CN105024757A - 一种强滤波补偿的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种强滤波补偿的方法及装置，所述方法包括：利用延时相加滤除高频噪声；从一个或多个干扰项路径中确定出正确路径；对预设时间段内每一次数据输入所确定出的正确路径进行综合分析，将出现次数最多的正确路径作为最终的正确路径，并输出该路径中的数据。

Description

一种强滤波补偿的方法及装置

技术领域

本发明涉及高速数据传输通信技术，尤其涉及有线密集波分复用(WDM，Dense Wavelength Division Multiplexing)传输中强滤波补偿的方法及装置。

背景技术

在传输技术的发展中，光纤被证明是一种不可或缺的媒介。如何用最少量的光纤传输最丰富的信息，出于这种探索，光传输的发展基本经历了以下几个阶段：空分复用阶段(SDM，Space Division Multiplexing)、时分复用阶段(TDM，Time Division Multiplexing)和WDM。

在空分复用阶段系统扩容时只能通过铺设新的光缆或者增加新的设备。这样在扩容过程中时间和成本要成倍增加。因此，系统扩容找到了一种新的替代方法—时分复用。时分复用阶段一度占据系统扩容的主导地位，后来因为时分复用在升级过程中影响现有业务、在系统升级中缺乏灵活性、最主要的是在高速率阶段特别是40G以后，TDM因为电子器件的传输速率极限，使得TDM系统扩容遇到了天花板效应。这时系统扩容自然走到了波分复用阶段。波分复用以其经济、快速、成熟等特点很快成为系统扩容的主流解决方案。

时至今日有线传输依然以密集波分系统为主。但密集波分系统在传输过程中会带来色度色散、偏振膜色散、强滤波效应等诸多问题需要解决。

目前业界采用滤波的方法解决色度色散，采用恒模算法解决偏振膜色散，但强滤波效应由于在10G、40G等阶段对传输性能影响不大，因此在设备中还未采用有效的解决方法。

随着通信技术的发展，原来的40G传输逐渐演变到100G、400G传输，与此同时，在数据传输距离上也在不断的拓展。这样，强滤波效应已经变成密集波分传输中性能影响的不可忽略的因素。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种强滤波补偿的方法，所述方法包括：

利用延时相加滤除高频噪声；

从一个或多个干扰项路径中确定出正确路径；

对预设时间段内每一次数据输入所确定出的正确路径进行综合分析，将出现次数最多的正确路径作为最终的正确路径，并输出该路径中的数据。

本发明实施例中，所述利用延时相加滤除高频噪声，包括：

将接到的样点数据分为两路；

对其中一路样点数据进行延时处理；

将延时处理后的一路样点数据与另一路样点数据相加，以滤除高频噪声。

本发明实施例中，所述方法还包括：

对其中一路样点数据进行延时处理后，将该路样点数据乘以权重参数；

所述将延时处理后的一路样点数据与另一路样点数据相加，包括：

将乘以权重参数的一路样点数据与另一路样点数据相加。

本发明实施例中，所述从一个或多个干扰项路径中确定出正确路径，包括：

对延时相加后的数据分四路计算4个测度；

对所述4个测度结果分两组进行比较及选择，确定出每组最小的测度结果，以及最小测度结果对应的路径；

对两个最小的测度结果进行相减，并求绝对值；

将所述绝对值存入软比特寄存器组中，以及将最小测度结果对应的路径作为正确路径存入前驱状态寄存器组中。

本发明实施例中，所述对预设时间段内每一次数据输入所确定出的正确路径进行综合分析，将出现次数最多的正确路径作为最终的正确路径，并输出该路径中的数据，包括：

对前驱状态寄存器中的数据进行回溯，确定出硬判符号；

当硬判符号与对应的软比特寄存器中的数据相同时，输出对应的软比特值；当硬判符号与对应的软比特寄存器中的数据不同时，输出硬判符号与参数K的乘积，其中，K为配置参数。

本发明实施例提供的强滤波补偿的装置包括：

延时相加模块，用于利用延时相加滤除高频噪声；

最优路径选择模块，用于从一个或多个干扰项路径中确定出正确路径；

补偿结果判定输出模块，用于对预设时间段内每一次数据输入所确定出的正确路径进行综合分析，将出现次数最多的正确路径作为最终的正确路径，并输出该路径中的数据。

本发明实施例中，所述延时相加模块包括：

分离子模块，用于将接到的样点数据分为两路；

延时处理子模块，用于对其中一路样点数据进行延时处理；

相加子模块，用于将延时处理后的一路样点数据与另一路样点数据相加，以滤除高频噪声。

本发明实施例中，所述延时处理子模块，还用于对其中一路样点数据进行延时处理后，将该路样点数据乘以权重参数；

所述相加子模块，还用于将乘以权重参数的一路样点数据与另一路样点数据相加。

本发明实施例中，所述最优路径选择模块包括：

计算子模块，用于对延时相加后的数据分四路计算4个测度；

比较及选择子模块，对所述4个测度结果分两组进行比较及选择，确定出每组最小的测度结果，以及最小测度结果对应的路径；

相减子模块，用于对两个最小的测度结果进行相减，并求绝对值；

存储子模块，用于将所述绝对值存入软比特寄存器组中，以及将最小测度结果对应的路径作为正确路径存入前驱状态寄存器组中。

本发明实施例中，所述补偿结果判定输出模块包括：

回溯子模块，用于对前驱状态寄存器中的数据进行回溯，确定出硬判符号；

输出子模块，用于当硬判符号与对应的软比特寄存器中的数据相同时，输出对应的软比特值；当硬判符号与对应的软比特寄存器中的数据不同时，输出硬判符号与参数K的乘积，其中，K为配置参数。

本发明实施例的技术方案中，强滤波补偿的装置分为延时相加模块、最优路径选择模块、补偿结果判定输出模块。延时相加模块采用延时相加滤除高频噪声的影响，但是同时引入了部分码间干扰。最优路径选择模块将从众多干扰项路径中确定出正确路径概率最大的那条路径，降低码间干扰对信道的影响。补偿结果判定输出模块对每一次判定的结果进行综合考虑并找出最正确的路径数据并输出。本发明实施例不是通过计算强滤波效应的影响并直接进行补偿，而是创新的采用延时相加去除强滤波效应，但同时引入了码间干扰，然后将问题转向解决码间干扰，从而最终解决线路传输过程中的强滤波效应。这种间接解决强滤波效应的方法在硬件实现中相对比较简单，并且也可以降低布线的复杂度、减小资源的开销，提高传输性能。

附图说明

图1为本发明实施例的强滤波补偿的方法的流程示意图；

图2为本发明实施例的并行延时相加部分结构图；

图3为本发明实施例的实现强滤波补偿装置的结构框图；

图4为本发明实施例的强滤波回溯结构图；

图5为本发明实施例的强滤波补偿的装置的结构组成示意图。

具体实施方式

为了能够更加详尽地了解本发明实施例的特点与技术内容，下面结合附图对本发明实施例的实现进行详细阐述，所附附图仅供参考说明之用，并非用来限定本发明实施例。

本发明实施例的技术方案通过三大步骤解决强滤波效应：延时相加以解决高频噪声的影响；最优路径选择找到每一步概率最大的正确路径；补偿结果判定输出，综合考虑一段时间内概率最大的正确路径，确定出最终的正确路径。

图1为本发明实施例的强滤波补偿的方法的流程示意图，如图1所示，所述强滤波补偿的方法包括以下步骤：

步骤101：利用延时相加滤除高频噪声。

本发明实施例中，将接到的样点数据分为两路；对其中一路样点数据进行延时处理；将延时处理后的一路样点数据与另一路样点数据相加，以滤除高频噪声。

具体地，延时相加是相邻样点之间进行相加，完成对高频噪声的的滤除。具体实现：假设滤波器每个时钟接收到L个样点Xi(0)，Xi(1)，…，Xi(L-1)，L∈[0,∞)。前一个时钟接收的L个数据中的最后一个数据为Xi-1(L-1)，滤波器输出为f0，f1，…，fL-1，那么f0＝Xi-1(L-1)+Xi(0)，f1＝Xi(0)+Xi(1)，…，fL-1＝Xi(L-2)+Xi(L-1)，由于每一个时钟周期的计算除了需要本时钟周期的数据外，还需要上一个时钟周期的最后一个样点，为了降低并行操作中累加的延时，将上一个时钟周期的最后一个样点的数据存储起来，因此采用图2的结构即可满足速率要求。系统在上电初始化或者复位后滤波器的初始值可以在线可配，也可以固化成一个定值，例如第一个样点的值Xi-1(L-1)＝0。

本发明实施例中，对其中一路样点数据进行延时处理后，将该路样点数据乘以权重参数。再参照图3，本发明实施例中，输入的样点数据为X，X分为两路，其中一路经过Z^-1延时处理，然后，延时处理后的样点数据与另一路直接输出的样点数据相加，得到S。延时相加部分硬件实现公式为：S_k＝(1-α)·X_k+α·X_k-1。α是配置的参数，其取值范围[0,1]，具体的配置值根据信道的情况而定。

步骤102：从一个或多个干扰项路径中确定出正确路径。

本发明实施例中，对延时相加后的数据分四路计算4个测度；对所述4个测度结果分两组进行比较及选择，确定出每组最小的测度结果，以及最小测度结果对应的路径；对两个最小的测度结果进行相减，并求绝对值；将所述绝对值存入软比特寄存器组中，以及将最小测度结果对应的路径作为正确路径存入前驱状态寄存器组中。

具体地，参照图3，经过延时相加计算出S后分四路计算4个测度：

W₀₀＝α-β₀₀·S

W₀₁＝-α-β₀₁·S+δ

W₁₀＝-α-β₁₀·S

W₁₁＝α-β₁₁·S+δ

公式中的β₀₀、β₀₁、β₁₀、β₁₁有两种途径获取。第一种途径是和α一样，通过配置获取此参数；另一种途径是通过α计算获取。其计算公式如下：

β₀₀＝1+α

β₀₁＝1-α

β₁₀＝-1+α

β₁₁＝-1-α

W₀₀和W₀₁进行比较选择，输出比较小的一项输出为W₀，同时输出选中的编号sel₀，如果W₀＝W₀₀，那么sel₀＝0，否则sel₀＝1。类似的对W₁₀和W₁₁进行比较选择，输出W₁和sel₁。

上面公式中还有一个δ，δ用来计算下一次的W_ij，δ的初始值为0。其获取方法也是两种途径。一种途径通过配置获取此参数；另一种途径通过计算获取，其计算公式如下：

δ＝W₁-W₀

sel₀和sel₁保存到前驱状态寄存器组中用于以后回溯时输出硬判符号。

W₀₀和W₁₀进行比较选择，输出比较小的一项输出为D₀。W₀₁和W₁₁进行比较选择，输出比较小的一项输出为D₁。把abs(D₁-D₀)的结果存入软比特寄存器组中用于输出软比特。这里，abs(D₁-D₀)表示对(D₁-D₀)求绝对值。

步骤103：对预设时间段内每一次数据输入所确定出的正确路径进行综合分析，将出现次数最多的正确路径作为最终的正确路径，并输出该路径中的数据。

本发明实施例中，对前驱状态寄存器中的数据进行回溯，确定出硬判符号；当硬判符号与对应的软比特寄存器中的数据相同时，输出对应的软比特值；当硬判符号与对应的软比特寄存器中的数据不同时，输出硬判符号与参数K的乘积，其中，K为配置参数。

具体地，参照图3，输入初始的M个数据后，每输入1个数据就会对前驱状态寄存器组进行一次回溯，根据回溯经过的状态输出对应时刻的硬判符号。这里，状态为0对应的输出硬判符号为-，状态为1对应的输出硬判符号位+。图4是对长度为18的前驱状态寄存器组进行回溯的情况。图中横轴为时刻，纵轴为状态值。图中的每个实心圆点对应寄存器组中的一个寄存器，每个圆点都有一条线连接它左边的一个圆点，表示这个寄存器中保存的前驱状态。

启动回溯时，根据当时的δ值决定起始状态，如果δ>0，代表W₀>W₁，回溯从sel₀刚刚存入的寄存器开始，否则从sel₁刚刚存入的寄存器开始回溯。

回溯时一次转移到前驱状态寄存器中保存的前驱状态去，如图4中的实线标出的就是一次回溯的过程，整个过程经过M+1个状态，状态为0对应的输出硬判符号为-，状态为1对应的输出硬判符号位+，只输出最左边的1个硬判符号，后M个丢弃。

如果硬判符号与保存对应软比特符号相同，输出对应的软比特值；如果符号不同，输出硬判符号乘以参数K，K是配置的参数。

图5为本发明实施例的强滤波补偿的装置的结构组成示意图，如图5所示，所述装置包括：

延时相加模块51，用于利用延时相加滤除高频噪声；

最优路径选择模块52，用于从一个或多个干扰项路径中确定出正确路径；

补偿结果判定输出模块53，用于对预设时间段内每一次数据输入所确定出的正确路径进行综合分析，将出现次数最多的正确路径作为最终的正确路径，并输出该路径中的数据。

本发明实施例中，所述延时相加模块51包括：

分离子模块511，用于将接到的样点数据分为两路；

延时处理子模块512，用于对其中一路样点数据进行延时处理；

相加子模块513，用于将延时处理后的一路样点数据与另一路样点数据相加，以滤除高频噪声。

本发明实施例中，所述延时处理子模块512，还用于对其中一路样点数据进行延时处理后，将该路样点数据乘以权重参数；

所述相加子模块513，还用于将乘以权重参数的一路样点数据与另一路样点数据相加。

本发明实施例中，所述最优路径选择模块52包括：

计算子模块521，用于对延时相加后的数据分四路计算4个测度；

比较及选择子模块522，对所述4个测度结果分两组进行比较及选择，确定出每组最小的测度结果，以及最小测度结果对应的路径；

相减子模块523，用于对两个最小的测度结果进行相减，并求绝对值；

存储子模块524，用于将所述绝对值存入软比特寄存器组中，以及将最小测度结果对应的路径作为正确路径存入前驱状态寄存器组中。

本发明实施例中，所述补偿结果判定输出模块53包括：

回溯子模块531，用于对前驱状态寄存器中的数据进行回溯，确定出硬判符号；

输出子模块532，用于当硬判符号与对应的软比特寄存器中的数据相同时，输出对应的软比特值；当硬判符号与对应的软比特寄存器中的数据不同时，输出硬判符号与参数K的乘积，其中，K为配置参数。

本领域技术人员应当理解，图5所示的强滤波补偿的装置中的各单元及其子单元的实现功能可参照前述强滤波补偿的方法的相关描述而理解。图5所示的强滤波补偿的装置中的各单元及其子单元的功能可通过运行于处理器上的程序而实现，也可通过具体的逻辑电路而实现。

本发明实施例所记载的技术方案之间，在不冲突的情况下，可以任意组合。

在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的方法和智能设备，可以通过其它的方式实现。以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，如：多个单元或组件可以结合，或可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的各组成部分相互之间的耦合、或直接耦合、或通信连接可以是通过一些接口，设备或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性的、机械的或其它形式的。

上述作为分离部件说明的单元可以是、或也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是、或也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，也可以分布到多个网络单元上；可以根据实际的需要选择其中的部分或全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各实施例中的各功能单元可以全部集成在一个第二处理单元中，也可以是各单元分别单独作为一个单元，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中；上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种强滤波补偿的方法，其特征在于，所述方法包括：

利用延时相加滤除高频噪声；

针对每一次数据输入，从一个或多个干扰项路径中确定出正确路径；

对预设时间段内每一次数据输入所确定出的正确路径进行综合分析，将出现次数最多的正确路径作为最终的正确路径，并输出该路径中的数据。

2.根据权利要求1所述的强滤波补偿的方法，其特征在于，所述利用延时相加滤除高频噪声，包括：

将接到的样点数据分为两路；

对其中一路样点数据进行延时处理；

将延时处理后的一路样点数据与另一路样点数据相加，以滤除高频噪声。

3.根据权利要求2所述的强滤波补偿的方法，其特征在于，所述方法还包括：

对其中一路样点数据进行延时处理后，将该路样点数据乘以权重参数；

所述将延时处理后的一路样点数据与另一路样点数据相加，包括：

将乘以权重参数的一路样点数据与另一路样点数据相加。

4.根据权利要求1所述的强滤波补偿的方法，其特征在于，所述从一个或多个干扰项路径中确定出正确路径，包括：

对延时相加后的数据分四路计算4个测度；

对所述4个测度结果分两组进行比较及选择，确定出每组最小的测度结果，以及最小测度结果对应的路径；

对两个最小的测度结果进行相减，并求绝对值；

将所述绝对值存入软比特寄存器组中，以及将最小测度结果对应的路径作为正确路径存入前驱状态寄存器组中。

5.根据权利要求4所述的强滤波补偿的方法，其特征在于，所述对预设时间段内每一次数据输入所确定出的正确路径进行综合分析，将出现次数最多的正确路径作为最终的正确路径，并输出该路径中的数据，包括：

对前驱状态寄存器中的数据进行回溯，确定出硬判符号；

当硬判符号与对应的软比特寄存器中的数据相同时，输出对应的软比特值；当硬判符号与对应的软比特寄存器中的数据不同时，输出硬判符号与参数K的乘积，其中，K为配置参数。

6.一种强滤波补偿的装置，其特征在于，该装置包括：

延时相加模块，用于利用延时相加滤除高频噪声；

最优路径选择模块，用于从一个或多个干扰项路径中确定出正确路径；

补偿结果判定输出模块，用于对预设时间段内每一次数据输入所确定出的正确路径进行综合分析，将出现次数最多的正确路径作为最终的正确路径，并输出该路径中的数据。

7.根据权利要求6所述的强滤波补偿的装置，其特征在于，所述延时相加模块包括：

分离子模块，用于将接到的样点数据分为两路；

延时处理子模块，用于对其中一路样点数据进行延时处理；

相加子模块，用于将延时处理后的一路样点数据与另一路样点数据相加，以滤除高频噪声。

8.根据权利要求7所述的强滤波补偿的装置，其特征在于，所述延时处理子模块，还用于对其中一路样点数据进行延时处理后，将该路样点数据乘以权重参数；

所述相加子模块，还用于将乘以权重参数的一路样点数据与另一路样点数据相加。

9.根据权利要求6所述的强滤波补偿的装置，其特征在于，所述最优路径选择模块包括：

计算子模块，用于对延时相加后的数据分四路计算4个测度；

比较及选择子模块，对所述4个测度结果分两组进行比较及选择，确定出每组最小的测度结果，以及最小测度结果对应的路径；

相减子模块，用于对两个最小的测度结果进行相减，并求绝对值；

存储子模块，用于将所述绝对值存入软比特寄存器组中，以及将最小测度结果对应的路径作为正确路径存入前驱状态寄存器组中。

10.根据权利要求6至9任一项所述的强滤波补偿的装置，其特征在于，所述补偿结果判定输出模块包括：

回溯子模块，用于对前驱状态寄存器中的数据进行回溯，确定出硬判符号；

输出子模块，用于当硬判符号与对应的软比特寄存器中的数据相同时，输出对应的软比特值；当硬判符号与对应的软比特寄存器中的数据不同时，输出硬判符号与参数K的乘积，其中，K为配置参数。