CN106301664A

CN106301664A - 一种插值滤波的方法及装置

Info

Publication number: CN106301664A
Application number: CN201510264521.2A
Authority: CN
Inventors: 游少芳; 张集文
Original assignee: Shenzhen ZTE Microelectronics Technology Co Ltd
Current assignee: Shenzhen ZTE Microelectronics Technology Co Ltd
Priority date: 2015-05-22
Filing date: 2015-05-22
Publication date: 2017-01-04
Also published as: WO2016188055A1

Abstract

本发明公开了一种插值滤波的方法，获取接收到的数据的相位偏差；根据存储区域中预先存储的相位偏差与差值系数列表的关系确定所述数据的相位偏差对应的差值参数列表；以所述差值系数列表作为所述数据的抽头系统与所述数据进行计算生成所述数据对应的调整数据。

Description

一种插值滤波的方法及装置

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及一种插值滤波的方法及装置。

背景技术

本申请发明人在实现本申请实施例技术方案的过程中，至少发现相关技术中存在如下技术问题：

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：SDM(空分复用阶段)、TDM(时分复用阶段)和WDM(波分复用阶段)。

时至今日有线传输依然以波分系统为主。随着通信技术的发展，目前商用的40G波分传输逐渐演变到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，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，这些问题的解决需要用数字信号处理的方法，后面称之为100G DSP处理。

对于一般通信系统收发两端时候非同源时钟，所以收发两端的时钟频率总是存在一定偏差。而且该偏差随着周围环境和自身板级散热的问题而不停抖动。这样的情况下，我们需要根据实时检测出来的相位偏差做样点之间的插值。

根据上面描述，在做插值滤波器的时候主要存在以下两个问题：

1、插值系数要求实时计算；

2、收发两端抖动不确定的情况下系数(或者说取值范围)不确定；

3、当系统需要升级时，硬件需要重新设计。

基于以上分析，如何实现灵活配置，时序好收敛、方法简便可扩展的差值滤波，在现有技术中缺乏相应的解决机制。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例希望提供一种插值滤波的方法及装置，至少解决了现有技术存在的问题，能够实现灵活配置，时序好收敛、方法简便可扩展的差值滤波。

本发明实施例的技术方案是这样实现的：

待确定权利要求后补入：

本发明实施例的一种单组播流量调度管理的方法，获取接收到的数据的相位偏差；根据存储区域中预先存储的相位偏差与差值系数列表的关系确定所述数据的相位偏差对应的差值参数列表；以所述差值系数列表作为所述数据的抽头系统与所述数据进行计算生成所述数据对应的调整数据。采用本发明实施例，至少解决了现有技术存在的问题，能够通过增加少量开销的情况下，实现插值系数的灵活配置，并减少时延，方便扩展后续版本。

附图说明

图1为本发明实施例一提供的差值滤波的方法的流程示意图；

图2为本发明实施例提供的100G波分传输系统的插值系数实时计算公式；

图3为传统的差值系数计算方法电路图；

图4为本发明实施例二提供的应用差值滤波方法的时钟恢复子系统框图的示意图；

图5为图4所示的差值滤波器的结构示意图；

图6为本发明实施例三提供的一种差值滤波的装置的结构示意图；

图7为本发明实施例三提供的另一种差值滤波的装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对技术方案的实施作进一步的详细描述。

实施例一

本发明实施例一提供一种差值滤波的方法，如图1所示，该方法包括：

S101：获取接收到的数据的相位偏差；

S102：根据存储区域中预先存储的相位偏差与差值系数列表的关系确定所述数据的相位偏差对应的差值参数列表；

S103：以所述差值系数列表作为所述数据的抽头系统与所述数据进行计算生成所述数据对应的调整数据。

在接收端的系统中预设一用于预设所有的相位偏差与差值系数列表的关系的存储区域，其中，根据相位偏差的值的位宽确定所述存储区域的深度，根据所有相位偏差对应的插值系数的位宽的总和确定所述存储区域的宽度，在确定了存储区域的深度和宽度之后，在存储区域中存储所有的相位偏差与差值系数列表的关系。

在本发明实施例中，该方法还包括：遍历所有的相位偏差的值；将各相位偏差分别通过差值算法中的每个公式的计算得到各相位偏差的差值系数列表；对应各相位偏差将各相位偏差对应的差值系数列表进行存储得到相位偏差与差值系数列表的关系。

在接收端，接收到的数据的相位偏差存在各种可能的值，以100G波分传输系统为例，其接收到的数据的相位偏差为8bit，进行编码后为00000000至11111111中的任何一位，即从0至255中的任何一位；100G波分传输系统的差值算法包括5个公式，如图2所示，包括h₀(u)、h₁(u)、h₂(u)、h₃(u)、h₄(u)、h₅(u)，表示相位偏差为u时的第一、第二、第三、第四、第五个差值系数的公式，将u值通过这几个公式的计算得到u值对应的差值系数列表。遍历0-255所有的相位偏差的值，将各相位偏差分别通过差值算法中的每个公式的计算得到各相位偏差的差值系数列表，具体的，依次将0通过h₀(u)、h₁(u)、h₂(u)、h₃(u)、h₄(u)、h₅(u)的计算得到u为0时的差值系数列表，将1通过h₀(u)、h₁(u)、h₂(u)、h₃(u)、h₄(u)、h₅(u)的计算得到u为1时的差值系数列表，直到将255通过h₀(u)、h₁(u)、h₂(u)、h₃(u)、h₄(u)、h₅(u)的计算得到u为255时的差值系数列表，将0至255及其对应的差值系数列表存储在存储区域中得到相位偏差与差值系数列表的关系。

这里，对应各相位偏差将各相位偏差对应的差值系数列表进行存储得到相位偏差与差值系数列表的关系包括：以各相位偏差为存储地址，将各相位偏差对应的差值系数列表分别存储在各相位偏差所表示的存储地址。也就是说，在存储区域中，在地址00000000存储u为0对应的差值系数列表，在00000001存储u为1对应的差值系数列表，在地址00000010存储u为2对应的差值系数列表。

在S101中，通信系统的接收端接收到数据后，通过：时钟预滤波、鉴相、环路滤波的处理获取到接收到的数据的相位偏差，其中，时钟预滤波是在将色散造成的码间干扰滤除，鉴相完成时钟相位偏差的检查；环路滤波完成时钟相位偏差的滤波，获取到接收到的进行差值滤波数据的相位偏差。这里，数据的相位偏差的获取为现有技术，在这里不做详细陈述。

在S102中，将步骤S101中获取的接收到的数据的相位偏差与上述存储区域中存储的相位偏差与差值系数列表的关系进行匹配，查找该数据的相位偏差的差值系数列表。当数据的相位偏差为00000000时，查找0对应的差值系数列表，当数据的相位偏差为00001001时查找9对应的差值系数列表。

这里，对应各相位偏差将各相位偏差对应的差值系数列表进行存储得到相位偏差与差值系数列表的关系包括：以各相位偏差为存储地址，将各相位偏差对应的差值系数列表分别存储在各相位偏差所表示的存储地址。以相位偏差为00000000、00001001为例，当当数据的相位偏差为00000000时，查找存储区域中地址为00000000位置处存储的差值系数列表，当数据的相位偏差为00001001时查找存储区域中地址为00001001位置处存储的差值系数列表。

在S103中，将S102中查找的差值系数列表作为该数据的抽头系统，通过该抽头系统将接收到的数据进行调整，得到调整的数据进行发送，即将接收端的数据进行调整，使得系统的接受端与发送端的数据的时钟频率保持一致，实现收发端的时钟源同步。

需要说明的是，以100G波分传输系统为例，传统的差值滤波方法中的差值系数计算方法如图3所示，当差值滤波器接收到数据的相位偏差后，将相位偏差通过多个乘法器实现公式h₀(u)、h₁(u)、h₂(u)、h₃(u)、h₄(u)、h₅(u)的计算，h₀(u)的计算需要将u通过三阶乘法器并与0.32376相乘得到的系数一，通过二阶乘法器并与0.04416相乘得到的系数二，通过一阶乘法器并与0.07683相乘得到的系数三，将系数一、系数二和系数三相加得到三系数之后，并进行饱和截位处理之后得到u通过h₀(u)对应的差值系数，因此，当需要得到u对应的差值系数列表时，需要分别计算h₀(u)、h₁(u)、h₂(u)、h₃(u)、h₄(u)、h₅(u)对应的差值系数，才能得到差值系数列表。在现有的差值滤波的方法中，差值系数为实时通过计算出来的，系统复杂，并且随着周围环境和自身板级散热的问题差值不停抖动，导致收发两端抖动不确定的情况下差值系数(或者取值范围)不确定；更进一步的，当系统需要升级时，硬件需要重新设计，则消耗大量的人力资源。

而本发明实施例提供的差值滤波的方法中，将差值系数预先配置在系统中，将差值算法的差值系数计算公式的所有可能结果遍历后存入存储区域中，从而在芯片内部实现查表来代替实时计算，即提高了速度，降低了功耗，同时还极大增强了灵活性。这里，存储区域可为随机存取存储器(RAM，Random AccessMemory)。

图4为本发明实施例四提供的应用差值滤波方法的时钟恢复子系统框图的示意图；时钟恢复子系统在100G中占据非常重要的位置，如图4所示，包括四个主要部分，分别是：时钟预滤波、鉴相、环路滤波以及插值滤波器。其中，时钟预滤波是在将色散造成的码间干扰滤除；鉴相完成时钟相位偏差的检查；环路滤波完成时钟相位偏差的滤波；插值滤波器完成基于相位偏差的插值。本发明实施例提供的差值滤波方法的具体实现可在该系统中的差值滤波器中实现。

该差值滤波器的结构示意图如图5所示，可说明本发明实施例提供的差值滤波的计算方式；当获取到数据的差值偏差u时，将u输入RAM(256x26)中，通过查表的方式获取u通过h₀(u)、h₁(u)、h₂(u)、h₃(u)、h₄(u)、h₅(u)的计算的差值系数，即获取到u对应的差值列表系数，

实施例二

在实际的应用中，适用于100G光传输系统中的本发明实施例提供的插值滤波器方法，

该方法的实现可利用专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)成熟的RAM IP核，将差值系数的算法的差值系数的计算公式的所有可能结果遍历后存入存储区域RAM中，从而在芯片内部实现查表来代替现有的实时计算，即提高了速度，降低了功耗，同时还极大增强了灵活性。

具体描述如下：

首先，根据差值系数的算法需求，确定插值指针(图2中的u)的位宽，如100G中的8bit，该位宽决定了需要定制的RAM的深度；

其次，根据差值系数的算法确定插值系数的位宽，每个抽头系统的抽头系数(即差值系数列表中的差值系数)的位宽总和(如果是对称系数，位宽可以减少约一半)，该位宽决定了RAM的宽度；

最后，将相位偏差u值遍历后代入算法公式(如图3)，将每个u值对应的差值系数列表(抽头系统的轴头系数)组合起来作为RAM存储内容。其中，可将所有u值计算出来的结果将作为整个RAM的存储内容在上电时配置进去。系统工作时差值滤波器根据u值作为地址就可以查找出相对应的差值系数列表(抽头系统)；

当然，RAM的深度和宽度可以适当的留一些裕量，以方便将来遇到更恶劣情况，比如说收发端时钟抖动超过算法预期，插值指针需要拓宽，抽头需要增加等等，这些将可能增加RAM的深度和宽度，当然，这些也可以在比如100G升级到400G甚至1T时的后期版本中替换。

通过增加上述处理流程和装置，增加少量开销的情况下，达到了以下效果：

1、插值系数可以根据不同工况灵活配置；

2、系统时延减少，对于100G这样大数据量系统来说，时延减少能够显著提高系统性能；

3、通过使用RAM还能使得系统功耗降低，因为对于RAM的控制要比控制一堆寄存器和组合如图3逻辑简单，时钟关断很方便；

4、后续版本如果想增大或者减小RAM，可以很方便的替换，不用重新设计电路。

实施例三

为实现上述一种单组播流量调度管理的方法，本发明实施例还提供一种插值滤波的装置，如图6所示，所述装置包括：获取模块301、查找模块302和计算模块303；其中，获取模块301，用于获取接收到的数据的相位偏差；

查找模块302，用于根据存储区域中预先存储的相位偏差与差值系数列表的关系确定所述数据的相位偏差对应的差值参数列表；

计算模块303，用于以所述差值系数列表作为所述数据的抽头系统与所述数据进行计算生成所述数据对应的调整数据。

如图7所示，该装置还包括：配置模块304，用于遍历所有的相位偏差的值；将各相位偏差分别通过差值算法中的每个公式的计算得到各相位偏差的差值系数列表；对应各相位偏差将各相位偏差对应的差值系数列表进行存储得到相位偏差与差值系数列表的关系。

配置模块304，具体用于遍历所有的相位偏差的值；将各相位偏差分别通过差值算法中的每个公式的计算得到各相位偏差的差值系数列表；以各相位偏差为存储地址，将各相位偏差对应的差值系数列表分别存储在各相位偏差所表示的存储地址。

这里，查找模块302，具体用于以所述数据的相位偏差作为地址从所述存储区域的所述地址获取所述数据的相位差值对应的差值系数列表。

该装置还包括：深度配置模块305，用于根据相位偏差的值的位宽确定所述存储区域的深度。

该装置还包括：宽度配置模块306，用于根据所有相位偏差对应的插值系数的位宽的总和确定所述存储区域的宽度。

本发明实施例所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实施例的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机、服务器、或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。这样，本发明实施例不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims

1.一种插值滤波的方法，其特征在于，所述方法包括：

获取接收到的数据的相位偏差；

根据存储区域中预先存储的相位偏差与差值系数列表的关系确定所述数据的相位偏差对应的差值参数列表；

以所述差值系数列表作为所述数据的抽头系统与所述数据进行计算生成所述数据对应的调整数据。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

遍历所有的相位偏差的值；

将各相位偏差分别通过差值算法中的每个公式的计算得到各相位偏差的差值系数列表；

对应各相位偏差将各相位偏差对应的差值系数列表进行存储得到相位偏差与差值系数列表的关系。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，对应各相位偏差将各相位偏差对应的差值系数列表进行存储得到相位偏差与差值系数列表的关系包括：

以各相位偏差为存储地址，将各相位偏差对应的差值系数列表分别存储在各相位偏差所表示的存储地址。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据存储区域中预先存储的相位偏差与差值系数列表的关系确定所述数据的相位偏差对应的差值参数列表包括：

以所述数据的相位偏差作为地址从所述存储区域的所述地址获取所述数据的相位差值对应的差值系数列表。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

根据相位偏差的值的位宽确定所述存储区域的深度。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

根据所有相位偏差对应的插值系数的位宽的总和确定所述存储区域的宽度。

7.一种插值滤波的装置，其特征在于，所述装置包括：获取模块、查找模块和计算模块；其中，

所述获取模块，用于获取接收到的数据的相位偏差；

所述查找模块，用于根据存储区域中预先存储的相位偏差与差值系数列表的关系确定所述数据的相位偏差对应的差值参数列表；

所述计算模块，用于以所述差值系数列表作为所述数据的抽头系统与所述数据进行计算生成所述数据对应的调整数据。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：配置模块，用于遍历所有的相位偏差的值；将各相位偏差分别通过差值算法中的每个公式的计算得到各相位偏差的差值系数列表；对应各相位偏差将各相位偏差对应的差值系数列表进行存储得到相位偏差与差值系数列表的关系。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述配置模块，具体用于遍历所有的相位偏差的值；将各相位偏差分别通过差值算法中的每个公式的计算得到各相位偏差的差值系数列表；以各相位偏差为存储地址，将各相位偏差对应的差值系数列表分别存储在各相位偏差所表示的存储地址。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述查找模块，具体用于以所述数据的相位偏差作为地址从所述存储区域的所述地址获取所述数据的相位差值对应的差值系数列表。

11.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：深度配置模块，用于根据相位偏差的值的位宽确定所述存储区域的深度。

12.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：宽度配置模块，用于根据所有相位偏差对应的插值系数的位宽的总和确定所述存储区域的宽度。