CN112398765A - 一种信号处理方法、接收机及数字处理芯片 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例公开了一种信号处理方法、接收机及数字处理芯片，用于降低序列检测的复杂度。本申请实施例方法包括：接收机获取待处理的具有码间串扰ISI的业务信号，之后，接收机确定信息节点集合向ISI校验节点集合传输的第一信息，每个ISI校验节点与信息节点集合中的N个信息节点之间具有对应关系，N为大于或等于1的整数，且N与ISI的记忆长度正相关，接下来，接收机根据第一信息确定ISI校验节点集合向信息节点集合传输的第二信息，进而，对第二信息求和得到用于判决的第一输出信息。
Description
技术领域
本申请涉及通信技术领域，尤其涉及一种信号处理方法、接收机及数字处理芯片。
背景技术
带宽受限的相干接收机会受到码间串扰(intersymbol interference，ISI)的影响，导致系统性能劣化。为此可以在相干接收机采用后置滤波器、序列检测器以及前向纠错(forward error correction，FEC)模块相结合的方式提升系统性能。
其中，序列检测器和FEC模块之间可以通过软信息迭代进一步提升系统性能。具体的，后置滤波器的输出信号输入到序列检测器，序列检测器用于消除ISI的影响并输出软信息至FEC模块，FEC模块处理后再输出软信息至序列检测器，完成序列检测器与FEC模块之间的软信息迭代。
当前序列检测的一种实现方案是采用BCJR算法来消除ISI影响，以信道记忆长度为m，传输比特数为b的ISI信号为例，当前时刻对应的状态数为2b(m-1)，一次序列检测的复杂度和信道记忆长度m成指数关系，随着信道记忆长度m的增长，迭代的复杂呈指数增长，导致序列检测的复杂度较高。
发明内容
本申请实施例提供了一种信号处理方法、接收机及数字处理芯片，用于降低序列检测的复杂度。
第一方面，本申请实施例提供了一种信号处理方法，该方法包括如下步骤。
接收机获取待处理的具有ISI的业务信号。之后，接收机确定信息节点集合向ISI校验节点集合传输的第一信息，其中，信息节点集合与ISI校验节点集合之间具有第一对应关系，第一对应关系包括ISI校验节点集合中每个ISI校验节点与信息节点集合中的N个信息节点的对应关系以及信息节点集合中每个信息节点与至少一个ISI校验节点的对应关系，N为大于或等于1的整数，且N与ISI的记忆长度正相关，第一信息包括每个信息节点向与每个信息节点具有对应关系的至少一个ISI校验节点传输的第一软信息，第一软信息包括第一概率与第二概率比值的对数，第一概率为与业务信号对应的原始信号等于0的概率，第二概率为原始信号等于1的概率。接下来，接收机根据第一信息确定ISI校验节点集合向信息节点集合传输的第二信息，第二信息包括每个ISI校验节点向与每个ISI校验节点具有第一对应关系的N个信息节点传输的第二软信息，该第二软信息包括以业务信号为输入的前提下第一概率与第二概率比值的对数。进而，对第二信息求和得到用于判决的第一输出信息。
在该实施方式中，通过在信息节点集合与ISI校验节点集合之间交互信息来进行序列检测，从而消除ISI的影响，并且每个ISI校验节点与N个信息节点相对应，即ISI校验节点集合与信息节点集合之间为线性的对应关系，那么随着ISI的记忆长度的增长，ISI校验节点集合与信息节点集合之间信息传输的复杂度只会呈线性增长，降低了序列检测的复杂度。
可选地，在一些可能的实施方式中，ISI校验节点集合包括M组ISI校验节点，M为大于1的整数，每组ISI校验节点包括至少一个ISI校验节点，根据第一信息确定ISI校验节点集合向信息节点集合传输的第二信息包括：
接收机根据第一信息依次确定M组ISI校验节点向与M组ISI校验节点对应的信息节点传输的M组子信息，并根据M组子信息确定该第二信息。
在该实施方式中，可以每次从ISI校验节点集合中挑选部分ISI校验节点，并依次确定每次挑选出的ISI校验节点向与之对应的信息节点传输的子信息，这些子信息的集合就是第二信息。这样分批次的更新ISI校验节点，可以进一步降低序列检测的复杂度并加快收敛速度。
可选地，在一些可能的实施方式中，根据第一信息确定ISI校验节点集合向信息节点集合传输的第二信息之后，方法还包括：
接收机根据第二信息确定信息节点集合向ISI校验节点集合传输的第三信息，再根据第三信息确定ISI校验节点集合向信息节点集合传输的第四信息，进而对第四信息求和得到用于判决的第二输出信息。
在该实施方式中，ISI校验节点集合向信息节点集合传输的信息依赖于上一步信息节点集合向ISI校验节点集合传输的信息，同理，信息节点集合向ISI校验节点集合传输的信息依赖于上一步ISI校验节点集合向信息节点集合传输的信息。即ISI校验节点集合与信息节点集合之间可以通过迭代的方式交互信息，并在迭代结束后输出用于判决的信息，通过迭代使得序列检测的效果更好，提升了接收机的系统性能。
可选地，在一些可能的实施方式中，信息节点集合与FEC校验节点集合之间具有第二对应关系，对第二信息求和得到用于判决的第一输出信息之后，方法还包括：
接收机根据第一输出信息确定FEC校验节点集合向信息节点集合传输的第五信息，再根据第二信息以及第五信息确定信息节点集合向ISI校验节点集合传输的第六信息，接下来根据第六信息确定ISI校验节点集合向信息节点集合传输的第七信息，进而对第五信息以及第七信息求和得到用于判决的第三输出信息。
在该实施方式中，接收机除了进行序列检测外，还将进行FEC校验，序列检测后输出的软信息供FEC校验使用，FEC校验后输出的软信息供序列检测使用，以此实现序列检测与FEC校验之间的串行迭代。通过序列检测与FEC校验相结合的方式可以进一步提升接收机的系统性能。
可选地，在一些可能的实施方式中，信息节点集合与FEC校验节点集合之间具有第二对应关系，对第四信息求和得到用于判决的第二输出信息之后，方法还包括：
接收机根据第二输出信息确定FEC校验节点集合向信息节点集合传输的第八信息，再根据第四信息以及第八信息确定信息节点集合向ISI校验节点集合传输的第九信息，接下来根据第九信息确定ISI校验节点集合向信息节点集合传输的第十信息，进而对第八信息以及第十信息求和得到用于判决的第四输出信息。
在该实施方式中，在序列检测与FEC校验可以分别进行独立迭代的基础上，还可以将序列检测与FEC校验相结合以实现序列检测与FEC校验之间的串行迭代，使得序列检测与FEC校验的效果更好，提高了本方案的实用性。
可选地，在一些可能的实施方式中，信息节点集合与FEC校验节点集合之间具有第二对应关系，获取待处理的具有ISI的业务信号之后，方法还包括：
接收机确定信息节点集合向ISI校验节点集合以及FEC校验节点集合传输的第十一信息，再根据第十一信息确定ISI校验节点集合向信息节点集合传输的第十二信息，并根据第十一信息确定FEC校验节点集合向信息节点集合传输的第十三信息，进而对第十二信息以及第十三信息求和得到用于判决的第五输出信息。
在该实施方式中，接收机可以同步进行序列检测以及FEC校验，即实现序列检测与FEC校验之间的并行迭代，相较于序列检测与FEC校验之间的串行迭代，信息流不再区分序列检测以及FEC校验，减少了信息的传输，提升了进行序列检测以及FEC校验的效率。
第二方面，本申请实施例提供了一种数字处理芯片，该芯片包括处理器和存储器，存储器和处理器通过线路互联。存储器中存储有指令，处理器用于执行如第一方面任一实施方式中的信号处理方法。
第三方面，本申请实施例提供了一种接收机，包括：接收机前端和数字处理芯片，接收机前端和数字处理芯片通过线路互联；
接收机前端用于将接收到的光信号转换为电信号，并传输电信号至数字处理芯片；
数字处理芯片用于执行如下步骤：
获取待处理的具有码间串扰ISI的业务信号；
确定信息节点集合向ISI校验节点集合传输的第一信息，信息节点集合与ISI校验节点集合之间具有第一对应关系，第一对应关系包括ISI校验节点集合中每个ISI校验节点与信息节点集合中的N个信息节点的对应关系以及信息节点集合中每个信息节点与至少一个ISI校验节点的对应关系，N为大于或等于1的整数，且N与ISI的记忆长度正相关，第一信息包括每个信息节点向与每个信息节点具有对应关系的至少一个ISI校验节点传输的第一软信息，第一软信息包括第一概率与第二概率比值的对数，第一概率为与业务信号对应的原始信号等于0的概率，第二概率为原始信号等于1的概率；
根据第一信息确定ISI校验节点集合向信息节点集合传输的第二信息，第二信息包括每个ISI校验节点向与每个ISI校验节点具有对应关系的N个信息节点传输的第二软信息，第二软信息包括基于业务信号的第一概率与第二概率比值的对数；
对第二信息求和得到用于判决的第一输出信息。
可选地，在一些可能的实施方式中，ISI校验节点集合包括M组ISI校验节点，M为大于1的整数，每组ISI校验节点包括至少一个ISI校验节点；
数字处理芯片具体用于：
根据第一信息依次确定M组ISI校验节点向与M组ISI校验节点对应的信息节点传输的M组子信息；
根据M组子信息确定第二信息。
可选地，在一些可能的实施方式中，根据第一信息确定ISI校验节点集合向信息节点集合传输的第二信息之后，数字处理芯片还用于：
根据第二信息确定信息节点集合向ISI校验节点集合传输的第三信息；
根据第三信息确定ISI校验节点集合向信息节点集合传输的第四信息；
对第四信息求和得到用于判决的第二输出信息。
可选地，在一些可能的实施方式中，信息节点集合与前向纠错FEC校验节点集合之间具有第二对应关系，对第二信息求和得到用于判决的第一输出信息之后，数字处理芯片还用于：
根据第一输出信息确定FEC校验节点集合向信息节点集合传输的第五信息；
根据第二信息以及第五信息确定信息节点集合向ISI校验节点集合传输的第六信息；
根据第六信息确定ISI校验节点集合向信息节点集合传输的第七信息；
对第五信息以及第七信息求和得到用于判决的第三输出信息。
可选地，在一些可能的实施方式中，信息节点集合与FEC校验节点集合之间具有第二对应关系，对第四信息求和得到用于判决的第二输出信息之后，数字处理芯片还用于：
根据第二输出信息确定FEC校验节点集合向信息节点集合传输的第八信息；
根据第四信息以及第八信息确定信息节点集合向ISI校验节点集合传输的第九信息；
根据第九信息确定ISI校验节点集合向信息节点集合传输的第十信息；
对第八信息以及第十信息求和得到用于判决的第四输出信息。
可选地，在一些可能的实施方式中，信息节点集合与FEC校验节点集合之间具有第二对应关系，获取待处理的具有ISI的业务信号之后，数字处理芯片还用于：
确定信息节点集合向ISI校验节点集合以及FEC校验节点集合传输的第十一信息；
根据第十一信息确定ISI校验节点集合向信息节点集合传输的第十二信息，并根据第十一信息确定FEC校验节点集合向信息节点集合传输的第十三信息；
对第十二信息以及第十三信息求和得到用于判决的第五输出信息。
从以上技术方案可以看出，本申请实施例具有以下优点：
本申请实施例中，接收机获取待处理的具有ISI的业务信号，接下来确定信息节点集合向ISI校验节点集合传输的第一信息，其中，信息节点集合与ISI校验节点集合之间具有第一对应关系，该第一对应关系包括每个ISI校验节点与信息节点集合中的N个信息节点的对应关系以及每个信息节点与至少一个ISI校验节点的对应关系，N为大于或等于1的整数，且N与ISI的记忆长度正相关，随后根据第一信息确定ISI校验节点集合向信息节点集合传输的第二信息，进而对第二信息求和得到用于判决的第一输出信息。通过上述方式，通过在信息节点集合与ISI校验节点集合之间交互信息来进行序列检测，从而消除ISI的影响，并且每个ISI校验节点与N个信息节点相对应，即ISI校验节点集合与信息节点集合之间为线性的对应关系，那么随着ISI的记忆长度的增长，ISI校验节点集合与信息节点集合之间信息传输的复杂度只会呈线性增长，降低了序列检测的复杂度。
附图说明
图1为发射机的一种结构示意图；
图2为本申请中相干接收机的一种结构示意图；
图3为本申请中信号处理方法的一个实施例示意图；
图4a为本申请中一种建立ISI校验关系的示意图；
图4b为本申请中ISI校验关系的一种结构示意图；
图4c为本申请中另一种建立ISI校验关系的示意图；
图4d为本申请中ISI校验关系的另一种结构示意图；
图5为本申请中ISI校验与FEC校验之间进行串行迭代的一个实施例示意图；
图6为本申请中ISI校验与FEC校验之间进行串行迭代的一种结构示意图；
图7为本申请中ISI校验与FEC校验之间进行并行迭代的一个实施例示意图；
图8为本申请中ISI校验与FEC校验之间进行并行迭代的一种结构示意图；
图9为一种可能的接收机的结构示意图。
具体实施方式
本申请实施例提供了一种信号处理方法、接收机及数字处理芯片，降低了序列检测的复杂度。需要说明的是，本申请说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”和“第四”等用于区别类似的对象，而非限定特定的顺序或先后次序。应该理解，上述术语在适当情况下可以互换，以便在本申请描述的实施例能够以除了在本申请描述的内容以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
请参阅图1所示的发射机10的结构示意图，FEC模块101输出信息比特序列经过交织器102的处理后得到交织的信息比特序列，接下来经过星座映射模块103的处理后得到星座数据，进而再依次经过波形成型及损伤补偿模块104、数模转换模块105以及调制器106的处理后得到输出信号，该输出信号放大后通过信道传输至接收机，其中，信道可以是信息传输的物理媒介，例如，天线、网线、真空以及光纤等，具体此处不做限定。
请参阅图2，本申请可以应用于偏振复用的相干接收机20，具体的，相干接收机前端202接收来自信道的具有损伤的业务信号，并将该信号与来自本地激光器201的信号进行混频，随后相干接收机前端202将混频后的光信号转化为电信号，进而输出电信号至模数转换模块203，模数转换模块203将电信号转换为数字信号，并输出至色散补偿器204，色散补偿器204对信号在传输过程中产生的色散进行补偿，均衡器205用于解偏振复用和信道损伤补偿，相位恢复模块206用于对均衡器205输出的信号进行相位恢复，并输出相位恢复后的信号至后置滤波器207，后置滤波器207用于对相位恢复后的信号进行噪声白化，并引入码间串扰(intersymbol interference，ISI)，之后输出具有ISI的业务信号至信息迭代模块208，信息迭代模块208可以对具有ISI的信号进行序列检测以及前向纠错(Forward ErrorCorrection，FEC)校验，以恢复原始信号，例如，信息迭代模块208可以包括序列检测器和FEC模块，后置滤波器207的输出信号输入到序列检测器，序列检测器用于消除ISI的影响并输出软信息至FEC模块，FEC模块处理后再输出软信息至序列检测器，完成序列检测器与FEC模块之间的软信息迭代，可以提升系统性能。
需要说明的是，本申请中的相干接收机可以是任何采用迭代方式进行序列检测和FEC校验的通信系统接收机，具体此处不做限定。
当前序列检测的一种实现方案是采用BCJR算法来消除ISI影响，以ISI的记忆长度为m，单个符号调制比特数为b的具有ISI的业务信号为例，对应的状态数为2b(m-1)，可以看出，序列检测的复杂度和ISI的记忆长度m成指数关系，导致序列检测的复杂度较高。
为此本申请提供了一种信号处理方法，可以降低序列检测的复杂度，下面进行详细的介绍：
图3为本申请信号处理方法的一个实施例示意图。在该示例中，信号处理方法包括如下步骤。
301、获取待处理的具有ISI的业务信号。
发射机发射的原始信号经过信道的传输会受到信道干扰，因此接收机将接收到来自信道的带损伤的信号，并且该信号经过后置滤波器207会使得频率变窄，由于该信号可以包括多个序列，那么相邻的序列之间就会产生相互干扰，从而出现ISI的现象。具体的，本实施例的信号处理方法主要应用于信息迭代模块208，那么该待处理的具有ISI的业务信号可以是后置滤波器207的输出信号。
下面对后置滤波器207的输出信号与发射机发射的原始信号之间的关系进行说明，例如，
其中，yk表示后置滤波器207的输出信号；x′k表示相位恢复模块206的输出信号，即后置滤波器207的输入信号，是对原始信号xk的估计；xk是由发射机FEC编码后的比特流数据经过交织器，映射出的原始信号，x′k＝xk+估计误差；hL-i是后置滤波器207的滤波系数，其中，L表示ISI的记忆长度，也即是滤波系数的长度。
302、确定信息节点集合向ISI校验节点集合传输的第一信息。
本实施例中，信息节点集合以及ISI校验节点集合是用于计算与业务信号对应的原始信号等于0或1的概率的功能单元，该第一信息包括每个信息节点向与之对应的至少一个ISI校验节点传输的第一软信息，具体的，该第一软信息可以是第一概率与第二概率比值的对数，其中，第一概率为与业务信号对应的原始信号等于0的概率，第二概率为与业务信号对应的原始信号等于1的概率。可以理解的是，如果是在初始化阶段，即还没有具有ISI的业务信号输入，该第一软信息为0，也就是说，信息节点集合向ISI校验节点集合传输的第一信息为0，而如果已经有了具有ISI的业务信号输入，那么该第一信息可以由ISI校验节点集合向该信息节点集合传输的信息确定，后面会进一步进行说明。
需要说明的是，信息节点集合与ISI校验节点集合之间具有第一对应关系，具体的，该第一对应关系包括每个ISI校验节点与N个信息节点的对应关系以及每个信息节点与至少一个ISI校验节点的对应关系，N为大于或等于1的整数，且N与ISI的记忆长度正相关。
下面结合具体的示例对该第一对应关系进行介绍：
请参阅图4a，以ISI的记忆长度L＝3，PAM2(1bit信息映射一个星座点)为例描述该第一对应关系，其中，u1、u2…u10对应FEC模块101输出的原始信号的比特数据，这些比特数据满足FEC校验关系，u1、u2…u10经过交织器102处理后得到相同大小的比特序列b1、b2…b10，二者一一对应，接下来b1、b2…b10按照一定规则映射成星座点，生成星座数据x1、x2…x10。进而请参阅图4b，隐藏b1、b2…b10以及x1、x2…x10可以得到如图4b所示的u1、u2…u10与y1、y2…y10之间的对应关系。具体的，可以将u1、u2…u10视作与原始信号对应的信息节点集合，y1、y2…y10可以视作以具有ISI的业务信号作为输入的ISI校验节点集合，可以看出，由于ISI的记忆长度为3，且1bit信息映射一个星座点，因此每个ISI校验节点与3个信息节点具有对应关系。
另外，基于不同的调制方式，该ISI校验关系也可以有其他形式，请参阅图4c，以ISI的记忆长度L＝3，PAM4(2bit信息映射一个星座点)为例描述该第一对应关系，可以看出，由于ISI的记忆长度为3，每个y对应3个x，由于2bit信息映射一个星座点，每个x对应2个b。进而请参阅图4d，隐藏b1、b2…b10以及x1、x2…x10可以得到如图4d所示的u1、u2…u10与y1、y2…y10之间的对应关系，可以看出，每个ISI校验节点与6个信息节点具有对应关系。
通过上述描述，该第一对应关系为线性的对应关系，且每个ISI校验节点对应的信息节点数目为ISI的记忆长度与每个星座点对应比特数的乘积。对应不同ISI的记忆长度或者不同的调制方式，该第一对应关系可以不同，具体此处不做限定。
303、根据第一信息确定ISI校验节点集合向信息节点集合传输的第二信息。
本实施例中，ISI校验节点集合向信息节点传输的第二信息可以根据第一信息确定，其中，该第二信息包括每个ISI校验节点向与与之对应的N个信息节点传输的第二软信息，具体的，该第二软信息是区别于上述第一软信息，是基于具有ISI的业务信号作为输入的条件下，该第一概率与第二概率比值的对数。
下面以某一个ISI校验节点为例，对该第二软信息的计算方式进行说明：
可以根据如下贝叶斯公式计算该第二软信息，具体的，该贝叶斯公式可以是：
其中，
为第二软信息，Bj表示某一ISI校验节点，Ai表示与Bj具有第一对应关系的其中一个信息节点，P(Ai＝0|Bj)表示在Bj对应的输入为具有ISI的业务信号的条件下，Ai对应的原始信号取值为0的概率，P(Ai＝1|Bj)表示在Bj对应的输入为具有ISI的业务信号的条件下，Ai对应的原始信号取值为1的概率，
表示之前Ai向Bj传输的软信息。
以图4b为例，若Bj为y5，那么与Bj具有第一对应关系的信息节点可以是与y5相连的u1、u5以及u9，那么在步骤302中可以是u1、u5以及u9分别向y5传输软信息，若Ai为u1,则y5向u1传输的信息需要依据上一步u5以及u9向y5传输的信息来计算，而不包括上一步u1向y5传输的信息，即
同理可知，y5向u5传输的信息需要依据上一步u1以及u9向y5传输的信息来计算，y5向u9传输的信息需要依据上一步u1以及u5向y5传输的信息来计算。也就是说，某一ISI校验节点向某一信息节点传输的信息依赖于上一步中除去该信息节点本身外其他所有与该ISI校验节点相连的信息节点向该ISI校验节点传输的信息。
在此基础上，上述公式可以进一步细化为：
其中，
表示Bj向Ai传输的信息，
表示所有与Bj相连的信息节点，
表示Ak为所有与Bj相连的信息节点中除去Ai外剩余的信息节点，
表示上一步中Ak向Bj传输的信息，
可以由上述的
确定。
需要说明的是，在根据第一信息确定ISI校验节点集合向信息节点集合传输的第二信息后，进一步还可以再根据第二信息确定信息节点集合向ISI校验节点集合传输的第三信息，即信息节点集合可以根据来自ISI校验节点集合的信息确定之后向ISI校验节点集合传输的信息，可以理解的是，该第三信息与第一信息类似，也包括每个信息节点向与之对应的ISI校验节点传输的软信息。
下面以某一个信息节点为例，对该第三信息中的软信息的计算方式进行说明：
可以根据下面的公式计算第三信息中的软信息，该公式可以是：
其中，
表示Ai向Bh传输的软信息，Ai表示某一信息节点，Bh表示与Ai具有第一对应关系的其中一个ISI校验节点，
表示所有和Ai相连的ISI校验节点，
表示Bk为所有与Ai相连的ISI校验节点中除去Bh外剩余的ISI校验节点，
表示上一步中Bk向Ai传输的信息。也即是说，Ai向Bh传输的软信息由Bk向Ai传输的信息求和得到，按照上述方式即可计算出每个信息节点向与之对应的ISI校验节点传输的软信息，这些软信息的集合即为第三信息。
以图4b为例，若第一信息节点为u1，那么第二ISI校验节点可以是与u1相连的y5、y6以及y7，那么u1向y5传输的信息需要依据上一步y6以及y7向u1传输的信息来计算，u1向y6传输的信息需要依据上一步y5以及y7向u1传输的信息来计算，u1向y7传输的信息需要依据上一步y5以及y6向u1传输的信息来计算。
接下来重复上述信息节点集合与ISI校验节点集合之间的信息交互即可通过信息迭代的方式实现序列检测，例如，再根据第三信息确定ISI校验节点集合向信息节点集合传输的第四信息等等，具体此处不再赘述，另外，本申请不对信息迭代的迭代次数进行限定。
304、对第二信息求和得到用于判决的第一输出信息。
本实施例中，在ISI校验节点集合向信息节点集合传输第二信息后，可以对第二信息求和得到用于判决的第一输出信息，可以理解的是，若后续还有下一轮的迭代交互，也可以在下一轮迭代结束之后确定用于判决的输出信息，例如，可以对第四信息求和得到用于判决的第二输出信息。
本申请实施例中，接收机获取待处理的具有ISI的业务信号，接下来确定信息节点集合向ISI校验节点集合传输的第一信息，其中，信息节点集合与ISI校验节点集合之间具有第一对应关系，该第一对应关系包括每个ISI校验节点与信息节点集合中的N个信息节点的对应关系以及每个信息节点与至少一个ISI校验节点的对应关系，N为大于或等于1的整数，且N与ISI的记忆长度正相关，随后根据第一信息确定ISI校验节点集合向信息节点集合传输的第二信息，进而对第二信息求和得到用于判决的第一输出信息。通过上述方式，通过在信息节点集合与ISI校验节点集合之间交互信息来进行序列检测，从而消除ISI的影响，并且每个ISI校验节点与N个信息节点相对应，即ISI校验节点集合与信息节点集合之间为线性的对应关系，那么随着ISI的记忆长度的增长，ISI校验节点集合与信息节点集合之间信息传输的复杂度只会呈线性增长，降低了序列检测的复杂度。
需要说明的是，接收机除了按照图3所示实施例进行序列检测外，还可以进行FEC校验，通过序列检测与FEC校验的结合来提升系统性能。其中，序列检测与FEC校验的结合方式可以有多种，例如，可以是序列检测与FEC校验之间的串行迭代，即序列检测独立迭代，并统一输出软信息供FEC校验迭代使用，接着FEC校验独立迭代，并统一输出软信息供序列检测迭代使用，以此进行串行迭代；另外，也可以是序列检测与FEC校验之间的并行迭代，即序列检测与FEC校验可以同步进行。下面对上述描述的多种可能的迭代过程进行详细的描述：
第一种、ISI校验与FEC校验之间进行串行迭代。
请参阅图5，在该示例中，序列检测与FEC校验之间进行串行迭代包括如下步骤。
501、信息节点集合更新。
本实施例中，信息节点更新是指确定信息节点集合向ISI校验节点集合传输的信息，其中，在初始化后的第一次信息节点更新过程中，信息节点集合向ISI校验节点集合传输的信息为0，而在后续的信息节点更新的过程中，信息节点集合可以根据来自ISI校验节点集合的信息确定之后向ISI校验节点集合传输的信息。
502、ISI校验节点集合更新。
本实施例中，ISI校验节点更新是指确定ISI校验节点集合向信息节点集合传输的信息，具体的，关于ISI校验节点更新的方式与图3所示实施例中步骤303类似，具体此处不再赘述。
503、输出软信息供FEC校验。
本实施例中，在ISI校验节点完成更新后即可确定需要输出的第一输出信息，该第一输出信息可以提供给FEC校验使用，具体的，关于第一输出信息的计算方式与图3所示实施例中步骤304类似，具体此处不再赘述。
需要说明的是，在输出软信息供FEC校验之前，序列检测可以进行独立迭代，即重复执行步骤501-502，在序列检测的迭代结束后再输出供FEC校验的软信息，例如，该供FEC校验使用的软信息还可以是上述的第二输出信息。
504、FEC校验。
本实施例中，接收机可以根据序列检测后输出的软信息进一步进行FEC校验，具体的，信息节点集合与FEC校验节点集合之间具有第二对应关系，该FEC校验的过程可以包括FEC校验节点更新，即根据序列检测后输出的第一输出信息确定FEC校验节点集合向信息节点集合传输的第五信息，又或者，可以根据序列检测后输出的第二输出信息确定FEC校验节点集合向信息节点集合传输的第八信息。
需要说明的是，FEC校验的过程同样可以进行独立迭代，即FEC校验节点集合与信息节点集合之间进行信息迭代，该FEC校验的迭代过程与实际应用中常用的方式类似，具体此处不做限定。
505、输出软信息供序列检测。
本实施例中，FEC校验完成后同样会输出软信息提供给序列检测使用，因此在步骤501中进行下一轮序列检测时需要依据FEC校验后输出的软信息进行。具体的，可以根据下面的公式计算信息节点向ISI校验节点传输的信息，该公式可以是：
其中，
表示FEC校验后输出的软信息，与图3所示实施例步骤303中用于计算第三信息的软信息的公式不同的是，本实施例中的公式加入了
进行求和，即序列检测不再是独立的迭代过程而是与FEC校验相结合的迭代过程。
例如，在步骤505之后再执行步骤501-502的过程可以是，根据第二信息以及第五信息确定信息节点集合向ISI校验节点集合传输的第六信息，再根据第六信息确定ISI校验节点集合向信息节点集合传输的第七信息；又或者，可以是根据第四信息以及第八信息确定信息节点集合向ISI校验节点集合传输的第九信息，再根据第九信息确定ISI校验节点集合向信息节点集合传输的第十信息。
506、输出软信息供判决。
本实施例中，可以在序列检测与FEC校验之间的串行迭代结束后，再输出用于判决的输出信息。具体的，可以根据步骤503中输出的软信息与步骤505中输出的软信息求和得到最终用于判决的输出信息。例如，可以是对第五信息以及第七信息求和得到用于判决的第三输出信息，又或者，可以根据第八信息以及第十信息求和得到用于判决的第四输出信息。
下面通过一个示例对序列检测与FEC校验之间进行串行迭代的结构进行进一步的介绍，请参阅图6，y1-y10为ISI校验节点，b1-b10为信息节点，u1-u10为通过交织后与b1-b10对应的等效节点，p1-p10为FEC校验节点。y1-y10与b1-b10之间进行序列检测，序列检测后输出的软信息通过反交织器处理后提供给u1-u10，进而u1-u10与p1-p10之间根据序列检测后输出的软信息进行FEC校验，FEC校验结束后输出的软信息通过交织器处理后提供给b1-b10，进而y1-y10与b1-b10之间根据FEC校验后输出的软信息在下一轮的迭代继续进行序列检测，依次类推，序列检测与FEC校验之间的串行迭代。
第二种、序列检测与FEC校验之间进行并行迭代。
请参阅图7，在该示例中，ISI校验与FEC校验之间进行并行迭代包括如下步骤。
701、信息节点集合更新。
本实施例中，信息节点集合更新包括确定信息节点集合向ISI校验节点集合传输的信息以及信息节点集合向FEC校验节点集合传输的信息。具体的，可以确定信息节点集合向ISI校验节点集合以及FEC校验节点集合传输的第十一信息。可以理解的是，在初始化后第一次迭代中该第十一信息为0，在后续的迭代中该第十一信息可以由ISI校验节点集合以及FEC校验节点集合向该信息节点集合传输的信息确定，后面会进一步进行说明。
702、ISI校验节点集合更新以及FEC校验节点集合更新。
本实施例中，由于序列检测与FEC校验之间为并行迭代，因此既要进行ISI校验节点集合更新还要进行FEC校验节点集合更新，具体的，可以根据第十一信息确定ISI校验节点集合向信息节点集合传输的第十二信息，并根据第十一信息确定FEC校验节点集合向信息节点集合传输的第十三信息。其中，关于ISI校验节点集合更新的描述与图3所示实施例中步骤303类似，关于FEC校验节点集合更新的描述与图5所示实施例中步骤504类似，具体此处不再赘述。
在步骤702结束后，重复执行步骤701以进行迭代，对某一信息节点来说，与该信息节点相连的可能既有ISI校验节点也有FEC校验节点，那么既要确定ISI校验节点向该信息节点传输的信息还要确定FEC校验节点向该信息节点传输的信息。
具体的，可以根据下面的公式计算某一个信息节点向与之对应的ISI校验节点以及FEC校验节点传输的信息，该公式可以是：
其中，与图3所示实施例步骤303中用于计算第三信息的软信息的公式不同的是，
表示Ai向Bh传输的软信息，Ai表示某一信息节点，Bh表示与Ai具有第一对应关系的其中一个ISI校验节点或与Ai具有第二对应关系的其中一个FEC校验节点，
表示所有和Ai相连的校验节点(包括ISI校验节点以及FEC校验节点)，
表示Bk为所有与Ai相连的校验节点(包括ISI校验节点以及FEC校验节点)中除去Bh外剩余的校验节点(包括ISI校验节点以及FEC校验节点)，
表示上一步中Bk向Ai传输的信息。
下面通过一个示例对序列检测与FEC校验之间进行并行迭代的结构进行进一步的介绍，请参阅图8，b1-10为信息节点，y1-y4为ISI校验节点，p1-p4为FEC校验节点。以b4为例，与b4相连的ISI校验节点为y1和y2，与b4相连的FEC校验节点为p4，那么b4向y1传输的信息需要依据y2以及p4向b4传输的信息来计算，b4向y2传输的信息需要依据y1以及p4向b4传输的信息来计算，b4向p4传输的信息需要依据y1以及y2向b4传输的信息来计算。
需要说明的是，与图5所示的实施例类似，为了降低一次迭代的复杂度并加快收敛速度，每次ISI校验节点更新可以只针对部分校验ISI校验节点进行更新，每次FEC校验节点更新可以针对部分或全部的FEC校验节点进行更新，关于每次迭代挑选ISI校验节点的方式此处不再赘述。
703、输出软信息供判决。
本实施例中，在ISI校验与FEC校验之间的并行迭代结束后，对ISI校验节点集合更新后的软信息以及FEC校验节点集合更新后的软信息求和即可输出软信息供判决，具体的，可以对上述第十二信息以及第十三信息求和得到用于判决的第五输出信息。
从信息流的传输流程来看，上述图5所示的实施例需要软信息在序列检测和FEC校验之间传输，而在本实施例中，信息流的传输不再区分序列检测和FEC校验，序列检测可以和FEC校验同步进行，以完成一次迭代，这种并行迭代的方式相对于串行迭代的方式，减少了信息的传输，提升了进行序列检测以及FEC校验的效率。
上面对序列检测与FEC校验之间的两种迭代过程进行了描述，需要说明的是，为了进一步降低序列检测的复杂度并加快收敛速度，每次ISI校验节点更新可以只针对部分校验ISI校验节点进行更新，具体的，ISI校验节点集合可以包括M组ISI校验节点，M为大于1的整数，每组ISI校验节点包括至少一个ISI校验节点，那么在根据第一信息确定ISI校验节点集合向信息节点集合传输的第二信息的过程中，可以根据第一信息依次确定M组ISI校验节点分别向与之对应的信息节点传输的M组子信息，再根据M组子信息确定第二信息。以图4b为例，有y1-y10共10个ISI校验节点，每次可以从y1-y10中挑选一个或多个ISI校验节点进行更新，并且每一次挑选的ISI校验节点可以相同也可以不同。
在实际应用中可以按照固定的规则确定每次参与序列检测的ISI校验节点，例如，每一组中的ISI校验节点的数量一致，那么可以依次对第一组的y1和y2进行更新，对第二组的y3和y4进行更新，对第三组的y5和y6进行更新，对第四组的y7和y8进行更新，对第五组的y9和y10进行更新，每一组ISI校验节点完成后即可确定ISI校验节点集合的更新完成。
另外，也根据一定的条件筛选每次参与序列检测的ISI校验节点，例如，可以根据上一次迭代中ISI校验节点更新后的软信息来确定需要参与到当前迭代的ISI校验节点，具体的，可以设置一个门限值，若在上一次迭代中与某一信息节点对应的软信息小于该门限值，则在当前迭代中选择与该信息节点相连的所有或部分ISI校验节点，反之，则在当前迭代中不选择与该信息节点相连的ISI校验节点。以图4b为例，若上一次迭代更新了ISI校验节点y5，即确定了y5分别向u1、u5以及u9传输的软信息，其中，与u9对应的软信息小于该门限值，而与u1以及u5对应的软信息大于该门限值，那么将在与u9对应的y3、y4以及y5中选择参与当前迭代的ISI校验节点。
可以理解的是，每次迭代挑选ISI校验节点的方式包括但不限于上述列举的方式。
而对于信息节点的更新，由于其计算方式为简单的求和计算，因此每次信息节点更新可以是对全部信息节点进行更新。
上面对本申请实施例中的信号处理方法进行了描述，下面对本申请实施例中的接收机进行描述：
图9为一种可能的接收机的结构示意图。该接收机包括接收机前端901和数字处理芯片902，该接收机前端901与数字处理芯片902通过线路互联。其中，接收机前端901用于将接收到的光信号转换为电信号，并传输电信号至数字处理芯片902。数字处理芯片902用于执行图3、图5以及图7所示实施例的方法步骤。在一种可能的实施方式中，数字处理芯片902可以包括如图2所示的色散补偿器204、均衡器205、相位恢复模块206、后置滤波器207以及信息迭代模块208，具体的，数字处理芯片902接收到的电信号可以先后经过色散补偿器204、均衡器205、相位恢复模块206以及后置滤波器207的处理，并由后置滤波器207输出具有ISI的业务信号，进而由信息迭代模块208对该具有ISI的业务信号进行进行进一步的处理，即信息迭代模块208用于执行图3、图5以及图7所示实施例的方法步骤。
本申请实施例还提供一种数字处理芯片。该数字处理芯片中集成了用于实现上述图3、图5以及图7所示实施例的方法步骤的处理器和一个或者多个接口。当该数字处理芯片中集成了存储器时，该数字处理芯片可以完成前述实施例中的任一个或者多个实施例的方法步骤。当该数字处理芯片中未集成存储器时，可以通过接口与外置的存储器连接。该数字处理芯片根据外置的存储器中存储的程序代码来实现上述实施例中接收机执行的动作。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，随机接入存储器等。具体地，例如：上述处理单元或处理器可以是中央处理器，通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、晶体管逻辑器件、硬件部件或者其任意组合。上述的这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
当使用软件实现时，上述实施例描述的方法步骤可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本申请实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(DSL))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘Solid State Disk(SSD))等。
最后应说明的是：以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请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申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (13)
1.一种信号处理方法，其特征在于，包括：
获取待处理的具有码间串扰ISI的业务信号；
确定信息节点集合向ISI校验节点集合传输的第一信息，所述信息节点集合与所述ISI校验节点集合之间具有第一对应关系，所述第一对应关系包括所述ISI校验节点集合中每个ISI校验节点与所述信息节点集合中的N个信息节点的对应关系以及所述信息节点集合中每个信息节点与至少一个ISI校验节点的对应关系，所述N为大于或等于1的整数，且所述N与所述ISI的记忆长度正相关，所述第一信息包括所述每个信息节点向与所述每个信息节点具有所述对应关系的所述至少一个ISI校验节点传输的第一软信息，所述第一软信息包括第一概率与第二概率比值的对数，所述第一概率为与所述业务信号对应的原始信号等于0的概率，所述第二概率为所述原始信号等于1的概率；
根据所述第一信息确定所述ISI校验节点集合向所述信息节点集合传输的第二信息，所述第二信息包括所述每个ISI校验节点向与所述每个ISI校验节点具有所述第一对应关系的所述N个信息节点传输的第二软信息，所述第二软信息包括基于所述业务信号的所述第一概率与所述第二概率比值的对数；
对所述第二信息求和得到用于判决的第一输出信息。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述ISI校验节点集合包括M组ISI校验节点，所述M为大于1的整数，每组ISI校验节点包括至少一个ISI校验节点，根据所述第一信息确定所述ISI校验节点集合向所述信息节点集合传输的第二信息包括：
根据所述第一信息依次确定所述M组ISI校验节点向与所述M组ISI校验节点对应的信息节点传输的M组子信息；
根据所述M组子信息确定所述第二信息。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，根据所述第一信息确定所述ISI校验节点集合向所述信息节点集合传输的第二信息之后，所述方法还包括：
根据所述第二信息确定所述信息节点集合向所述ISI校验节点集合传输的第三信息；
根据所述第三信息确定所述ISI校验节点集合向所述信息节点集合传输的第四信息；
对所述第四信息求和得到用于判决的第二输出信息。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述信息节点集合与前向纠错FEC校验节点集合之间具有第二对应关系，对所述第二信息求和得到用于判决的第一输出信息之后，所述方法还包括：
根据所述第一输出信息确定所述FEC校验节点集合向所述信息节点集合传输的第五信息；
根据所述第二信息以及所述第五信息确定所述信息节点集合向所述ISI校验节点集合传输的第六信息；
根据所述第六信息确定所述ISI校验节点集合向所述信息节点集合传输的第七信息；
对所述第五信息以及所述第七信息求和得到用于判决的第三输出信息。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述信息节点集合与FEC校验节点集合之间具有第二对应关系，对所述第四信息求和得到用于判决的第二输出信息之后，所述方法还包括：
根据所述第二输出信息确定所述FEC校验节点集合向所述信息节点集合传输的第八信息；
根据所述第四信息以及所述第八信息确定所述信息节点集合向所述ISI校验节点集合传输的第九信息；
根据所述第九信息确定所述ISI校验节点集合向所述信息节点集合传输的第十信息；
对所述第八信息以及所述第十信息求和得到用于判决的第四输出信息。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述信息节点集合与FEC校验节点集合之间具有第二对应关系，获取待处理的具有ISI的业务信号之后，所述方法还包括：
确定所述信息节点集合向所述ISI校验节点集合以及所述FEC校验节点集合传输的第十一信息；
根据所述第十一信息确定所述ISI校验节点集合向所述信息节点集合传输的第十二信息，并根据所述第十一信息确定所述FEC校验节点集合向所述信息节点集合传输的第十三信息；
对所述第十二信息以及所述第十三信息求和得到用于判决的第五输出信息。
7.一种数字处理芯片，其特征在于，所述芯片包括处理器和存储器，所述存储器和所述处理器通过线路互联，所述存储器中存储有指令，所述处理器用于执行如权利要求1至6中任一项的信号处理方法。
8.一种接收机，其特征在于，包括：
接收机前端和数字处理芯片，所述接收机前端和所述数字处理芯片通过线路互联；
所述接收机前端用于将接收到的光信号转换为电信号，并传输所述电信号至所述数字处理芯片；
所述数字处理芯片用于执行如下步骤：
获取待处理的具有码间串扰ISI的业务信号；
确定信息节点集合向ISI校验节点集合传输的第一信息，所述信息节点集合与所述ISI校验节点集合之间具有第一对应关系，所述第一对应关系包括所述ISI校验节点集合中每个ISI校验节点与所述信息节点集合中的N个信息节点的对应关系以及所述信息节点集合中每个信息节点与至少一个ISI校验节点的对应关系，所述N为大于或等于1的整数，且所述N与所述ISI的记忆长度正相关，所述第一信息包括所述每个信息节点向与所述每个信息节点具有所述对应关系的所述至少一个ISI校验节点传输的第一软信息，所述第一软信息包括第一概率与第二概率比值的对数，所述第一概率为与所述业务信号对应的原始信号等于0的概率，所述第二概率为所述原始信号等于1的概率；
根据所述第一信息确定所述ISI校验节点集合向所述信息节点集合传输的第二信息，所述第二信息包括所述每个ISI校验节点向与所述每个ISI校验节点具有所述对应关系的所述N个信息节点传输的第二软信息，所述第二软信息包括基于所述业务信号的所述第一概率与所述第二概率比值的对数；
对所述第二信息求和得到用于判决的第一输出信息。
9.根据权利要求8所述的接收机，其特征在于，所述ISI校验节点集合包括M组ISI校验节点，所述M为大于1的整数，每组ISI校验节点包括至少一个ISI校验节点；
所述数字处理芯片具体用于：
根据所述第一信息依次确定所述M组ISI校验节点向与所述M组ISI校验节点对应的信息节点传输的M组子信息；
根据所述M组子信息确定所述第二信息。
10.根据权利要求8或9所述的接收机，其特征在于，根据所述第一信息确定所述ISI校验节点集合向所述信息节点集合传输的第二信息之后，所述数字处理芯片还用于：
根据所述第二信息确定所述信息节点集合向所述ISI校验节点集合传输的第三信息；
根据所述第三信息确定所述ISI校验节点集合向所述信息节点集合传输的第四信息；
对所述第四信息求和得到用于判决的第二输出信息。
11.根据权利要求8或9所述的接收机，其特征在于，所述信息节点集合与前向纠错FEC校验节点集合之间具有第二对应关系，对所述第二信息求和得到用于判决的第一输出信息之后，所述数字处理芯片还用于：
根据所述第一输出信息确定所述FEC校验节点集合向所述信息节点集合传输的第五信息；
根据所述第二信息以及所述第五信息确定所述信息节点集合向所述ISI校验节点集合传输的第六信息；
根据所述第六信息确定所述ISI校验节点集合向所述信息节点集合传输的第七信息；
对所述第五信息以及所述第七信息求和得到用于判决的第三输出信息。
12.根据权利要求10所述的接收机，其特征在于，所述信息节点集合与FEC校验节点集合之间具有第二对应关系，对所述第四信息求和得到用于判决的第二输出信息之后，所述数字处理芯片还用于：
根据所述第二输出信息确定所述FEC校验节点集合向所述信息节点集合传输的第八信息；
根据所述第四信息以及所述第八信息确定所述信息节点集合向所述ISI校验节点集合传输的第九信息；
根据所述第九信息确定所述ISI校验节点集合向所述信息节点集合传输的第十信息；
对所述第八信息以及所述第十信息求和得到用于判决的第四输出信息。
13.根据权利要求8或9所述的接收机，其特征在于，所述信息节点集合与FEC校验节点集合之间具有第二对应关系，获取待处理的具有ISI的业务信号之后，所述数字处理芯片还用于：
确定所述信息节点集合向所述ISI校验节点集合以及所述FEC校验节点集合传输的第十一信息；
根据所述第十一信息确定所述ISI校验节点集合向所述信息节点集合传输的第十二信息，并根据所述第十一信息确定所述FEC校验节点集合向所述信息节点集合传输的第十三信息；
对所述第十二信息以及所述第十三信息求和得到用于判决的第五输出信息。
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