CN113691393A - 基于预加重的通信质量优化方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及通信技术领域，公开了一种基于预加重的通信质量优化方法、装置、设备及存储介质，所述方法包括：获取待预加重的边沿之前的电平信号的持续时间长度；根据所述持续时间长度获取预加重能量值；根据所述预加重能量值对所述边沿进行预加重。本发明提供的一种基于预加重的通信质量优化方法、装置、设备及存储介质，根据电平信号的持续时间长度进行闭环控制预加重能量值，再根据动态获得的预加重能量值对信号进行预加重，能够提升预加重的性能，提高预加重的信号的眼图质量，减轻了码间串扰，优化了通信质量。

Description

基于预加重的通信质量优化方法、装置、设备及存储介质
技术领域
本发明涉及通信技术领域，特别是涉及一种基于预加重的通信质量优化方法、装置、设备及存储介质。
背景技术
由于发射器件和接收器件的带宽限制、PCB板级的线损以及光纤线的损耗等等，激光器发出的光纤号在经过驱动器的输出、PCB板上线路的传输、激光器的发出和光纤线的传输之后，光信号会呈现一定的衰减。而这其中走线损耗和材料损耗等均具有频率特性，也就是说，PCB上的走线、光纤线和激光器和驱动器的寄生对信号的衰减随着光信号频率的增高而增高。换言之，信号中的高频分量的衰减程度要比信号中的低频分量的衰减程度更大。最明显的表现就是信号边沿的恶化，导致的结果就是信号边沿变缓，从而导致ISI(码间干扰的)问题，接收端光眼图恶化等。
目前常见的高频光组件驱动器均具有预加重的功能，以此来在发送端提升信号中的高频分量的能量，使得即使经过PCB板走线传输、驱动器件、光纤线等的损耗之后，衰减之后的高频分量依然能满足要求。
但是，目前采用的预加重技术属于固定预加重，即在传输信号中预加重的高频能量是固定的，不依赖于输入信号的变化，无法做到最优化预加重的高频能量，导致通信质量低。
发明内容
本发明实施例所要解决的技术问题是：提供一种基于预加重的通信质量优化方法、装置、设备及存储介质，对信号进行闭环预加重，优化通信质量。
为了解决上述技术问题，第一方面，本发明实施例提供一种基于预加重的通信质量优化方法，包括：
获取待预加重的边沿之前的电平信号的持续时间长度；
根据所述持续时间长度获取预加重能量值；
根据所述预加重能量值对所述边沿进行预加重。
结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述根据所述持续时间长度获取预加重能量值，具体为：
根据以下公式计算所述预加重能量值：
P＝P0+a*enT/2；
其中，P为所述预加重能量值，P0为静态能量值，a为比例因子，n为所述持续时间长度，T为输入信号的周期。
结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述根据所述持续时间长度获取预加重能量值，具体为：
基于预设的持续时间长度与预加重能量值之间的映射表，根据所述持续时间长度获取所述预加重能量值。
结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述根据所述预加重能量值对所述边沿进行预加重，具体包括：
当所述边沿为上升沿时，控制所述预加重能量值的极性为正；
当所述边沿为下降沿时，控制所述预加重能量值的极性为负。
为了解决上述技术问题，第二方面，本发明实施例提供一种基于预加重的通信质量优化装置，包括：
持续时间长度获取模块，用于获取待预加重的边沿之前的电平信号的持续时间长度；
预加重能量值获取模块，用于根据所述持续时间长度获取预加重能量值；
预加重模块，用于根据所述预加重能量值对所述边沿进行预加重。
结合第二方面，在一种可能的实现方式中，所述预加重能量值获取模块具体用于：
根据以下公式计算所述预加重能量值：
P＝P0+a*enT/2；
其中，P为所述预加重能量值，P0为静态能量值，a为比例因子，n为所述持续时间长度，T为输入信号的周期。
结合第二方面，在一种可能的实现方式中，所述预加重能量值获取模块具体用于：
基于预设的持续时间长度与预加重能量值之间的映射表，根据所述持续时间长度获取所述预加重能量值。
为了解决上述技术问题，第三方面，本发明实施例提供一种基于预加重的通信质量优化设备，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序；
其中，所述处理器执行所述计算机程序时实现如第一方面任一项所述的基于预加重的通信质量优化方法。
为了解决上述技术问题，第四方面，本发明实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被执行时实现如第一方面任一项所述的基于预加重的通信质量优化方法。
与现有技术相比，本发明实施例提供的一种基于预加重的通信质量优化方法、装置、设备及存储介质，其有益效果在于：根据电平信号的持续时间长度进行闭环控制预加重能量值，再根据动态获得的预加重能量值对信号进行预加重，能够提升预加重的性能，提高预加重的信号的眼图质量，减轻了码间串扰，优化了通信质量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术特征，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图做简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明提供的一种基于预加重的通信质量优化方法的一个优选实施例的流程示意图；
图2为本发明在进行预加重时极性控制的一个优选实施例的示意图；
图3是本发明提供的一种基于预加重的通信质量优化装置的一个优选实施例的结构示意图；
图4是本发明提供的一种基于预加重的通信质量优化设备的一个优选实施例的结构示意图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的、效果有更加清楚的理解，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例仅用于说明本发明，但是不用来限制本发明的保护范围。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，都应属于本发明的保护范围。
在本发明的描述中，应当理解的是，本文中的编号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有顺序或者技术含义，不能理解为规定或者暗示所描述的对象的重要性。
图1所示为本发明提供的一种基于预加重的通信质量优化方法的一个优选实施例的流程示意图。
如图1所示，所述方法包括如下步骤：
S10：获取待预加重的边沿之前的电平信号的持续时间长度；
S20：根据所述持续时间长度获取预加重能量值；
S30：根据所述预加重能量值对所述边沿进行预加重。
需要说明的是，为了补偿线路、器件的损耗对光信号中高频分量的衰减，传统的预加重流程为：在激光器中，输入信号经过一系列的处理之后到达驱动模块，此时，预加重模块会根据相应的配置，在驱动信号的边沿施加固定宽度和幅度的短脉冲，实现预加重的效果，即无论输入信号是怎样的，预加重模块施加的预加重的能量值大小是不变的。
由于常见的百兆、千兆和万兆的SFP(Small Form-factor Pluggable，小型可插拔)光模块均采用NRZ(Non-Return to Zero，不归零码)编码技术，即一个周期传输2bits数据，输出高电平代表1，输出低电平代表0，换言之，输出高功率的光代表1，输出低功率的光代表0。因此，本实施例以基于NRZ的千兆光通信为例详细说明本发明的实现过程。千兆光通信传输的数据信号采用的为8b/10b编码，这属于NRZ编码的一种，其特点是这种编码方式的连续0和连续1的个数均为5个。也就是说线路上存在的数据信号的格式可能会下述模式：1010101111100000101100111000111100001…，如果线路上传输的数字信号为连续的5个1或者连续的5个0，那么相当于将输入信号的最高频率进行了5分频，如果传输的信号的频率为625MHz，那么此时传输信号频率为125MHz，由于传输信号上存在着寄生电容和寄生电感会衰减高频信号，此外由于长时间的0和1会改变串行链路中的直流偏置，下一个信号的建立需要先回复直流偏置，因此边沿往往较缓，因此当长0或者长1之后的下一个信号边沿输入时，信号的边沿会比短0和短1之后的下一个信号边沿更缓。为了保证无论输入长0/1还是输入短0/1，输出的光信号的质量均一致，本发明施加在光眼图上的预加重的能量需要是不同的。
基于此，本发明在对输入信号进行预加重之前，首先通过计时器模块获取待预加重的边沿之前的电平信号的持续时间长度，再通过控制器获取与所述持续时间长度对应的预加重能量值，其中，所述持续时间长度越大，所述预加重能量值越大，再将所述预加重能量值发送至预加重模块，最后由预加重模块施加对应的预加重能量值。
其中，本发明的通信质量优化并不局限于应用到光通信的质量优化，还可以应用到电通信的质量优化，或者是应用到其他信号的眼图质量优化中。
本发明提供的一种基于预加重的通信优化方法，根据电平信号的持续时间长度进行闭环控制预加重能量值，再根据动态获得的预加重能量值对信号进行预加重，能够提升预加重的性能，提高预加重的信号的眼图质量，减轻了码间串扰，优化了通信质量。
在一个可能的实施例中，所述根据所述持续时间长度获取预加重能量值，具体为：
根据以下公式计算所述预加重能量值：
P＝P0+a*enT/2；
上式中，P为所述预加重能量值；P0(P0＞0)为静态能量值，即此值不依赖输入信号的0/1持续时间长度变化而变化，由器件的固有特性(例如，光组件特性、线路寄生参数、滤波器的幅频特性等)决定，不受输入信号的影响；a(a＞0)为比例因子，由器件的固有特性(例如，光组件特性、线路寄生参数、滤波器的幅频特性等)决定，不受输入信号的影响；n为所述持续时间长度；T为输入信号的周期。
其中，由于电容充电为指数关系，因此本发明提供的闭环控制与输入信号的0/1持续时间长度的指数成正比。
持续时间长度由计时器模块进行计时，控制器控制实际计时的起始时刻和清零时刻。
由于输入信号的特性，那么0/1的持续时间只能是半个周期的整数倍，因此时间变量为半周期的整数倍。
作为一个举例，输入信号为000111000111，那么在第一个边沿(即0向1变化的位置)，获取其之前的电平信号(0)的持续时间长度，此时有三个0，因此n的取值为3，那么对应的预加重能量值P＝P0+a*e3T/2。
作为另一个举例，输入信号为101100，那么在第一个边沿(即1向0变化的位置)，其之前的电平信号的持续时间长度n的取值为1，则对应的预加重能量值为P＝P0+a*eT/2；在第三个边沿(即11向00变化的位置)，其之前的电平信号的持续时间长度n的取值为2，则对应的预加重能量值为P＝P0+a*eT。
在一个可能的实施例中，所述根据所述持续时间长度获取预加重能量值，具体为：
基于预设的持续时间长度与预加重能量值之间的映射表，根据所述持续时间长度获取所述预加重能量值。
其中，预加重能量值的计算公式为：P＝P0+a*enT/2。
上式中，P为所述预加重能量值，P0为静态能量值，a为比例因子，n为所述持续时间长度，T为输入信号的周期。
本实施例通过预先将不同持续时间长度需要对应施加的预加重能量值记录到映射表中，并在预加重时再根据电平信号的持续时间长度查表获取对应的预加重能量值，能够减少实时计算量。
在一个可能的实施例中，所述根据所述预加重能量值对所述边沿进行预加重，具体包括：
当所述边沿为上升沿时，控制所述预加重能量值的极性为正；
当所述边沿为下降沿时，控制所述预加重能量值的极性为负。
本实施例在对信号进行预加重时，还需要对预加重能量值的极性进行控制。
具体的，如图2所示，在边沿为上升沿时，由于高频信号的衰减，上升沿变缓，此时需要将预加重能量值的极性控制为正，增加上升沿处的信号幅度，对高频分量进行补偿；在边沿为下降沿时，由于高频信号的衰减，下降沿变缓，此时需要将预加重能量值的极性控制为负，增加下降沿处的信号幅度，对高频分量进行补偿。
综合上述，本发明提供的一种基于预加重的通信质量优化方法，在对输入信号进行预加重之前，首先通过计时器模块获取待预加重的边沿之前的电平信号的持续时间长度，再通过控制器获取与所述持续时间长度对应的预加重能量值，其中，所述持续时间长度越大，所述预加重能量值越大，再将所述预加重能量值发送至预加重模块，最后由预加重模块施加对应的预加重能量值，与现有技术中的固定预加重能量值相比，根据电平信号的持续时间长度进行闭环控制预加重能量值，能够提升预加重的性能，提高预加重的信号的眼图质量，减轻了码间串扰，优化了通信质量；与此同时，预加重能量值除了可以通过公式计算之后，还可以通过查表获取，增加了预加重能量值获取的灵活度，便于应用于不同的通信设备；除此之外，进行预加重时，还对边沿进行判断，并对预加重能量值进行极性控制，能够确保预加重的准确控制。
应当理解，本发明实现上述基于预加重的通信质量优化方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述基于预加重的通信质量优化方法的步骤。其中，计算机程序包括计算机程序代码，计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。
图3所示为本发明提供的一种基于预加重的通信质量优化装置的一个优选实施例的结构示意图，所述装置能够实现上述任一实施例所述的基于预加重的通信质量优化方法的全部流程及达到相应的技术效果。
如图3所示，所述装置包括：
持续时间长度获取模块21，用于获取待预加重的边沿之前的电平信号的持续时间长度；
预加重能量值获取模块22，用于根据所述持续时间长度获取预加重能量值；
预加重模块23，用于根据所述预加重能量值对所述边沿进行预加重。
其中，所述持续时间长度越大，所述预加重能量值越大。
在一个可能的实施例中，所述预加重能量值获取模块22具体用于：
根据以下公式计算所述预加重能量值：
P＝P0+a*enT/2；
其中，P为所述预加重能量值，P0为静态能量值，a为比例因子，n为所述持续时间长度，T为输入信号的周期。
在一个可能的实施例中，所述预加重能量值获取模块22具体用于：
基于预设的持续时间长度与预加重能量值之间的映射表，根据所述持续时间长度获取所述预加重能量值。
其中，预加重能量值的计算公式为：P＝P0+a*enT/2。
上式中，P为所述预加重能量值，P0为静态能量值，a为比例因子，n为所述持续时间长度，T为输入信号的周期。
在一个可能的实施例中，所述预加重模块23具体包括：
第一预加重单元，用于当所述边沿为上升沿时，控制所述预加重能量值的极性为正；
第二预加重单元，用于当所述边沿为下降沿时，控制所述预加重能量值的极性为负。
图4所示为本发明提供的一种基于预加重的通信质量优化设备的一个优选实施例的结构示意图，所述设备能够实现上述任一实施例所述的基于预加重的通信质量优化方法的全部流程及达到相应的技术效果。
如图4所示，所述设备包括：
存储器31，用于存储计算机程序；
处理器32，用于执行所述计算机程序；
其中，所述处理器32执行所述计算机程序时实现如上述任一实施例所述的基于预加重的通信质量优化方法。
示例性的，所述计算机程序可以被分割成一个或多个模块/单元，所述一个或者多个模块/单元被存储在所述存储器31中，并由所述处理器32执行，以完成本发明。所述一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序在所述基于预加重的通信质量优化设备中的执行过程。
所称处理器32可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
所述存储器31可用于存储所述计算机程序和/或模块，所述处理器32通过运行或执行存储在所述存储器31内的计算机程序和/或模块，以及调用存储在所述存储器31内的数据，实现所述基于预加重的通信质量优化设备的各种功能。所述存储器31可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、图像播放功能等)等；存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据(比如音频数据、电话本等)等。此外，所述存储器31可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。
需要说明的是，上述基于预加重的通信质量优化设备包括，但不仅限于，处理器、存储器，本领域技术人员可以理解，图4结构示意图仅仅是上述基于预加重的通信质量优化设备的示例，并不构成对基于预加重的通信质量优化设备的限定，可以包括比图示更多部件，或者组合某些部件，或者不同的部件。
以上所述，仅是本发明的优选实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，应当指出，对于本领域技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干等效的明显变型方式和/或等同替换方式，这些明显变型方式和/或等同替换方式也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于预加重的通信质量优化方法，其特征在于，包括：
获取待预加重的边沿之前的电平信号的持续时间长度；
根据所述持续时间长度获取预加重能量值；
根据所述预加重能量值对所述边沿进行预加重。
2.根据权利要求1所述的基于预加重的通信质量优化方法，其特征在于，所述根据所述持续时间长度获取预加重能量值，具体为：
根据以下公式计算所述预加重能量值：
P＝P0+a*enT/2；
其中，P为所述预加重能量值，P0为静态能量值，a为比例因子，n为所述持续时间长度，T为输入信号的周期。
3.根据权利要求1所述的基于预加重的通信质量优化方法，其特征在于，所述根据所述持续时间长度获取预加重能量值，具体为：
基于预设的持续时间长度与预加重能量值之间的映射表，根据所述持续时间长度获取所述预加重能量值。
4.根据权利要求1所述的基于预加重的通信质量优化方法，其特征在于，所述根据所述预加重能量值对所述边沿进行预加重，具体包括：
当所述边沿为上升沿时，控制所述预加重能量值的极性为正；
当所述边沿为下降沿时，控制所述预加重能量值的极性为负。
5.一种基于预加重的通信质量优化装置，其特征在于，包括：
持续时间长度获取模块，用于获取待预加重的边沿之前的电平信号的持续时间长度；
预加重能量值获取模块，用于根据所述持续时间长度获取预加重能量值；
预加重模块，用于根据所述预加重能量值对所述边沿进行预加重。
6.根据权利要求5所述的基于预加重的通信质量优化装置，其特征在于，所述预加重能量值获取模块具体用于：
根据以下公式计算所述预加重能量值：
P＝P0+a*enT/2；
其中，P为所述预加重能量值，P0为静态能量值，a为比例因子，n为所述持续时间长度，T为输入信号的周期。
7.根据权利要求5所述的基于预加重的通信质量优化装置，其特征在于，所述预加重能量值获取模块具体用于：
基于预设的持续时间长度与预加重能量值之间的映射表，根据所述持续时间长度获取所述预加重能量值。
8.根据权利要求5所述的基于预加重的通信质量优化装置，其特征在于，所述预加重模块具体包括：
第一预加重单元，用于当所述边沿为上升沿时，控制所述预加重能量值的极性为正；
第二预加重单元，用于当所述边沿为下降沿时，控制所述预加重能量值的极性为负。
9.一种基于预加重的通信质量优化设备，其特征在于，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序；
其中，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至4任一项所述的基于预加重的通信质量优化方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被执行时实现如权利要求1至4任一项所述的基于预加重的通信质量优化方法。
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