第一分离模块7021的硬件构成示意图，本实施例并不以此作为限制，该实施方式也可以通过软件实现。
在另一个实施方式中，如图7所示，该确定单元701还可以包括第二确定模块7012，该第二确定模块7012可以利用以下公式确定固有谐波和三次谐波之间的相位差
Figure BDA0000923579880000101
Figure BDA0000923579880000102
其中，R3为对应三次谐波的所述无记忆非线性传递函数的输出功率，L3为对应三次谐波的所述无记忆非线性传递函数的输入功率，A为基波幅度，c3为对应三次谐波的非线性模型的系数，假设为常数。
在该第二确定模块7012的一个实施方式中，与第一确定模块7011的第一个实施方式类似，如图13所示，该第二确定模块7012包括：第五选择模块1301、第二线性拟合模块1302、以及第六选择模块1303。该第五选择模块1301从0到2π的范围内选择多个角度
Figure BDA0000923579880000103
本实施例对具体的选择方式不作限制；第二线性拟合模块1302利用每一个
Figure BDA0000923579880000104
对上式中的
Figure BDA0000923579880000105
和
Figure BDA0000923579880000106
做线性拟合；第六选择模块1303选择使拟合相关系数最大的Δφ3作为对应三次谐波的所述相位差。
在该第二确定模块7012的另一个实施方式中，与第一确定模块7011的第二个实施方式类似，如图14所示，该第二确定模块7012包括：第七选择模块1401、第二除法模块1402、第八选择模块1403。该第七选择模块1401从0到2π的范围内选择多个角度Δφ3；本实施例对具体的选择方式不作限制；该第二除法模块1402利用每一个
Figure BDA0000923579880000107
对
Figure BDA0000923579880000108
和
Figure BDA0000923579880000109
进行除法操作；该第八选择模块1403选择使各组的商的方差最小的
Figure BDA00009235798800001010
作为对应三次谐波的所述相位差。
在本实施方式中，如图7所示，该分离单元702还包括：第二分离模块7022，其利用以下公式分离出所述待测***生成的三次谐波的功率H3：
Figure BDA00009235798800001011
其中，各字母的含义如前所述。
在本实施方式中，关于该第二确定模块7012以及该第二分离模块7022的硬件实现方式，与前一实施方式类似，此处不再赘述。
通过本实施例的装置，可以分离出由待测***产生的谐波功率，以此用于非线性测量具有较高的准确度。
实施例4
本实施例提供了一种非线性特性确定装置，该装置配置于发射机或者接收机或者通信***中，由于该装置解决问题的原理与实施例2的方法类似，因此其具体的实施可以参考实施例2的方法的实施，内容相同之处不再重复说明。
图15是该装置的一示意图，如图15所示，该装置1500包括：第一确定单元1501、分离单元1502、和第二确定单元1503。
在本实施例中，该第一确定单元1501利用待测***的非线性模型的无记忆非线性传递函数的多组的输入功率、输出功率和基波幅度，确定固有谐波和生成谐波的相位差；该分离单元1502利用所述相位差分离出待测***生成的谐波的功率；该第二确定单元1503利用分离出的所述待测***生成的谐波的功率确定所述待测***的非线性特性。
在本实施例中，该第一确定单元1501和该分离单元1502可以分别通过实施例3的确定单元701和分离单元702来实现，其内容被合并于此，此处不再赘述。
通过本实施例的装置，可以利用分离出的由待测***产生的谐波功率，进行非线性特性的测量，具有较高的准确度。
实施例5
本实施例还提供了一种接收机，图16是该接收机的一示意图，如图16所示，该接收机1600包括实施例3所述的谐波失真分离装置或者包括实施例4所述的非线性特性的确定装置。由于在实施例3和实施例4中，已经对该谐波失真分离装置700和该非线性特性的确定装置1500做了详细说明，其内容被合并于此，此处不再赘述。
图17是本发明实施例的接收机的***构成的一示意框图。如图17所示，接收机1700包括：
前端，其作用是将输入的光信号转换为两个偏振态上的基带信号，在本发明实施例中，该两个偏振态可包括H偏振态和V偏振态。
如图17所示，该前端包括：本振激光器1710、光混频器(Optical 90deg hybrid)1701、光电检测器(O/E)1702、1704、1706和1708、数模转换器(ADC)1703、1705、1707和1709、色散补偿器1711、均衡器1712以及谐波失真分离装置或者非线性特性的确定装置1713，其中，谐波失真分离装置或者非线性特性的确定装置1713的结构与功能与实施例3或实施例4中的记载相同，此处不再赘述；本振激光器1710用于提供本地光源，光信号经光混频器(Optical 90deg hybrid)1701、光电检测器(O/E)1702和1704、数模转换器(ADC)1703和1705转换为一个偏振态上的基带信号；该光信号经光混频器(Optical 90deg hybrid)1701、光电检测器(O/E)1706和1708、数模转换器(ADC)1707和1709转换为另一个偏振态上的基带信号；其具体过程与现有技术类似，此处不再赘述。
此外，如果频差和相位噪声对OSNR的估计有影响，接收机1700中也可以包括频差补偿器和相位噪声补偿器(图中未示出)。
通过本实施例的接收机，可以分离出由待测***产生的谐波功率，利用该谐波功率，进行非线性特性的测量，具有较高的准确度。
实施例6
本实施例还提供一种发射机，图18是本实施例的发射机的组成示意图。如图18所示，该发射机1800包括实施例3所述的谐波失真分离装置或者包括实施例4所述的非线性特性的确定装置。由于在实施例3和实施例4中，已经对该谐波失真分离装置700和该非线性特性的确定装置1500做了详细说明，其内容被合并于此，此处不再赘述。
图19是本实施例的发射机的***构成的一示意框图。如图19所示，发射机1900包括：信号生成器1901、信号设置单元1902、数模转换单元1903以及光调制器单元1904，其中：
信号生成器1901根据发送数据生成数字信号；信号设置单元1902在生成的数字信号中设置导频信号；数模转换单元1903对该数字信号进行数模转换；光调制器单元1904以该数模转换单元1903转换后的信号作为调制信号对光进行调制。
此外，该发射机还可以包括选择单元1905，光调制器单元1904根据选择单元1905选择的码字进行信号调制，使得不同偏振态上的导频信号的频率不同。
并且，该发射机还可以包括谐波失真分离装置或者非线性特性的确定装置1906，用于对待测***进行谐波失真分离或者进行非线性特性的估计。
通过本实施例的接收机，可以分离出由待测***产生的谐波功率，利用该谐波功率，进行非线性特性的测量，具有较高的准确度。
实施例7
本发明实施例还提供了一种通信***，图20是本实施例的通信***的结构示意图，如图20所示，通信***2000包括发射机2001、传输链路2002以及接收机2003，其中，发射机2001的结构与功能与实施例6中的记载相同，接收机2003的结构与功能与实施例5中的记载相同，此处不再赘述。传输链路2002可具有现有的传输链路的结构与功能，本发明实施例不对传输链路的结构和功能进行限制。
通过本发明实施例提供的通信***，可以分离出由待测***产生的谐波功率，利用该谐波功率，进行非线性特性的测量，具有较高的准确度。
本发明实施例还提供一种计算机可读程序，其中当在发射机或接收机或通信***中执行所述程序时，所述程序使得计算机在所述发射机或接收机或通信***中执行实施例1或实施例2所述的方法。
本发明实施例还提供一种存储有计算机可读程序的存储介质，其中所述计算机可读程序使得计算机在发射机或接收机或通信***中执行实施例1或实施例2所述的方法。
本发明以上的装置和方法可以由硬件实现，也可以由硬件结合软件实现。本发明涉及这样的计算机可读程序，当该程序被逻辑部件所执行时，能够使该逻辑部件实现上文所述的装置或构成部件，或使该逻辑部件实现上文所述的各种方法或步骤。本发明还涉及用于存储以上程序的存储介质，如硬盘、磁盘、光盘、DVD、flash存储器等。
以上结合具体的实施方式对本发明进行了描述，但本领域技术人员应该清楚，这些描述都是示例性的，并不是对本发明保护范围的限制。本领域技术人员可以根据本发明的精神和原理对本发明做出各种变型和修改，这些变型和修改也在本发明的范围内。
关于包括以上实施例的实施方式，还公开下述的附记：
附记1、一种谐波失真分离装置，配置于发射机或者接收机或者通信***中，其中，该装置包括：
确定单元，其利用待测***的非线性模型的无记忆非线性传递函数的多组的输入功率、输出功率和基波幅度，确定固有谐波和生成谐波的相位差；
分离单元，其利用所述相位差分离出所述待测***生成的谐波的功率。
附记2、根据附记1所述装置，其中，所述确定单元包括：
第一确定模块，其利用以下公式确定对应二次谐波的固有谐波和生成谐波之间的相位差
Figure BDA0000923579880000141
Figure BDA0000923579880000142
其中，R2为对应二次谐波的所述无记忆非线性传递函数的输出功率，L2为对应二次谐波的所述无记忆非线性传递函数的输入功率，A为基波幅度，c2为对应二次谐波的非线性模型的系数，假设为常数。
附记3、根据附记2所述的装置，其中，所述第一确定模块包括：
第一选择模块，其从0到2π的范围选择多个角度
Figure BDA0000923579880000143
第一线性拟合模块，其利用每一个
Figure BDA0000923579880000144
对上式中的
Figure BDA0000923579880000145
和
Figure BDA0000923579880000146
做线性拟合；
第二选择模块，其选择使拟合相关系数最大的
Figure BDA0000923579880000147
作为对应二次谐波的所述相位差。
附记4、根据附记2所述的装置，其中，所述第一确定模块包括：
第三选择模块，其从0到2π的范围内选择多个角度
Figure BDA0000923579880000148
第一除法模块，其利用每一个
Figure BDA0000923579880000149
对
Figure BDA00009235798800001410
和
Figure BDA00009235798800001411
进行除法操作；
第四选择模块，其选择使各组的商的方差最小的
Figure BDA00009235798800001415
作为对应二次谐波的所述相位差。
附记5、根据附记2所述的装置，其中，所述分离单元包括：
第一分离模块，其利用以下公式分离出所述待测***生成的二次谐波的功率H2：
Figure BDA00009235798800001412
附记6、根据附记1所述的装置，其中，所述确定单元包括：
第二确定模块，其利用以下公式确定对应三次谐波的固有谐波和生成谐波之间的相位差
Figure BDA00009235798800001413
Figure BDA00009235798800001414
其中，R3为对应三次谐波的所述无记忆非线性传递函数的输出功率，L3为对应三次谐波的所述无记忆非线性传递函数的输入功率，A为基波幅度，c3为对应三次谐波的非线性模型的系数，假设为常数。
附记7、根据附记6所述的装置，其中，所述第二确定模块包括：
第五选择模块，其从0到2π的范围内选择多个角度
Figure BDA0000923579880000151
第二线性拟合模块，其利用每一个
Figure BDA0000923579880000152
对上式中的
Figure BDA0000923579880000153
和
Figure BDA0000923579880000154
做线性拟合；
第六选择模块，其选择使拟合相关系数最大的
Figure BDA0000923579880000155
作为对应三次谐波的所述相位差。
附记8、根据附记6所述的装置，其中，所述第二确定模块包括：
第七选择模块，其从0到2π的范围内选择多个角度
Figure BDA0000923579880000156
第二除法模块，其利用每一个
Figure BDA0000923579880000157
对
Figure BDA0000923579880000158
和
Figure BDA0000923579880000159
进行除法操作；
第八选择模块，其选择使各组的商的方差最小的
Figure BDA00009235798800001510
作为对应三次谐波的所述相位差。
附记9、根据附记6所述的装置，其中，所述分离单元包括：
第二分离模块，其利用以下公式分离出所述待测***生成的三次谐波的功率H3：
Figure BDA00009235798800001511
附记10、一种非线性特性确定装置，配置于发射机或者接收机或者通信***中，其中，该装置包括：
第一确定单元，其利用待测***的非线性模型的无记忆非线性传递函数的多组的输入功率、输出功率和基波幅度，确定固有谐波和生成谐波的相位差；
分离单元，其利用所述相位差分离出待测***生成的谐波的功率；
第二确定单元，其利用分离出的所述待测***生成的谐波的功率确定所述待测***的非线性特性。
附记11、一种谐波失真分离方法，其中，该方法包括：
利用待测***的非线性模型的无记忆非线性传递函数的多组的输入功率、输出功率和基波幅度，确定固有谐波和生成谐波的相位差；
利用所述相位差分离出所述待测***生成的谐波的功率。
附记12、根据附记11所述方法，其中，所述确定固有谐波和生成谐波的相位差，包括：
利用以下公式确定对应二次谐波的固有谐波和生成谐波之间的相位差
Figure BDA0000923579880000161
Figure BDA0000923579880000162
其中，R2为对应二次谐波的所述无记忆非线性传递函数的输出功率，L2为对应二次谐波的所述无记忆非线性传递函数的输入功率，A为基波幅度，c2为对应二次谐波的非线性模型的系数，假设为常数。
附记13、根据附记12所述的方法，其中，所述确定对应二次谐波的固有谐波和生成谐波之间的相位差
Figure BDA0000923579880000163
包括：
从0到2π的范围选择多个角度
Figure BDA0000923579880000164
利用每一个
Figure BDA0000923579880000165
对上式中的
Figure BDA0000923579880000166
和
Figure BDA0000923579880000167
做线性拟合；
选择使拟合相关系数最大的
Figure BDA0000923579880000168
作为对应二次谐波的所述相位差。
附记14、根据附记12所述的方法，其中，所述确定对应二次谐波的固有谐波和生成谐波之间的相位差
Figure BDA0000923579880000169
包括：
从0到2π的范围内选择多个角度
Figure BDA00009235798800001610
利用每一个
Figure BDA00009235798800001611
对
Figure BDA00009235798800001612
和
Figure BDA00009235798800001613
进行除法操作；
选择使各组的商的方差最小的
Figure BDA00009235798800001614
作为对应二次谐波的所述相位差。
附记15、根据附记12所述的方法，其中，所述利用所述相位差分离出所述待测***生成的谐波的功率，包括：
利用以下公式分离出所述待测***生成的二次谐波的功率H2：
Figure BDA00009235798800001615
附记16、根据附记11所述的方法，其中，所述确定固有谐波和生成谐波的相位差，包括：
利用以下公式确定对应三次谐波的固有谐波和生成谐波之间的相位差
Figure BDA00009235798800001616
Figure BDA00009235798800001617
其中，R3为对应三次谐波的所述无记忆非线性传递函数的输出功率，L3为对应三次谐波的所述无记忆非线性传递函数的输入功率，A为基波幅度，c3为对应三次谐波的非线性模型的系数，假设为常数。
附记17、根据附记16所述的方法，其中，所述确定对应三次谐波的固有谐波和生成谐波之间的相位差
Figure BDA00009235798800001618
包括：
从0到2π的范围内选择多个角度
Figure BDA0000923579880000171
利用每一个
Figure BDA0000923579880000172
对上式中的
Figure BDA0000923579880000173
和
Figure BDA0000923579880000174
做线性拟合；
选择使拟合相关系数最大的
Figure BDA0000923579880000175
作为对应三次谐波的所述相位差。
附记18、根据附记16所述的方法，其中，所述确定对应三次谐波的固有谐波和生成谐波之间的相位差
Figure BDA0000923579880000176
包括：
从0到2π的范围内选择多个角度
Figure BDA0000923579880000177
利用每一个
Figure BDA0000923579880000178
对
Figure BDA0000923579880000179
和
Figure BDA00009235798800001710
进行除法操作；
选择使各组的商的方差最小的Δφ2作为对应三次谐波的所述相位差。
附记19、根据附记16所述的方法，其中，所述利用所述相位差分离出所述待测***生成的谐波的功率，包括：
第二分离模块，其利用以下公式分离出所述待测***生成的三次谐波的功率H3：
Figure BDA00009235798800001711

Claims (10)

1.一种谐波失真分离装置，配置于发射机或者接收机或者通信***中，其中，该装置包括：
确定单元，其利用待测***的非线性模型的无记忆非线性传递函数的多组的输入功率、输出功率和基波幅度，确定固有谐波和生成谐波的相位差；以及
分离单元，其利用所述相位差分离出所述待测***生成的谐波的功率；
其中，所述确定单元包括：
第一确定模块，其利用以下公式确定对应二次谐波的固有谐波和生成谐波之间的相位差
Figure FDA0002431255800000011
Figure FDA0002431255800000012
其中，R2为对应二次谐波的所述无记忆非线性传递函数的输出功率，L2为对应二次谐波的所述无记忆非线性传递函数的输入功率，A为基波幅度，c2为对应二次谐波的非线性模型的系数，假设为常数。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第一确定模块包括：
第一选择模块，其从0到2π的范围选择多个角度
Figure FDA0002431255800000013
第一线性拟合模块，其利用每一个
Figure FDA0002431255800000014
对上式中的
Figure FDA0002431255800000015
和
Figure FDA0002431255800000016
做线性拟合；
第二选择模块，其选择使拟合相关系数最大的
Figure FDA0002431255800000017
作为对应二次谐波的所述相位差。
3.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第一确定模块包括：
第三选择模块，其从0到2π的范围内选择多个角度
Figure FDA0002431255800000018
第一除法模块，其利用每一个
Figure FDA0002431255800000019
对
Figure FDA00024312558000000110
和
Figure FDA00024312558000000111
进行除法操作；
第四选择模块，其选择使各组的商的方差最小的
Figure FDA00024312558000000112
作为对应二次谐波的所述相位差。
4.根据权利要求1所述的装置，其中，所述分离单元包括：
第一分离模块，其利用以下公式分离出所述待测***生成的二次谐波的功率H2：
Figure FDA00024312558000000113
5.一种谐波失真分离装置，配置于发射机或者接收机或者通信***中，其中，该装置包括：
确定单元，其利用待测***的非线性模型的无记忆非线性传递函数的多组的输入功率、输出功率和基波幅度，确定固有谐波和生成谐波的相位差；以及
分离单元，其利用所述相位差分离出所述待测***生成的谐波的功率；
其中，所述确定单元包括：
第二确定模块，其利用以下公式确定对应三次谐波的固有谐波和生成谐波之间的相位差
Figure FDA0002431255800000021
Figure FDA0002431255800000022
其中，R3为对应三次谐波的所述无记忆非线性传递函数的输出功率，L3为对应三次谐波的所述无记忆非线性传递函数的输入功率，A为基波幅度，c3为对应三次谐波的非线性模型的系数，假设为常数。
6.根据权利要求5所述的装置，其中，所述第二确定模块包括：
第五选择模块，其从0到2π的范围内选择多个角度
Figure FDA0002431255800000023
第二线性拟合模块，其利用每一个
Figure FDA0002431255800000024
对上式中的
Figure FDA0002431255800000025
和
Figure FDA0002431255800000026
做线性拟合；
第六选择模块，其选择使拟合相关系数最大的
Figure FDA0002431255800000027
作为对应三次谐波的所述相位差。
7.根据权利要求5所述的装置，其中，所述第二确定模块包括：
第七选择模块，其从0到2π的范围内选择多个角度
Figure FDA0002431255800000028
第二除法模块，其利用每一个
Figure FDA0002431255800000029
对
Figure FDA00024312558000000210
和
Figure FDA00024312558000000211
进行除法操作；
第八选择模块，其选择使各组的商的方差最小的
Figure FDA00024312558000000212
作为对应三次谐波的所述相位差。
8.根据权利要求5所述的装置，其中，所述分离单元包括：
第二分离模块，其利用以下公式分离出所述待测***生成的三次谐波的功率H3：
Figure FDA00024312558000000213
9.一种非线性特性确定装置，配置于发射机或者接收机或者通信***中，其中，该装置包括：
第一确定单元，其利用待测***的非线性模型的无记忆非线性传递函数的多组的输入功率、输出功率和基波幅度，确定固有谐波和生成谐波的相位差；
分离单元，其利用所述相位差分离出待测***生成的谐波的功率；以及
第二确定单元，其利用分离出的所述待测***生成的谐波的功率确定所述待测***的非线性特性，
其中，所述第一确定单元包括：
第一确定模块，其利用以下公式确定对应二次谐波的固有谐波和生成谐波之间的相位差
Figure FDA0002431255800000031
Figure FDA0002431255800000032
其中，R2为对应二次谐波的所述无记忆非线性传递函数的输出功率，L2为对应二次谐波的所述无记忆非线性传递函数的输入功率，A为基波幅度，c2为对应二次谐波的非线性模型的系数，假设为常数。
10.一种非线性特性确定装置，配置于发射机或者接收机或者通信***中，其中，该装置包括：
第一确定单元，其利用待测***的非线性模型的无记忆非线性传递函数的多组的输入功率、输出功率和基波幅度，确定固有谐波和生成谐波的相位差；
分离单元，其利用所述相位差分离出待测***生成的谐波的功率；以及
第二确定单元，其利用分离出的所述待测***生成的谐波的功率确定所述待测***的非线性特性，
其中，所述第一确定单元包括：
第二确定模块，其利用以下公式确定对应三次谐波的固有谐波和生成谐波之间的相位差
Figure FDA0002431255800000033
Figure FDA0002431255800000034
其中，R3为对应三次谐波的所述无记忆非线性传递函数的输出功率，L3为对应三次谐波的所述无记忆非线性传递函数的输入功率，A为基波幅度，c3为对应三次谐波的非线性模型的系数，假设为常数。
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