本技术涉及通信领域，特别涉及一种网络损伤识别方法、装置、设备。
背景技术：
1、随着网络技术的发展，符号周期不断缩短，调制格式也不断上升，网络损伤对网络的通信性能的影响愈发显著。为了维护网络的通信性能，需要及时修复网络损伤，这要求及时识别网络损伤的发生位置。
2、目前的识别网络损伤的方案，或者需要引入额外的硬件，成本高、且会造成通信中断；或者对信号格式不透明，需要充分了解信号格式，难以在信号格式不可知以及信号格式快速变化的场景下应用。
技术实现思路
1、本技术实施例提供了一种网络损伤识别方法、装置、设备，可以高效、低成本识别网络损伤。
2、第一方面，提供了一种网络损伤识别方法，应用于网络系统中的接收端，网络系统还包括发送端，其中，接收端具有多个接收端口，发送端具有多个发送端口，多个接收端口中的接收端口的数量大于或等于发送端中发送端口的数量；该方法包括：通过多个接收端口接收发送端通过多个发送端口中发送的多路信号，其中，多路信号和多个发送端口一一对应，且多路信号中的一路信号被多个接收端口中的至少一个接收端口接收；使用补偿模型，对多路信号进行补偿，得到多路信号的补偿结果；朝着提升补偿结果的方向，更新补偿模型的参数；当补偿结果满足预设的条件时，获取补偿模型的参数；基于获取的补偿模型的参数，识别网络系统的损伤。
3、其中，该方法所识别的损伤可以是指物理层的损伤，即硬件的损伤。
4、网络系统的损伤使得多路信号彼此间产生影响，这些影响反映到能够将多路信号的信号补偿至满足预设的条件的补偿模型的参数中。该方法通过估计或探索能够将多路信号的信号补偿到的满足预设条件的补偿模型的参数，并基于该参数，识别网络系统的损伤，实现了在无需在网络系统中设置额外的硬件情况下，以及无需获知信号格式的情况下，对网络损伤的识别。该方法成本低、网络损伤识别方法本身对通信性能无影响，并且对格式透明，应用场景广泛。
5、在一种可能的实现方式中，该条件包括：补偿结果大于或等于预设的阈值，或者，补偿结果达到使用补偿模型对多路信号进行补偿所能达到的最优结果。
6、在一种可能的实现方式中，基于获取的补偿模型的参数，识别网络系统的损伤包括：基于获取的补偿模型的参数，确认网络系统发生损伤。
7、网络系统是否发生损伤使得多路信号彼此间发生不同的影响，这些影响反映到能够将多路信号的信号补偿至满足预设的条件的补偿模型的参数中。因此，可以基于将多路信号的信号补偿到的满足预设条件的补偿模型的参数，识别网络系统是否发生损伤。
8、在一种可能的实现方式中，基于获取的补偿模型的参数，识别网络系统的损伤包括：基于获取的补偿模型的参数，识别损伤在网络系统中的位置，位置包括接收端和/或发送端；和/或，基于获取的补偿模型的参数，识别损伤的程度；和/或，基于获取的补偿模型的参数，识别损伤的类型；其中，损伤的类型包括偏振不平衡损伤。
9、网络系统的损伤的不同位置、损伤的不同程度、损伤的不同类型使得多路信号彼此间发生不同的影响，这些影响反映到能够将多路信号的信号补偿至满足预设的条件的补偿模型的参数中，因此，基于将多路信号的信号补偿到的满足预设条件的补偿模型的参数，可以识别损伤在网络系统中的位置、损伤的程度以及损伤的类型。
10、在一种可能的实现方式中，多路信号在传输过程中发生信号间串扰；对多路信号进行补偿包括：增大多路信号的非高斯特性。其中，用于对多路信号进行补偿的补偿模型可以是基于独立成分分析ica算法得到的。
11、在该实现方式中，可以利用mimo系统天然存在偏振传输效应，通过增大该多路信号的非高斯特性，实现对多路信号的信号补偿，从而可以估计或探索到能够将多路信号的信号补偿到的满足预设条件的补偿模型的参数，进而可基于该参数，识别网络系统的损伤。
12、在一种可能的实现方式中，朝着提升补偿结果的方向，更新补偿模型的参数包括：以极大化多路信号的非高斯特性为目的，更新补偿模型的参数。
13、在该实现方式中，通过极大化多路信号的非高斯特性，来更新补偿模型的参数，可以得到够将多路信号的信号补偿到的满足预设条件的补偿模型的参数。
14、在一种可能的实现方式中，补偿模型包括多个抽头矩阵；使用补偿模型，对多路信号进行补偿，得到多路信号的补偿结果包括：构建多路信号的向量矩阵；利用多个抽头矩阵，对多路信号的向量矩阵进行计算，得到多路信号的信号补偿结果；
15、其中，信号补偿结果表征为：
16、
17、其中，sout代表信号补偿结果，x代表多路信号中的第一路信号，y代表多路信号中的第二路信号，m代表抽头矩阵，上角标*代表共轭操作，上角标t代表转置操作，代表多路信号中的信号的向量矩阵，n代表多路信号中的信号的时间索引；
18、其中，抽头矩阵表征为：
19、
20、其中，m′代表多个抽头矩阵组成的矩阵，h代表抽头矩阵中用于表示信号间串扰的参数，l为抽头矩阵所要求的输入数据的长度减1得到的差值，l为大于1的整数，且l为偶数。
21、在该实现方式中，补偿模型中的抽头矩阵也作为滤波器，对输入的信号进行均衡和解复用。其中，组成补偿模型的多个抽头矩阵组成蝶形滤波结果，其中，每个滤波器的抽头系数均与收发端损伤两两相关，因此有助于收发机损伤分离。其中，收发端是指接收端和发送端，收发端损伤是指接收端损伤和发送端损伤。并且基于ica的蝶形滤波算法架构，有益于利用网络系统中天然存在的偏振串扰实现损伤分解和监测，同时解决ica中存在的幅值模糊性问题
22、在一种可能的实现方式中，构建多路信号的向量矩阵包括：对多路信号进行特征值分解，得到白化矩阵；利用白化矩阵，对多路信号进行白化，得到白化后的多路信号；基于白化后的多路信号，利用包括l+1个单位时长的时间滑动窗口，构建多路信号的向量矩阵；
23、其中，白化矩阵表征为：
24、
25、其中，v代表白化矩阵，λ代表对多路信号进行特征值分解得到的特征值对角矩阵、u代表对多路信号进行特征值分解得到的特征向量矩阵，上角标t代表转置操作，w代表白化矩阵中用于表示信号间串扰的参数；
26、其中，白化后的多路信号表征为：
27、
28、其中，sin代表白化前的多路信号中的信号，代表白化后的多路信号中的信号；
29、其中，多路信号的向量矩阵表征为：
30、
31、其中，代表白化后的多路信号中的信号的向量矩阵。
32、在该实现方式中，通过白化处理，可以使得不同路信号之间的均值为0，方差为1，并且实现不同路信号之间的去相关性。其中，此处的相关性是指线性关系。不同路信号之间去相关性是指使得不同路信号之间没有线性关系。并且，在对多路信号进行白化处理后，可以基于白化后的多路信号，利用包括l+1个单位时长的时间滑动窗口，构建多路信号的向量矩阵。通过预处理方案构建的特征向量矩阵，可以为后续参数更新提供便利，加快算法收敛速度，并保障输入信号的维度与后续抽头矩阵相匹配。
33、在一种可能的实现方式中，朝着提升补偿结果的方向，更新补偿模型的参数包括：通过第一式，对信号补偿结果进行功率归一化，得到归一化后的信号补偿结果；通过第二式，极大化归一化后的信号补偿结果的非高斯特性，以更新抽头矩阵中的参数；其中，
34、第一式包括：
35、
36、其中，代表归一化后的信号补偿结果，e代表平均操作；
37、第二式包括：
38、
39、
40、
41、
42、其中，i∈[-l/2 l/2]，代表非线性函数，上角标+代表更新后的参数，上角标-代表更新前的参数。
43、在该实现方式中，通过第一式对信号补偿结果进行功率归一化，然后后，通过式(7)对归一化的信号补偿结果进行非线性操作，从而模拟信号的概率密度分布；然后，求非线性信号的一阶和二阶导数；再通过牛顿法，进行极大化非高斯性，实现抽头矩阵的抽头系数(即补偿模型的参数)的更新，从而估计到能够将多路信号的信号补偿到的满足预设条件的补偿模型的参数。
44、在一种可能的实现方式中，基于获取的补偿模型的参数，识别网络损伤在网络系统中的位置包括：基于更新后的抽头矩阵中的参数，得到过程矩阵；基于过程矩阵，通过第三式，识别网络损伤；
45、其中，过程矩阵表征为：
46、
47、第三式包括：
48、
49、τtx＝(τxx-τyx+τxy)/2
50、τrx＝(τxx-τxy+τyx)/2
51、gtx＝(e(|pxx|)e(|pxy|)/(e(|pyx|)e(|pyy|)))
52、grx＝(e(|pxx|)e(|pyx|)/(e(|pxy|)e(|pyy|)))
53、其中，p代表抽头矩阵对应的过程矩阵，p′代表多个抽头矩阵对应的过程矩阵组成的矩阵，t代表过程矩阵中的参数，τ代表时钟偏移，g代表幅度不平衡，tx代表发送端，rx代表接收端，f代表频域索引，d代表求偏导，fs代表采样速率，上角标f代表当前的变量属于频域，fft代表傅里叶变换。
54、在一种可能的实现方式中，基于获取的补偿模型的参数，识别网络系统的损伤包括：基于获取的补偿模型的参数，识别损伤在网络系统中的位置，位置包括接收端和/或发送端；该方法还包括：将获取的补偿模型的参数发送至位置，获取的补偿模型的参数用于在位置对信号进行预补偿。
55、在该实现方式中，在识别出损伤所在的位置后，可以能够将多路信号的信号补偿到的满足预设条件的补偿模型的参数发送至识别出的位置，该获取的所述补偿模型的参数用于在该位置对信号进行预补偿，从而可以提升提前完成信号补偿，并且提前将信号补偿到满足预设条件，克服网络损伤对信号的损伤，提供网络的通信性能。
56、第二方面，提供了一种网络损伤识别装置，配置于网络系统中的接收端，网络系统还包括发送端，其中，接收端具有多个接收端口，发送端具有多个发送端口，多个接收端口中的接收端口的数量大于或等于发送端中发送端口的数量；该装置包括：接收单元，用于通过多个接收端口接收发送端通过多个发送端口中发送的多路信号，其中，多路信号和多个发送端口一一对应，且多路信号中的一路信号被多个接收端口中的至少一个接收端口接收；补偿单元，用于使用补偿模型，对多路信号进行补偿，得到多路信号的补偿结果；更新单元，用于朝着提升补偿结果的方向，更新补偿模型的参数；获取单元，用于当补偿结果满足预设的条件时，获取补偿模型的参数；识别单元，用于基于获取的补偿模型的参数，识别网络系统的损伤。
57、在一种可能的实现方式中，该条件包括：补偿结果大于或等于预设的阈值，或者，补偿结果达到使用补偿模型对多路信号进行补偿所能达到的最优结果。
58、在一种可能的实现方式中，识别单元用于：基于获取的补偿模型的参数，确认网络系统发生损伤。
59、在一种可能的实现方式中，识别单元用于：基于获取的补偿模型的参数，识别损伤在网络系统中的位置，位置包括接收端和/或发送端；和/或，基于获取的补偿模型的参数，识别损伤的程度；和/或，基于获取的补偿模型的参数，识别损伤的类型；其中，损伤的类型包括偏振不平衡损伤。
60、在一种可能的实现方式中，多路信号在传输过程中发生信号间串扰；补偿单元用于：增大多路信号的非高斯特性。
61、在一种可能的实现方式中，更新单元用于：以极大化多路信号的非高斯特性为目的，更新补偿模型的参数。
62、第三方面，提供了一种通信设备，包括：存储器和处理器；存储器用于存储计算机指令；处理器用于运行存储器存储的计算机指令实现第一方面所提供的方法。
63、第四方面，提供了一种芯片，芯片用于执行第一方面所提供的方法。
64、第五方面，提供了一种计算机存储介质，计算机存储介质包括计算机指令，当计算机指令在通信设备上运行时，使得通信设备执行第一方面所提供的方法。
65、第六方面，提供了一种计算机程序产品，该计算机程序产品包含的程序代码被通信设备中的处理器执行时，实现第一方面所提供的方法。
66、第二方面至第六方面的有益效果可以参考上文对第一方面的有益效果的介绍，在此不再赘述。
1.一种网络损伤识别方法，其特征在于，应用于网络系统中的接收端，所述网络系统还包括发送端，其中，所述接收端具有多个接收端口，所述发送端具有多个发送端口，所述多个接收端口中的接收端口的数量大于或等于所述发送端中发送端口的数量；所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述条件包括：所述补偿结果大于或等于预设的阈值，或者，所述补偿结果达到使用所述补偿模型对所述多路信号进行补偿所能达到的最优结果。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述基于所述获取的所述补偿模型的参数，识别所述网络系统的损伤包括：基于所述获取的所述补偿模型的参数，确认所述网络系统发生损伤。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述基于所述获取的所述补偿模型的参数，识别所述网络系统的损伤包括：
5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，所述多路信号在传输过程中发生信号间串扰；所述对所述多路信号进行补偿包括：增大所述多路信号的非高斯特性。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述朝着提升所述补偿结果的方向，更新所述补偿模型的参数包括：以极大化所述多路信号的非高斯特性为目的，更新所述补偿模型的参数。
7.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述补偿模型包括多个抽头矩阵；所述使用补偿模型，对所述多路信号进行补偿，得到所述多路信号的补偿结果包括：
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述构建所述多路信号的向量矩阵包括：
9.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，所述朝着提升所述补偿结果的方向，更新所述补偿模型的参数包括：
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述基于所述获取的所述补偿模型的参数，识别所述网络损伤在所述网络系统中的位置包括：
11.根据权利要求1-10中任一项所述的方法，其特征在于，
12.一种网络损伤识别装置，其特征在于，配置于网络系统中的接收端，所述网络系统还包括发送端，其中，所述接收端具有多个接收端口，所述发送端具有多个发送端口，所述多个接收端口中的接收端口的数量大于或等于所述发送端中发送端口的数量；所述装置包括：
13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述条件包括：所述补偿结果大于或等于预设的阈值，或者，所述补偿结果达到使用所述补偿模型对所述多路信号进行补偿所能达到的最优结果。
14.根据权利要求12或13所述的装置，其特征在于，所述识别单元用于：基于所述获取的所述补偿模型的参数，确认所述网络系统发生损伤。
15.根据权利要求12或13所述的装置，其特征在于，所述识别单元用于：
16.根据权利要求12-15中任一项所述的装置，其特征在于，所述多路信号在传输过程中发生信号间串扰；所述补偿单元用于：增大所述多路信号的非高斯特性。
17.根据权利要求16所述的装置，其特征在于，所述更新单元用于：以极大化所述多路信号的非高斯特性为目的，更新所述补偿模型的参数。
18.一种通信设备，其特征在于，包括：存储器和处理器；
19.一种芯片，其特征在于，所述芯片用于执行权利要求1-12中任一项所述的方法。
20.一种计算机存储介质，其特征在于，所述计算机存储介质包括计算机指令，当所述计算机指令在通信设备上运行时，使得所述通信设备执行权利要求1-12中任一项所述的方法。
