[发明专利]光纤接入网中基于GS-QAM星座的判决解码方法

权利要求书

1.一种光纤接入网中的基于GS-QAM星座的判决解码方法，其特征在于，采用一个最小均方(LMS)均衡器和多个二分类的支持向量机(SVM)，对GS-QAM信号进行判决分类；其中：

所述LMS均衡器利用经典LMS算法对输入信号进行自适应滤波；

所述每个二分类的SVM，对于一个星座点被分为2^N类的2^N阶QAM信号，分别将其中一类星座点和其他2^N-1类星座点区分开，每个星座点仅会被一个二分类SVM判决为数值1，而对其他2^N-1类星座点的分类结果为数值-1；

所述二分类的SVM共有2^N个，将所有2^N个二分类SVM对同一星座点的分类结果进行组合，得到一个长度为2^N的形如：-1 -1 -1 …-1 1 -1的独热编码；即其中，只有一位的值为1，其余均为-1，这样的编码与分类存在唯一对应关系，从而得到星座点唯一所属的类别，也即星座点对应的QAM符号；由多个二分类SVM组成一个多分类的QAM星座判决器；

所述GS-QAM信号，来自发射端对信号进行GS-QAM编码得到，信号编码的目的是为了让信号的星座中星座点的最小欧氏距离达到最大。

2.根据权利要求1所述的判决解码方法，其特征在于，所述的星座形状为三角分布、方形分布和/或圆形分布。

3.根据权利要求1所述的判决解码方法，其特征在于，所述每个分类器在进行分类前，需要利用少量通信收发数据的星座对分类器进行训练；通过训练，在接收数据的星座中寻找最优分界面，分界的依据为发射数据准确的星座分布；设x代表包含接收星座横纵坐标的二维训练数据，y∈{1，-1}为对应的标签，其中接收星座点与发射星座点同类则y＝1，否则y＝-1；

对于线性可分类的数据，存在一个判决函数：

f(x)＝w^Tx+b

其中，w和b代表权重和偏置，满足当y＝-1时，f(x)0；当y＝1时，f(x)0；f(x)＝0为两个类别间的判决边界，即超平面；在平面f(x)＝±1上的星座点称为支持向量，平面f(x)＝±1间的距离为2/||w||，当2/||w||达到最大时，即找到了最优分界面；SVM的训练过程表示为如下优化过程：

约束条件：y_i(w^Tx_i+b)≥1，其中i＝1，2，...，n

式中，y_i表示第i个训练数据x_i对应的标签。

4.根据权利要3所述的判决解码方法，其特征在于，对于非完全线性可分情形，引入松弛变量ξ_i＞0，表示分类结果容许一定的异常点，则上述优化过程为：

约束条件y_i(w^Tx_i+b)≥1-ξ_i

ξ_i≥0，i＝1，2，...，n

式中，y_i表示第i个训练数据x_i对应的标签，C＞0为调整松弛变量对优化结果产生的影响大小的惩罚系数。

5.根据权利要4所述的判决解码方法，其特征在于，对于线性不可分的数据，利用非线性函数φ将训练数据x映射到高维空间中，SVM在高维空间中寻找线性可分的超平面，并使2/||w||最大化，则上述优化过程改写为：

约束条件y_i(w^Tφ(x_i)+b)≥1-ξ_i

ξ_i≥0，i＝1，2，...，n

式中，y_i表示第i个训练数据x_i对应的标签，C＞0为调整松弛变量对优化结果产生的影响大小的惩罚系数；函数φ是实现非线性映射的函数，由函数φ组成的K(x_i，x_j)＝φ(x_i)^Tφ(x_j)称为SVM的核函数。