本技術涉及光信號處理，更具體地，涉及一種頻譜陷波編碼調制方法及系統。
背景技術：
1、隨著6g網絡、實時高清視頻廣播和云服務的快速發展，相干技術下沉到短距離光互連應用場景將成為未來的趨勢，以支撐大容量數據傳輸。然而，傳統相干光通信系統的盲數字信號處理（dsp）算法的復雜度較高，而基于頻域導頻的dsp通過可以對算法進行簡化，但對于單載波系統來說，頻域導頻只能插在信號帶外，系統在高頻的衰減會對導頻產生影響。
2、在傳統單載波系統中，通常將頻域導頻插在信號帶寬范圍之外，以避免導頻對信號的影響，同時能夠準確提取導頻信息。然而，信號帶外的導頻通常對系統帶寬存在較大依賴，較高的高頻衰減使得導頻需要較高的導頻信號功率比（ptspr），影響信號的量化位數，從而導致性能惡化。在多載波系統中，數字多載波復用（dscm）技術可以在兩個子載波之間提供保護間隔，用于插入導頻，但每個子載波相比于單載波具有更低的波特率，符號持續時間更長也使得系統更容易受到激光器相位噪聲的影響，而且dscm在接收端dsp中需要分別對每個子載波進行處理，額外增加復雜度。此外，也可以使用窄帶濾波器對信號進行濾波以實現在信號頻譜出現凹陷，但是此操作不可避免的會對信號性能產生影響。因此，為了能實現導頻能夠在信號帶內插入，同時維持單載波的特性且不會額外引入性能損傷，需要探索一種頻譜陷波技術，用于在頻譜上產生功率低點用于導頻插入。
技術實現思路
1、本發明的目的在于克服現有技術導頻在信號帶內插入時容易影響單載波的性質、處理系統復雜的不足，提供一種頻譜陷波編碼調制方法及系統，能夠確保原本信號載波仍具有單載波的性質，有效降低了系統的復雜度。
2、為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：
3、提供一種頻譜陷波編碼調制方法，包括以下步驟：
4、s1.將輸入比特序列映射后的符號序列按長度為 l?的碼塊進行劃分，其中每個碼塊中包含 l?－1個有效載荷符號和1個標識符號；
5、s2.對于每一個待編碼的碼塊，構造至少兩組候選符號序列，第一組為保持原符號不變的原序列；第二組為對同一碼塊內所有符號取反符號的反序列；
6、s3.對每組符號序列均設置標識符號；
7、s4.對于每一組候選符號序列，均分別計算加權運行數字和wrds；
8、s5.選擇wrds幅度較小的一組候選符號序列作為當前碼塊的最終編碼輸出。
9、本發明的一種頻譜陷波編碼調制方法，通過約束信號序列的加權運行數字和，抑制特定頻點的功率，以達到在整個頻譜中出現功率低點的目的，使得原本信號載波仍具有單載波的性質，不需要對多個子載波進行dsp處理，降低系統的復雜度。另外，可以通過編碼的方式使得信號頻譜具有功率低點，從而避免窄帶濾波操作所導致的性能損傷。
10、進一步地，在步驟s4中，在計算完每一組候選符號序列的wrds之后，將每組當前的計算的wrds結果與之前已經編碼的所有碼塊的累計wrds值相加，得到每組候選序列對應的累計wrds值；然后選擇累計wrds值幅度較小的一組作為當前碼塊的最終編碼輸出。
11、進一步地，所述wrds通過以下公式計算：
12、
13、式中，表示輸入的比特序列映射后的符號序列，為指定的歸一化頻率， k?表示對前 k?個符號序列計算wrds， j?為虛數單位，表示符號序列索引。
14、進一步地，在步驟s3中，對每個碼塊添加標識符號時：首先在預設標識符號中任意指定一個作為初始標識符號的同相分量，隨后按照預設規則對每個新碼塊分別為原序列和反序列分配不同的標識符號，標識符僅通過同相分量進行區分狀態，正交分量不加約束；其中，預設標識號包括－a、+a、－b、+b，a和b為非零整數，且－a與+b之間的歐式距離值以及+a與－b之間的歐式距離值至少大于4；當上一個碼塊的標識符號為－a或－b時，則當前碼塊的原序列標識符號為－a，反序列的標識符號為+b；當上一個碼塊的標識符號為+a或+b時，則當前碼塊的原序列標識符號為+a，反序列的標識符號為－b。
15、進一步地，在進行解碼操作時，根據接收的標識符號，按照與編碼段相同的標識符號選擇規則判斷當前碼塊是否被取反，若為原序列，則執行保持操作；若為反序列，則執行反轉操作。
16、本發明還提供一種頻譜陷波編碼調制系統，包括：
17、劃分單元：用于將輸入比特序列映射后的符號序列按長度為 l?的碼塊進行劃分，其中每個碼塊中包含 l?－1個有效載荷符號和1個標識符號；
18、候選序列構造單元：用于對每一個待編碼的碼塊，構造至少兩組候選符號序列，第一組為保持原符號不變的原序列；第二組為對同一碼塊內所有符號取反符號的反序列；
19、標識符號添加單元：用于對每組符號序列均設置標識符號；
20、wrds計算單元：用于對每一組候選符號序列，均分別計算加權運行數字和wrds；
21、輸出單元：用于選擇wrds幅度較小的一組候選符號序列作為當前碼塊的最終編碼輸出。
22、進一步地，所述wrds計算單元，在計算完每一組候選符號序列的wrds之后，還將每組當前的計算的wrds結果與之前已經編碼的所有碼塊的累計wrds值相加，得到每組候選序列對應的累計wrds值。
23、進一步地，所述標識符號添加單元在對每個碼塊添加標識符號時：首先在預設標識符號中任意指定一個作為初始標識符號的同相分量，隨后按照預設規則對每個新碼塊分別為原序列和反序列分配不同的標識符號，標識符僅通過同相分量進行區分狀態，正交分量不加約束；其中，預設標識號包括－a、+a、－b、+b，a和b為非零整數，且－a與+b之間的歐式距離值以及+a與－b之間的歐式距離值至少大于4；當上一個碼塊的標識符號為－a或－b時，則當前碼塊的原序列標識符號為－a，反序列的標識符號為+b；當上一個碼塊的標識符號為+a或+b時，則當前碼塊的原序列標識符號為+a，反序列的標識符號為－b。
24、進一步地，還包括解碼單元：用于對編碼的碼塊進行解碼，在進行解碼操作時，根據接收的標識符號，按照與編碼段相同的標識符號選擇規則判斷當前碼塊是否被取反，若為原序列，則執行保持操作；若為反序列，則執行反轉操作。
25、本發明還提供一種數字信號處理方法，包括：
26、在發射端數字信號處理時，首先將偽隨機比特序列映射為16qam符號，用于生成兩個35?gbuad的16qam信號；接著，通過以上所述的頻譜陷波編碼調制方法進行編碼，并用根升余弦濾波器對qam符號進行奈奎斯特整形，對信號進行重采樣之后，插入導頻信號，用于估計頻率偏移和激光器相位噪聲；
27、在接收端數字信號處理時，首先對接收到的信號進行色散補償，然后利用導頻輔助頻率偏移估計，接著，將導頻信號下變頻至基帶，并通過低通濾波器提取以估計相位噪聲；隨后采用級聯多模算法進行偏振解復用并抑制符號間干擾，再通過決策導向最小均方算法消除發射端引入的iq偏移并補償殘余的相位噪聲；最后依次執行解碼、解映射以及計算誤比特率。
28、與現有技術相比，本發明的有益效果是：
29、本發明的一種頻譜陷波編碼調制方法及系統，通過約束信號序列的加權運行數字和，抑制特定頻點的功率，以達到在整個頻譜中出現功率低點的目的，相比于dscm系統，本發明能夠確保原本信號載波仍具有單載波的性質，即可在信號頻譜內部插入導頻，且不需要對多個子載波進行dsp處理，降低系統的復雜度。此外，本發明通過編碼的方式使得信號頻譜具有功率低點，從而避免窄帶濾波操作所導致的性能損傷。