CN110190925A - 一种数据处理方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种信号处理方法及装置，包括：获取待传输数据块中预期出现连续错误比特的位置；获取待传输数据块中目标交织比特的位置；其中，目标交织比特为通过小于预设迭代阈值的迭代次数能够恢复出信息的比特；将预期出现连续错误比特的位置上的比特和目标交织比特的位置上的比特互相交织。从本发明实施例可见，由于将目标交织比特交织到了预期出现连续错误比特的位置，将预期出现的连续错误比特交织到了容易恢复出信息的比特的位置，从而使得预期出现连续错误比特的位置上都是容易恢复信息的比特，因此简化了后续的译码过程，减少了译码开销。

Description

一种数据处理方法及装置
技术领域
本发明实施例涉及光通信技术领域，尤指一种数据处理方法及装置。
背景技术
在光通信系统中，根据误码分布规律的特点可以将信道大致分为三类：随机信道、突发信道以及混合信道。在随机信道中，接收序列中的传输错误随机出现，且错误分布具有统计独立的特点，即不具有相关性或相关性很弱，因此根据误码的分布特性采用合理的纠错编码方法就可以抵抗独立的随机错误。但是在突发信道中，例如无源光网络(PassiveOptical Network，PON)系统的信道，由于上行信道工作于突发模式，并且由于光网络单元(Optical Network Unit，ONU)在突发模式下发射机开关效应的暂态瞬变、光放大器的瞬变效应(如增益稳定的掺铒光纤光放大器)、以及在突发模式下接收机的瞬变效应，在待传输数据块前端会引入一连串的具有记忆性且分布不均匀的连续错误，在纠连续错误方面大部分纠错编码(如低密度奇偶校验(Low Density Parity Check Code，LDPC)编码)表现得并不理想，而前向纠错(Forward Error Correction，FEC)技术却表现突出，不但可以显著改善光通信系统的性能，提高光接收机灵敏度，还能降低光发射机发射功率，延长光信号传输距离。
在实际应用中，为了在保证编码增益时增强纠错编码对突发错误的鲁棒性，通常在应用前向纠错技术时会结合交织/解交织技术。交织/解交织技术通过将交织器和解交织器分别置于发送端和接收端，使连续的突发错误分散为离散的随机错误，从而保证了接收端的正确译码。
然而，现有的交织技术是随机选择交织比特的位置的，因此，所选择的位置上的比特可能是较难恢复出可靠信息的比特，选择这样的比特与预期出现连续错误比特互相交织，虽然能够分散连续错误比特，但却让解交织后的译码过程十分繁琐。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种数据处理方法及装置，能够简化后续译码过程，节省译码开销。
为了达到本发明目的，本发明实施例提供了一种数据处理方法，包括：
获取待传输数据块中预期出现连续错误比特的位置；
获取所述待传输数据块中目标交织比特的位置；其中，所述目标交织比特为通过小于预设迭代阈值的迭代次数能够恢复出信息的比特；
将所述预期出现连续错误比特的位置上的比特和所述目标交织比特的位置上的比特互相交织。
本发明实施例还提供了一种数据处理装置，包括：
第一获取模块，用于获取待传输数据块中预期出现连续错误比特的位置；
第二获取模块，用于获取所述待传输数据块中目标交织比特的位置；其中，所述目标交织比特为通过小于预设迭代阈值的迭代次数能够恢复出信息的比特；
处理模块，用于将所述预期出现连续错误比特的位置上的比特和所述目标交织比特的位置上的比特互相交织。
本发明实施例还提供了一种数据处理装置，包括：处理器和存储器，其中，存储器中存储有以下可被处理器执行的指令：
获取待传输数据块中预期出现连续错误比特的位置；
获取所述待传输数据块中目标交织比特的位置；其中，所述目标交织比特为通过小于预设迭代阈值的迭代次数能够恢复出信息的比特；
将所述预期出现连续错误比特的位置上的比特和所述目标交织比特的位置上的比特互相交织。
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质上存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于执行以下步骤：
获取待传输数据块中预期出现连续错误比特的位置；
获取所述待传输数据块中目标交织比特的位置；其中，所述目标交织比特为通过小于预设迭代阈值的迭代次数能够恢复出信息的比特；
将所述预期出现连续错误比特的位置上的比特和所述目标交织比特的位置上的比特互相交织。
与现有技术相比，由于从待传输数据库中选择了目标交织比特的位置，而目标交织比特为通过小于预设迭代阈值的迭代次数能够恢复出信息的比特(即较容易恢复出信息的比特)，因此将目标交织比特交织到了预期出现连续错误比特的位置上，将预期出现的连续错误比特交织到了容易恢复出信息的比特的位置，从而使得预期出现连续错误比特的位置上都是容易恢复信息的比特，因此简化了后续的译码过程，减少了译码开销。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
附图用来提供对本发明技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本发明的技术方案，并不构成对本发明技术方案的限制。
图1为本发明实施例提供的现有交织技术的流程示意图；
图2为本发明实施例提供的数据处理方法的流程示意图；
图3为本发明实施例提供的交织/解交织流程示意图；
图4为本发明实施例提供的交织流程示意图；
图5为本发明实施例提供的另一种交织流程示意图；
图6为本发明实施例提供的又一种交织流程示意图；
图7为本发明实施例提供的又一种交织流程示意图；
图8为本发明实施例提供的译码门限与比特长度的关系示意图；；
图9为本发明实施例提供的PON系统上行突发信道下块内交织的仿真实验平台示意图；
图10为本发明实施例提供的一种误码分布示意图；
图11为本发明实施例提供的另一种误码分布示意图；
图12为本发明实施例提供的交织方案性能仿真结果示意图；
图13为本发明实施例提供的PON系统上行突发信号传输下块间交织的仿真实验平台示意图；
图14为本发明实施例提供的数据处理装置的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行。并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
在说明本发明实施例提供的数据处理方法之前，先对一些现有技术进行说明：
交织技术是通信系统中为了充分发挥纠错编码作用而采用的一种数据处理技术，交织属于一种特殊的编码，其本质上是一种实现最大限度地改变信息结构而不改变信息内容的方法，交织技术使信息在传输过程中所产生的突发错误最大限度地分散化、随机化，将误码分布控制在码型自身纠错能力范围内，提升编码检错和纠错的性能。交织技术只是对传输数据的所在位置进行了重新排序，并没有改变编码方式的最小码距。图1为本发明实施例提供的现有交织技术的流程示意图，如图1所示，待传输数据块包含16个比特，待传输数据块经过编码后，通过算法为Π的交织器进行重新排序，排序后的信息序列内容不变，只是在位置上发生了变化，待传输数据块经过突发信道受到噪声干扰，产生连续错误，即图1中的灰色方块e，在接收端，待传输数据块在通过译码器前需要先通过一个算法为Π-1的解交织器再进行重新排序，其中，解交织器的算法Π-1为交织器的算法Π-1的逆，因此解交织器与交织器的作用相反，将待传输数据块中的当前比特所在位置恢复为之前比特所在位置，从而使得连续比特错误也随之变成了随机错误，这时，原本连续错误的4个灰色方块e，被按照随机的顺序，均匀地分散到了整个译码输入的信息序列中，解交织后，4个灰色方块e的位置发生了变化，但是数量不变，还是4个，然后，将包含随机错误的待传输数据块再送入译码器进行误码纠正。由此可见，交织技术充分发挥了FEC的作用。
本发明实施例提供一种数据处理方法，如图2所示，该方法包括：
步骤101、获取待传输数据块中预期出现连续错误比特的位置。
需要说明的是，所预期的出现连续错误比特的位置并不一定都会出现错误比特。假设预期出现连续错误比特的位置(即预期出现连续错误比特的位置)为L1＝{l1,1,l1, 2...l1,p}，其中，l1,i表示第i个错误比特在待传输数据块中的位置，i＝1,2...p，l1,1,l1,2...l1,p彼此之间并不一定是相邻的，但从整个待传输数据块看，l1,1,l1,2...l1,p一定是较为连续的。L1可以通过对实际信道进行测试或者理论建模得到，也可以简单地认为每个时隙前一段时间为出现连续错误的时间，然后乘以比特速率以得到出现连续错误比特的长度，进而得到出现连续错误比特的位置。
步骤102、获取待传输数据块中目标交织比特的位置。
其中，目标交织比特为通过小于预设迭代阈值的迭代次数能够恢复出信息的比特。
需要说明的是，通过小于预设迭代阈值的迭代次数能够恢复出信息的比特就是较容易恢复出信息的比特。假设目标交织比特的位置(为L2＝{l2,1,l2,2...l2,p}，其中，l2,i表示第i个目标交织比特在待传输数据块中的位置，i＝1,2...p。
步骤103、将预期出现连续错误比特的位置上的比特和目标交织比特的位置上的比特互相交织。
具体的，将预期出现连续错误比特的位置上的比特和目标交织比特的位置上的比特互相交织指的是：将预期出现连续错误比特的位置上的比特交织到目标交织比特的位置上，并将目标交织比特的位置上的比特交织到预期出现连续错误比特的位置上。
具体的，步骤103是交织过程，解交织过程与交织过程完全相反，图3为本发明实施例提供的交织/解交织流程示意图，如图3所示，当预期出现连续错误比特的位置上的比特交织到目标交织比特的位置上，且目标交织比特的位置上的比特交织到预期出现连续错误比特的位置上后，待传输数据块经过调制，进入传输信道，之后再通过解调，通过与步骤103完全相反的解交织，最后对待传输数据块进行译码，得到最终待传输数据块。
具体的，将预期出现连续错误比特的位置L1＝{l1,1,l1,2...l1,16}上的比特交织到目标交织比特的位置L2＝{l2,1,l2,2...l2,16}上可以是通过顺序的方式、逆序的方式、行列变换的方式或其他方式进行的，本发明对此不作限制。下面本发明对于将预期出现连续错误比特的位置上的比特交织到目标交织比特的位置上所通过的方式进行详细描述，而由于将目标交织比特的位置上的比特交织到预期出现连续错误比特的位置上所通过的方式与将预期出现连续错误比特的位置上的比特交织到目标交织比特的位置上所通过的方式相同，因此，在本发明实施例中将不再对将目标交织比特的位置上的比特交织到预期出现连续错误比特的位置上所通过的方式赘述。图4为本发明实施例提供的通过顺序方式将预期出现连续错误比特的位置上的比特交织到目标交织比特的位置上的示意图，如图4所示，l1,1上的比特映射到l2,1，l1,2上的比特映射到l2,2…l1,16上的比特映射到l2,16。图5为本发明实施例提供的通过逆序方式将预期出现连续错误比特的位置上的比特交织到目标交织比特的位置上的示意图，如图5所示，l1,1上的比特映射到l2,16，l1,2上的比特映射到l2,15…l1,16上的比特映射到l2,1。图6为本发明实施例提供的通过行列变换方式将预期出现连续错误比特的位置上的比特交织到目标交织比特的位置上的示意图，假设进行行列变换的矩阵为2行8列，如图6所示，l1,1,l1,2...l1,16上的比特是按行写入存储器的，而读取时是按列读取的，因此l1,1上的比特映射到l2,1，l1,2上的比特映射到l2,3，l1,3上的比特映射到l2,5，l1,4上的比特映射到l2,7，l1,5上的比特映射到l2,9，l1,6上的比特映射到l2,11，l1,7上的比特映射到l2,13，l1,8上的比特映射到l2,15，l1,9上的比特映射到l2,2，l1,10上的比特映射到l2,4，l1,11上的比特映射到l2,6，l1,12上的比特映射到l2,8，l1,13上的比特映射到l2,10，l1,14上的比特映射到l2,12，l1,15上的比特映射到l2,14，l1,16上的比特映射到l2,16。
具体的，图7为本发明实施例提供的交织示意图，假设待传输数据块有26个比特，所确定的预期出现连续错误比特的位置为L1＝{l1,1,l1,2,l1,3,l1,4,l1,5,l1,6,l1,7,l1,8,l1,9}(在图7中以横条阴影的方块标识)，所确定的目标交织比特的位置为L2＝{l2,3,l2,7,l2,10,l2,12,l2,16,l2,19,l2,21,l2,22,l2,25}(在图7中以竖条阴影的方块标识)，由于L1和L2中都有第3个位置和第7个位置，因此交织器Π将这两个位置上的比特不进行交织，将l1,1上的比特交织到l2,10上(即将第待传输数据块的第1个位置上的比特交织到第10个位置上)，将l1,2上的比特交织到l2,12上(即将第待传输数据块的第2个位置上的比特交织到第12个位置上)，将l1,4上的比特交织到l2,16上(即将第待传输数据块的第4个位置上的比特交织到第16个位置上)，将l1,5上的比特交织到l2,19上(即将第待传输数据块的第5个位置上的比特交织到第19个位置上)，将l1,6上的比特交织到l2,21上(即将第待传输数据块的第6个位置上的比特交织到第21个位置上)，将l1,8上的比特交织到l2,22上(即将第待传输数据块的第8个位置上的比特交织到第22个位置上)，将l1,9上的比特交织到l2,25上(即将第待传输数据块的第9个位置上的比特交织到第25个位置上)，此时完成了将预期出现连续错误比特的位置上的比特交织到目标交织比特的位置上的过程，然后再将l2,10上的迪特交织到l1,1(即将第待传输数据块的第10个位置上的比特交织到第1个位置上)，将l2,12上的比特交织到l1,2上(即将第待传输数据块的第12个位置上的比特交织到第2个位置上)，将l2,16上的比特交织到l1,4上(即将第待传输数据块的第16个位置上的比特交织到第4个位置上)，将l2,19上的比特交织到l1,5上(即将第待传输数据块的第19个位置上的比特交织到第5个位置上)，将l2,21上的比特交织到l1,6上(即将第待传输数据块的第21个位置上的比特交织到第6个位置上)，将l2,22上的比特交织到l1,8上(即将第待传输数据块的第22个位置上的比特交织到第8个位置上)，将l2,25上的比特交织到l1,9上(即将第待传输数据块的第25个位置上的比特交织到第9个位置上)，此时完成了将预期出现连续错误比特的位置上的比特交织到目标交织比特的位置上的过程，接下来再经过信道受到噪声干扰，产生连续错误，即图7中的7个连续的灰色方块e，再然后通过解交织器Π-1再进行重新排序，其中，解交织器的算法Π-1为交织器的算法Π-1的逆，因此解交织器与交织器的作用相反，将待传输数据块中的当前比特所在位置恢复为之前比特所在位置，从而使得连续比特错误也随之变成了随机错误，这时，原本连续错误的7个灰色方块e，被按照随机的顺序，均匀地分散到了待传输数据块中。
本发明实施例提供的数据处理方法，获取待传输数据块中预期出现连续错误比特的位置，并将获得的位置作为预期出现连续错误比特的位置；获取待传输数据块中目标交织比特的位置，并将获得的位置作为目标交织比特的位置；其中，目标交织比特为通过小于预设迭代阈值的迭代次数能够恢复出信息的比特；将预期出现连续错误比特的位置上的比特和目标交织比特的位置上的比特互相交织。从本发明实施例可见，由于从待传输数据库中选择了目标交织比特的位置，而目标交织比特为通过小于预设迭代阈值的迭代次数能够恢复出信息的比特(即较容易恢复出信息的比特)，因此将目标交织比特交织到了预期出现连续错误比特的位置上，将预期出现的连续错误比特交织到了容易恢复出信息的比特位置，从而使得预期出现连续错误比特的位置上都是容易恢复信息的比特，因此简化了后续的译码过程，减少了译码开销。
可选地，步骤103之后，还包括：
步骤104、将经过交织的预期出现连续错误比特的位置上的比特的对数似然比(Log-Likelihood Ratio，LLR)置为0。
需要说明的是，将经过交织的预期出现连续错误比特的位置上的比特的LLR置为0能够减少这些比特对于整个待传输数据块的影响，从而使得后续译码过程更加准确。
可选地，获取待传输数据块中目标交织比特的位置包括：
步骤102a、当传输待传输数据块的信道的编码方式为LDPC编码时，根据H矩阵获取待传输数据块中目标交织比特的位置。
其中，H矩阵为LDPC编码中的校验矩阵。
可选地，根据H矩阵获取待传输数据块中目标交织比特的位置，包括：
步骤102a1、获取预期出现连续错误比特的位置上比特的个数，并将获得的比特的个数作为第一交织比特长度。
具体的，假设预期出现连续错误比特的位置为L1＝{l11,l12...l1p}，预期出现连续错误比特的位置上比特的个数(即第一交织比特长度)为p。
步骤102a2、根据维度的不同将H矩阵的变量节点进行分组，得到变量节点集合Gj，其中，Gj表示维度为j的变量节点的集合。
具体的，假设H矩阵中变量节点的维度依次为3、2、2、2、3、3，那么所得到的变量节点集合为G2和G3，其中，变量节点集合G2包括第2列、第3列和第4列的变量节点，变量节点集合G3包括第1列、第5列和第6列的变量节点。
步骤102a3、获取H矩阵中变量节点选取的比例分布Ω＝{ωj}，并在得到的比例分布Ω＝{ωj}中获取第一目标比例分布。
其中，ωj表示在集合Gj中变量节点的选取比例。
具体的，假设变量节点集合为G2和G3，H矩阵中变量节点选取的比例分布Ω＝{ωj}指的是变量节点在集合G2中的选取比例ω2和在集合G3中的选取比例ω3，在集合G2中的选取比例ω2和在集合G3中的选取比例ω3组成比例分布Ω＝{ω2,ω3}。在得到的比例分布Ω＝{ωj}中获取第一目标比例分布指的是在得到的多个比例分布Ω＝{ω2,ω3}(其中，ω2,ω3通过取多组值得到多个比例分布)中获取最佳比例分布作为第一目标比例分布，假设第一目标比例分布Ω*＝{ω2 *,ω3 *}。
步骤102a4、将第一目标比例分布转化为交织比特比例分布，并将得到的交织比特比例分布作为第一交织比特比例分布。
其中，待传输数据块的分组结果对应于H矩阵的分组结果。
步骤102a5、根据第一交织比特比例分布和第一交织比特长度在待传输数据块中选择目标交织比特，并获取目标交织比特的位置。
具体的，H矩阵的变量节点的个数与待传输数据块中的比特数相同，假设H矩阵中变量节点的维度依次为3、2、2、2、3、3，那么所得到的变量节点集合为G2和G3，其中，变量节点集合G2包括第2列、第3列和第4列的变量节点，变量节点集合G3包括第1列、第5列和第6列的变量节点，相应的，待传输数据块将第2个比特、第3个比特和第4个比特作为一组，将第1个比特、第5个比特和第6个比特作为一组，将第一目标比例分布转化为交织比特比例分布指的是将第一目标比例分布Ω*＝{ω2 *,ω3 *}转化为交织比特比例分布，具体可以是将ω2 *和ω3 *表示的含义转化为交织比特在待传输数据块中的选取比例，具体来说，将选取比例ω2 *转化为交织比特在第2个比特、第3个比特和第4个比特组成的一组比特中的选取比例，选取比例ω3 *转化为交织比特在第1个比特、第5个比特和第6个比特组成的一组比特中的选取比例，因此，可知在第2个比特、第3个比特和第4个比特组成的一组比特中选取ω2×p个比特作为交织比特，在第1个比特、第5个比特和第6个比特组成的一组比特中选取ω3×p个比特作为交织比特。
可选地，步骤102a3包括：
步骤102a3a、列举H矩阵中变量节点选取的所有K种比例分布Ω＝{ωj}。
其中，K为正整数。
需要说明的是，K表示所有比例分布Ω＝{ωj}的种类数，有多少种比例分布，K就等于相应的数量。
步骤102a3b、根据密度演化算法计算第k种比例分布Ω＝{ωj}的译码门限σk。
其中，k＝1、2...K。
需要说明的是，译码门限可以理解为系统允许的最大噪声σk，当σ≤σk时，编码后可以将误码率纠到无错或预设值。
步骤102a3c、获取译码门限σ1、σ2…σK中的最大译码门限σ*。
步骤102a3d、获取最大译码门限σ*对应的比例分布Ω＝{ωj}作为第一目标比例分布。
需要说明的是，该方案是在保持第一交织比特长度一定的前提下，通过最大化译码门限来得到最佳比例分布。
具体的，第一目标比例分布可以表示为Ω*＝{ωj *}
或者，步骤102a3包括：
步骤102a3e、将H矩阵的变量节点维度分布函数、校验节点维度分布函数和S个译码门限σs作为最优搜索算法的输入，得到S个待选择比特长度以及对应的S种比例分布Ω＝{ωj}。
其中，s＝1、2…S。
需要说明的是，最优搜索算法是通过密度演化算法推导获得。
具体的，最优搜索算法的输入为H矩阵的维度分布λ(x)和ρ(x)以及译码门限σs，输出参数为待选择比特长度(最大交织比特长度)ps以及对应的比例分布Ω＝{ωj}。
具体的，作为输入的译码门限σs与所得到的待选择比特长度的关系可以如图8所示，输入的译码门限越小，所得到的的待选择比特长度越长，译码性能越差。
步骤102a3f、在S个待选择比特长度中选择长度等于第一交织比特长度的待选择比特长度，作为第二交织比特长度。
步骤102a3g、获取第二交织比特长度对应的比例分布Ω＝{ωj}作为第一目标比例分布。
可选地，当步骤102a3通过步骤102a3e～102a3g实现时，步骤103之前还包括：
步骤105、当第二交织比特长度与第一交织比特长度不相等时，对预期出现连续错误比特的位置进行处理，以使经过处理的预期出现连续错误比特的位置上比特的个数等于第二交织比特长度，或者，对第二目标比特位置进行处理，以使经过处理的目标交织比特的位置上比特的个数等于第一交织比特长度。
需要说明的是，虽然第二交织比特长度是根据第一交织比特长度得到的，但在实际应用中，有可能存在所获得的第一交织比特长度出现错误，从而与第二交织比特长度不相等的情况，而要进行后续的比特交织，第一交织比特长度和第二交织比特长度必须相等，因此在交织前需要进行判断。
可选地，对预期出现连续错误比特的位置进行处理，包括：
步骤105a、对预期出现连续错误比特的位置进行删减或补充。
对目标交织比特的位置进行处理，包括：
步骤105b、在s个待选择比特长度中重新选择长度等于第一交织比特长度的待选择比特长度，作为第三交织比特长度。
步骤105c、获取第三交织比特长度对应的比例分布Ω＝{ωj}作为第二目标比例分布。
步骤105d、将第二目标比例分布转化为交织比特比例分布，并将获得的交织比特比例分布作为第二交织比特比例分布。
步骤105e、根据第二交织比特比例分布和第三交织比特长度在待传输数据块中重新选择目标交织比特。
下面本发明实施例提供一个具体的应用场景，图9为本发明实施例提供的PON系统上行突发信道下块内交织的仿真实验平台示意图，如图9所示，在发送端，先对数据进行信道编码，采用的H矩阵为13x75x256准循环低密度奇偶校验(Quasi-CyclicLow DensityParity Check Code，QC-LDPC)，码长为19200，码率为0.83；然后通过预设交织器(具体采用本发明实施例提供给的数据处理方法)，将待传输数据块时隙前端的比特分散到通过最优交织方案搜索得到的交织比特位置处；经二进制相移键控(Binary Phase Shift Keying，BPSK)调制后进入光链路；在接收端，使用雪崩光电二极管(Avalanche Photo Diode，APD)做光电探测，信号经BPSK软解调后得到每个比特的初始LLR；由于上行信道工作于突发模式，待传输数据块时隙前端将会出现大片的连续突发错误，为了进一步提高译码性能，可以将这部分信息的初始LLR置为零；之后再通过与预设交织器对应的解交织器，最后通过LDPC译码得到数据输出。
该仿真实例中的信道模型是根据实际波分复用无源光网络(WavelengthDivision Multiplexing Passive Optical Network，WDM-PON)上行信道特征建立的吉尔伯特Gilbert信道+高斯信道模型。其中，Gilbert信道模型是一个双状态马尔可夫链Markov链，分别为Good状态和Bad状态。在Good状态下，比特不出现错误；在Bad状态下，比特会出现翻转。转移概率Prob(Good→Bad)要小于Prob(Bad→Good)，最终Markov链会收敛到Good状态。因此连续突发错误主要分布于待传输数据块前端，与实际情况相符合。并且根据该信道模型得到误码位置L1以及交织比特长度p0。当Prob(Good→Bad)＝0.0032，Prob(Bad→Good)＝0.037且高斯信道的信道比EbN0＝3.0dB时的误码位置分布可以如图10和图11所示，可以看到在待传输数据块前端存在大量的连续误码，连续误码的长度就是|L1|。
目标交织比特位置L2的确定可以参见上述发明内容，对于LDPC码，其最优搜索算法可以通过密度演化算法推导得到，即一个线性规划算法，如下。
s.t.:1.A·Ω＜b
2.0<Ω<1
m＝{mj},
ΩT＝{ωj}；
A＝{ai,j},
bT＝{bi},
1≤i≤N,2≤j≤dl
其中，mu0表示从信道得到的初始LLR值；dl是H矩阵的最大列重；φ(x)和hj(x,y)是与H矩阵分布函数λ(x)和ρ(x)相关的函数；N是一个较大的正整数(104以上)；p和Ω为算法输出，分别表示交织比特长度与交织比特比例分布。约束条件1，即不等式组A·Ω＜b，可由密度演化算法得到。
图12是在10Gbps上行突发信号传输时使用以下三种交织方案的系统比特出错概率(Bit Error Ratio，BER)性能仿真结果，三种交织器分别为方块交织器、随机交织器与采用本发明提供的数据处理方法的预设交织器。方块交织器是一个8行2400列的方块交织矩阵，数据横向写入，纵向读出(仿真得到交织比特长度p0＝1500，方块交织器足够将连续错误分散)，随机交织器是产生一组随机序列作为整个待传输数据块各个比特的位置序号。从仿真结果可以看出，方块交织器与随机交织器性能相近，预设交织器性能要好于方块交织器与随机交织器。
以上是块内交织的仿真实例，对于块间交织，其基本流程与之类似，图13为本发明实施例提供的PON系统上行突发信号传输下块间交织的仿真实验平台示意图，在发送端，先对每个数据块进行信道编码，N个码块作为一个交织解交织单元处理，通过设计的最优交织器，将待传输数据块时隙前端的比特分散到最优交织方案搜索得到的交织比特位置处，完成块间交织；经BPSK调制后进入光纤信道传输；在接收端，做BPSK软解调后得到每个比特的初始LLR；因为经过突发信道后，待传输数据块时隙前端将会出现大片的连续突发错误，为了进一步提高译码性能，可以将这部分信息的初始LLR置为零；之后再通过与最优交织器对应的解交织器，最后通过LDPC译码得到数据输出。
本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，存储有计算机可执行指令，计算机可执行指令用于执行上述任一项信号处理方法。
本发明实施例提供一种数据处理装置，如图14所示，该数据处理装置2包括：
第一获取模块21，用于获取待传输数据块中预期出现连续错误比特的位置。
第二获取模块22，用于获取待传输数据块中目标交织比特的位置；其中，目标交织比特为通过小于预设迭代阈值的迭代次数能够恢复出信息的比特。
第一处理模块23，用于将预期出现连续错误比特的位置上的比特和目标交织比特的位置上的比特互相交织。
可选地，还包括：
第二处理模块24，用于将经过交织的预期出现连续错误比特的位置上的比特的LLR置为0。
可选地，第二获取模块22，具体用于当传输待传输数据块的信道的编码方式为LDPC编码时，根据H矩阵获取待传输数据块中目标交织比特的位置；其中，H矩阵为LDPC编码中的校验矩阵。
可选地，第二获取模块22具体还用于：
获取预期出现连续错误比特的位置上比特的个数，并将获得的比特的个数作为第一交织比特长度。
根据维度的不同将H矩阵的变量节点进行分组，得到变量节点集合Gj，其中，Gj表示维度为j的变量节点的集合。
获取H矩阵中变量节点选取的比例分布Ω＝{ωj}，并在得到的比例分布Ω＝{ωj}中获取第一目标比例分布；其中，ωj表示在集合Gj中变量节点的选取比例。
将第一目标比例分布转化为交织比特比例分布，并将得到的交织比特比例分布作为第一交织比特比例分布；其中，待传输数据块的分组结果对应于H矩阵的分组结果。
根据第一交织比特比例分布和第一交织比特长度在待传输数据块中选择目标交织比特，并获取目标交织比特的位置。
可选地，第二获取模块22具体还用于：
列举H矩阵中变量节点选取的所有K种比例分布Ω＝{ωj}；其中，K为正整数。
根据密度演化算法计算第k种比例分布Ω＝{ωj}的译码门限σk；其中，k＝1、2...K。
获取译码门限σ1、σ2…σK中的最大译码门限σ*。
获取最大译码门限σ*对应的比例分布Ω＝{ωj}作为第一目标比例分布。
可选地，第二获取模块22具体还用于：
将H矩阵的变量节点维度分布函数、校验节点维度分布函数和S个译码门限σs作为最优搜索算法的输入，得到S个待选择比特长度以及对应的S种比例分布Ω＝{ωj}；其中，s＝1、2…S。
在S个待选择比特长度中选择长度等于第一交织比特长度的待选择比特长度，作为第二交织比特长度。
获取第二交织比特长度对应的比例分布Ω＝{ωj}作为第一目标比例分布。
可选地，还包括：
第三处理模块25，用于当第二交织比特长度与第一交织比特长度不相等时，对预期出现连续错误比特的位置进行处理，以使经过处理的预期出现连续错误比特的位置上比特的个数等于第二交织比特长度，或者，对第二目标比特位置进行处理，以使经过处理的目标交织比特的位置上比特的个数等于第一交织比特长度。
可选地，第三处理模块25，具体用于对预期出现连续错误比特的位置进行删减或补充。
可选地，第三处理模块25具体还用于：
在s个待选择比特长度中重新选择长度等于第一交织比特长度的待选择比特长度，作为第三交织比特长度。
获取第三交织比特长度对应的比例分布Ω＝{ωj}作为第二目标比例分布。
将第二目标比例分布转化为交织比特比例分布，并将获得的交织比特比例分布作为第二交织比特比例分布。
根据第二交织比特比例分布和第三交织比特长度在待传输数据块中重新选择目标交织比特。
本发明实施例提供的数据处理装置，获取待传输数据块中预期出现连续错误比特的位置；获取待传输数据块中目标交织比特的位置；其中，目标交织比特为通过小于预设迭代阈值的迭代次数能够恢复出信息的比特；将预期出现连续错误比特的位置上的比特和目标交织比特的位置上的比特互相交织。从本发明实施例可见，由于从待传输数据库中选择了目标交织比特的位置，而目标交织比特为通过小于预设迭代阈值的迭代次数能够恢复出信息的比特(即较容易恢复出信息的比特)，因此将目标交织比特交织到了预期出现连续错误比特的位置上，将预期出现的连续错误比特交织到了容易恢复出信息的比特位置，从而使得预期出现连续错误比特的位置上都是容易恢复信息的比特，因此简化了后续的译码过程，减少了译码开销。
在实际应用中，第一获取模块21、第二获取模块22、第一处理模块23、第二处理模块24和第三处理处理模块25均可由位于数据处理装置中的中央处理器(CentralProcessing Unit，CPU)、微处理器(Micro Processor Unit，MPU)、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)或现场可编程门阵列(Field Programmable GateArray，FPGA)等实现。
本发明实施例还提供一种数据处理装置，包括存储器和处理器，其中，存储器中存储有以下可被处理器执行的指令：
获取待传输数据块中预期出现连续错误比特的位置。
获取待传输数据块中目标交织比特的位置；其中，目标交织比特为通过小于预设迭代阈值的迭代次数能够恢复出信息的比特。
将预期出现连续错误比特的位置上的比特和目标交织比特的位置上的比特互相交织。
可选地，存储器中还存储有以下可被处理器执行的指令：
将经过交织的预期出现连续错误比特的位置上的比特的LLR置为0。
可选地，存储器中还具体存储有以下可被处理器执行的指令：
当传输待传输数据块的信道的编码方式为LDPC编码时，根据H矩阵获取待传输数据块中目标交织比特的位置；其中，H矩阵为LDPC编码中的校验矩阵。
可选地，存储器中还具体存储有以下可被处理器执行的指令：
获取预期出现连续错误比特的位置上比特的个数，并将获得的比特的个数作为第一交织比特长度。
根据维度的不同将H矩阵的变量节点进行分组，得到变量节点集合Gj，其中，Gj表示维度为j的变量节点的集合。
获取H矩阵中变量节点选取的比例分布Ω＝{ωj}，并在得到的比例分布Ω＝{ωj}中获取第一目标比例分布；其中，ωj表示在集合Gj中变量节点的选取比例。
将第一目标比例分布转化为交织比特比例分布，并将得到的交织比特比例分布作为第一交织比特比例分布；其中，待传输数据块的分组结果对应于H矩阵的分组结果。
根据第一交织比特比例分布和第一交织比特长度在待传输数据块中选择目标交织比特，并获取目标交织比特的位置。
可选地，存储器中还具体存储有以下可被处理器执行的指令：
列举H矩阵中变量节点选取的所有K种比例分布Ω＝{ωj}；其中，K为正整数。
根据密度演化算法计算第k种比例分布Ω＝{ωj}的译码门限σk；其中，k＝1、2...K。
获取译码门限σ1、σ2…σK中的最大译码门限σ*。
获取最大译码门限σ*对应的比例分布Ω＝{ωj}作为第一目标比例分布。
可选地，存储器中还具体存储有以下可被处理器执行的指令：
将H矩阵的变量节点维度分布函数、校验节点维度分布函数和S个译码门限σs作为最优搜索算法的输入，得到S个待选择比特长度以及对应的S种比例分布Ω＝{ωj}；其中，s＝1、2…S。
在S个待选择比特长度中选择长度等于第一交织比特长度的待选择比特长度，作为第二交织比特长度。
获取第二交织比特长度对应的比例分布Ω＝{ωj}作为第一目标比例分布。
可选地，存储器中还存储有以下可被处理器执行的指令：
当第二交织比特长度与第一交织比特长度不相等时，对预期出现连续错误比特的位置进行处理，以使经过处理的预期出现连续错误比特的位置上比特的个数等于第二交织比特长度，或者，对第二目标比特位置进行处理，以使经过处理的目标交织比特的位置上比特的个数等于第一交织比特长度。
可选地，存储器中还具体存储有以下可被处理器执行的指令：
对预期出现连续错误比特的位置进行删减或补充。
可选地，存储器中还具体存储有以下可被处理器执行的指令：
在s个待选择比特长度中重新选择长度等于第一交织比特长度的待选择比特长度，作为第三交织比特长度。
获取第三交织比特长度对应的比例分布Ω＝{ωj}作为第二目标比例分布。
将第二目标比例分布转化为交织比特比例分布，并将获得的交织比特比例分布作为第二交织比特比例分布。
根据第二交织比特比例分布和第三交织比特长度在待传输数据块中重新选择目标交织比特。
虽然本发明所揭露的实施方式如上，但的内容仅为便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (20)

1.一种数据处理方法，包括：
获取待传输数据块中预期出现连续错误比特的位置；
获取所述待传输数据块中目标交织比特的位置；其中，所述目标交织比特为通过小于预设迭代阈值的迭代次数能够恢复出信息的比特；
将所述预期出现连续错误比特的位置上的比特和所述目标交织比特的位置上的比特互相交织。
2.根据权利要求1所述的数据处理方法，其特征在于，所述将预期出现连续错误比特的位置上的比特和目标交织比特的位置上的比特互相交织之后，还包括：
将经过交织的预期出现连续错误比特的位置上的比特的对数似然比LLR置为0。
3.根据权利要求1或2所述的数据处理方法，其特征在于，所述获取待传输数据块中目标交织比特的位置，包括：
当传输所述待传输数据块的信道的编码方式为低密度奇偶校验LDPC编码时，根据H矩阵获取所述待传输数据块中目标交织比特的位置；其中，所述H矩阵为所述LDPC编码中的校验矩阵。
4.根据权利要求3所述的数据处理方法，其特征在于，所述根据H矩阵获取待传输数据块中目标交织比特的位置，包括：
获取所述预期出现连续错误比特的位置上比特的个数，并将获得的比特的个数作为第一交织比特长度；
根据维度的不同将所述H矩阵的变量节点进行分组，得到变量节点集合Gj，其中，Gj表示维度为j的变量节点的集合；
获取所述H矩阵中变量节点选取的比例分布Ω＝{ωj}，并在得到的比例分布Ω＝{ωj}中获取第一目标比例分布；其中，ωj表示在集合Gj中变量节点的选取比例；
将所述第一目标比例分布转化为交织比特比例分布，并将得到的交织比特比例分布作为第一交织比特比例分布；其中，所述待传输数据块的分组结果对应于所述H矩阵的分组结果；
根据所述第一交织比特比例分布和所述第一交织比特长度在所述待传输数据块中选择所述目标交织比特，并获取所述目标交织比特的位置。
5.根据权利要求4所述的数据处理方法，其特征在于，所述获取H矩阵中变量节点选取的比例分布Ω＝{ωj}，并在得到的比例分布Ω＝{ωj}中获取第一目标比例分布，包括：
列举所述H矩阵中变量节点选取的所有K种比例分布Ω＝{ωj}；其中，K为正整数；
根据密度演化算法计算第k种比例分布Ω＝{ωj}的译码门限σk；其中，k＝1、2...K；
获取译码门限σ1、σ2…σK中的最大译码门限σ*；
获取所述最大译码门限σ*对应的比例分布Ω＝{ωj}作为所述第一目标比例分布。
6.根据权利要求4所述的数据处理方法，其特征在于，所述获取H矩阵中变量节点选取的比例分布Ω＝{ωj}，并在得到的比例分布Ω＝{ωj}中获取第一目标比例分布，包括：
将所述H矩阵的变量节点维度分布函数、校验节点维度分布函数和S个译码门限σs作为最优搜索算法的输入，得到S个待选择比特长度以及对应的S种比例分布Ω＝{ωj}；其中，s＝1、2…S；
在所述S个待选择比特长度中选择长度等于所述第一交织比特长度的待选择比特长度，作为第二交织比特长度；
获取所述第二交织比特长度对应的比例分布Ω＝{ωj}作为所述第一目标比例分布。
7.根据权利要求6所述的数据处理方法，其特征在于，所述将预期出现连续错误比特的位置上的比特和目标交织比特的位置上的比特互相交织之前，还包括：
当所述第二交织比特长度与所述第一交织比特长度不相等时，对所述预期出现连续错误比特的位置进行处理，以使经过处理的预期出现连续错误比特的位置上比特的个数等于所述第二交织比特长度，或者，对所述目标交织比特的位置进行处理，以使经过处理的目标交织比特的位置上比特的个数等于所述第一交织比特长度。
8.根据权利要求7所述的数据处理方法，其特征在于，所述对预期出现连续错误比特的位置进行处理，包括：
对所述期出现连续错误比特的位置进行删减或补充。
9.根据权利要求7所述的数据处理方法，其特征在于，所述对目标交织比特的位置进行处理，包括：
在所述s个待选择比特长度中重新选择长度等于所述第一交织比特长度的待选择比特长度，作为第三交织比特长度；
获取所述第三交织比特长度对应的比例分布Ω＝{ωj}作为所述第二目标比例分布；
将所述第二目标比例分布转化为交织比特比例分布，并将获得的交织比特比例分布作为第二交织比特比例分布；
根据所述第二交织比特比例分布和所述第三交织比特长度在所述待传输数据块中重新选择所述目标交织比特。
10.一种数据处理装置，其特征在于，包括：
第一获取模块，用于获取待传输数据块中预期出现连续错误比特的位置；
第二获取模块，用于获取所述待传输数据块中目标交织比特的位置；其中，所述目标交织比特为通过小于预设迭代阈值的迭代次数能够恢复出信息的比特；
第一处理模块，用于将所述预期出现连续错误比特的位置上的比特和所述目标交织比特的位置上的比特互相交织。
11.根据权利要求10所述的数据处理装置，其特征在于，还包括：
第二处理模块，用于将经过交织的预期出现连续错误比特的位置上的比特的LLR置为0。
12.根据权利要求10或11所述的数据处理装置，其特征在于，所述第二获取模块，具体用于当传输所述待传输数据块的信道的编码方式为LDPC编码时，根据H矩阵获取所述待传输数据块中目标交织比特的位置；其中，所述H矩阵为所述LDPC编码中的校验矩阵。
13.根据权利要求12所述的数据处理装置，其特征在于，所述第二获取模块具体还用于：
获取所述预期出现连续错误比特的位置上比特的个数，并将获得的比特的个数作为第一交织比特长度；
根据维度的不同将所述H矩阵的变量节点进行分组，得到变量节点集合Gj，其中，Gj表示维度为j的变量节点的集合；
获取所述H矩阵中变量节点选取的比例分布Ω＝{ωj}，并在得到的比例分布Ω＝{ωj}中获取第一目标比例分布；其中，ωj表示在集合Gj中变量节点的选取比例；
将所述第一目标比例分布转化为交织比特比例分布，并将得到的交织比特比例分布作为第一交织比特比例分布；其中，所述待传输数据块的分组结果对应于所述H矩阵的分组结果；
根据所述第一交织比特比例分布和所述第一交织比特长度在所述待传输数据块中选择所述目标交织比特，并获取所述目标交织比特的位置。
14.根据权利要求13所述的数据处理装置，其特征在于，所述第二获取模块具体还用于：
列举所述H矩阵中变量节点选取的所有K种比例分布Ω＝{ωj}；其中，K为正整数；
根据密度演化算法计算第k种比例分布Ω＝{ωj}的译码门限σk；其中，k＝1、2...K；
获取译码门限σ1、σ2…σK中的最大译码门限σ*；
获取所述最大译码门限σ*对应的比例分布Ω＝{ωj}作为所述第一目标比例分布。
15.根据权利要求13所述的数据处理装置，其特征在于，所述第二获取模块具体还用于：
将所述H矩阵的变量节点维度分布函数、校验节点维度分布函数和S个译码门限σs作为最优搜索算法的输入，得到S个待选择比特长度以及对应的S种比例分布Ω＝{ωj}；其中，s＝1、2…S；
在所述S个待选择比特长度中选择长度等于所述第一交织比特长度的待选择比特长度，作为第二交织比特长度；
获取所述第二交织比特长度对应的比例分布Ω＝{ωj}作为所述第一目标比例分布。
16.根据权利要求13所述的数据处理装置，其特征在于，还包括：
第三处理处理模块，用于当所述第二交织比特长度与所述第一交织比特长度不相等时，对所述预期出现连续错误比特的位置进行处理，以使经过处理的预期出现连续错误比特的位置上比特的个数等于所述第二交织比特长度，或者，对所述目标交织比特的位置进行处理，以使经过处理的目标交织比特的位置上比特的个数等于所述第一交织比特长度。
17.根据权利要求16所述的数据处理装置，其特征在于，所述第三处理模块，具体用于对所述期出现连续错误比特的位置进行删减或补充。
18.根据权利要求16所述的数据处理装置，其特征在于，所述第三处理模块具体还用于：
在所述s个待选择比特长度中重新选择长度等于所述第一交织比特长度的待选择比特长度，作为第三交织比特长度；
获取所述第三交织比特长度对应的比例分布{ωj}作为所述第二目标比例分布；
将所述第二目标比例分布转化为交织比特比例分布，并将获得的交织比特比例分布作为第二交织比特比例分布；
根据所述第二交织比特比例分布和所述第三交织比特长度在所述待传输数据块中重新选择所述目标交织比特。
19.一种数据处理装置，其特征在于，包括：处理器和存储器，其中，存储器中存储有以下可被处理器执行的指令：
获取待传输数据块中预期出现连续错误比特的位置；
获取所述待传输数据块中目标交织比特的位置；其中，所述目标交织比特为通过小于预设迭代阈值的迭代次数能够恢复出信息的比特；
将所述预期出现连续错误比特的位置上的比特和所述目标交织比特的位置上的比特互相交织。
20.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质上存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于执行以下步骤：
获取待传输数据块中预期出现连续错误比特的位置；
获取所述待传输数据块中目标交织比特的位置；其中，所述目标交织比特为通过小于预设迭代阈值的迭代次数能够恢复出信息的比特；
将所述预期出现连续错误比特的位置上的比特和所述目标交织比特的位置上的比特互相交织。
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