CN101964765B - 一种信号补偿方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种信号补偿方法及装置，其中，该方法包括：接收第一信号序列和第二信号序列，所述第二信号序列为所述第一信号序列的反序序列；利用判决反馈均衡器DFE分别对所述第一信号序列和第二信号序列进行均衡判决；获取第一判决序列和第二判决序列；对第三判决序列和第四判决序列进行逐一比对，根据比对结果确定输出判决值，该方法，通过比较正序和反序的两组信号序列经DFE均衡器均衡判决后的判决值来发现信号补偿中的问题，并根据比较结果确定最终的输出值，有效避免了现有技术中在利用DFE均衡器进行信号补偿时，仅仅通过对正序输入序列进行补偿而产生的连续多个结果错误的情况，提高了信号补偿的质量。

Description

一种信号补偿方法及装置

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种信号补偿方法及装置。

背景技术

在高速数据通信中，信号的高速传输会产生严重的码间干扰(ISIinter-symbol interference)。码间干扰也同样存在于无线通信中。例如，无线通信中存在着严重的多径现象，码元间隔远小于多径效应带来的时延扩展，能够引起严重的ISI。为了改善通信质量，通常需要对因ISI引起的信号畸变进行补偿，即进行信道均衡。在各种均衡方法中，电均衡技术是当前通信领域的研究热点之一。

判决反馈均衡器(DFE，Decision Feedback Equalizer)由于结构简单，易于实现，是电均衡技术中最常用的一种用来消除ISI的均衡器。

DFE均衡器可以看作是由两个数字滤波器组成，包括前馈滤波器和反馈滤波器。X[n]表示的是时刻n接收到的信号值，X[n+1]信号值是在时刻n后的n+1时刻接收到的信号值，X[n+L]信号值是在时刻n后的n+L时刻接收到的信号值，X[n]～X[n+L]被用在前馈滤波器中；B[n-1]则是通过均衡器的判决单元得到的n-1时刻的信号判决值，...，B[n-M]则是通过均衡器的判决单元得到的n-M时刻的信号判决值，这些信号判决值除了是***想要恢复的传输数据外，也被用在反馈滤波器中用以形成后续传输数据。

DFE均衡器使用了信号判决值作为反馈，如果一个信号判决值错误的话，错误的信号判决值将被用于均衡中，从而导致后面的信号判决值更容易出错。因此，DFE均衡器输出的判决结果中常呈现明显的突发特点，即连续的多个结果均出现错误。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种信号补偿方法及装置，以改变利用DFE通过电均衡技术来实现对光信号的补偿时连续的多个结果均出现错误的情况。

本发明实施例提供了如下技术方案：

一种信号补偿方法，包括：

接收第一信号序列和第二信号序列，所述第二信号序列为所述第一信号序列的反序序列；

利用判决反馈均衡器DFE分别对所述第一信号序列和第二信号序列进行均衡判决，获取第一判决序列和第二判决序列；

对第三判决序列和第四判决序列进行逐一比对，根据比对结果确定输出判决值，所述第三判决序列为所述第一判决序列和第二判决序列中的被逆序的判决序列，所述第四判决序列为所述第一判决序列和第二判决序列中的保持不变的判决序列；

输出由所述输出判决值组成的输出序列。

一种信号补偿装置，包括：

第一判决反馈均衡器，用于接收第一信号序列，并对所述第一信号序列进行均衡判决获取第一判决序列；

第二判决反馈均衡器，用于接收第二信号序列，并对所述第二信号序列进行均衡判决获取第二判决序列，所述第二信号序列为所述第一信号序列的反序序列；

比较选择单元，用于对第三判决序列和第四判决序列进行逐一比对，根据比对结果确定输出判决值，并输出由所述输出判决值组成的输出序列，所述第三判决序列为所述第一判决序列和第二判决序列中的被逆序的判决序列，所述第四判决序列为所述第一判决序列和第二判决序列中的保持不变的判决序列。

可见，在本发明实施例中，通过利用判决反馈均衡器DFE分别对所述第一信号序列和与其反序的第二信号序列进行均衡判决获取第一判决序列和第二判决序列；对第三判决序列和第四判决序列进行逐一比对，根据比对结果确定输出判决值，该方法，通过比较正序和反序的两组信号序列经DFE均衡器均衡判决后的判决值来发现信号补偿中的问题，并根据比较结果确定最终的输出值，有效避免了现有技术中在利用DFE均衡器进行信号补偿时，仅仅通过对正序输入序列进行补偿而产生的连续多个结果错误的情况，提高了信号补偿的质量。

附图说明

图1为本发明一实施例所提供的方法的流程图；

图2为现有DFE均衡器的结构示意图；

图3为本发明另一实施例所提供的方法的流程图；

图4为本发明一实施例所提供的装置的结构示意图；

图5为本发明一实施例所提供的装置中比较单元的结构示意图；

图6为本发明一实施例所提供的仿真结果示意图。

具体实施方式

本发明实施例公开了一种信号补偿方法及装置，为使本发明实施例的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图，对本发明的实施例作详细说明。

图1为本发明一实施例所提供的方法，具体包括：

S101，接收第一信号序列和第二信号序列，所述第二信号序列为所述第一信号序列的反序序列；

S102，利用判决反馈均衡器DFE分别对所述第一信号序列和第二信号序列进行均衡判决获取第一判决序列和第二判决序列；

S103，对第三判决序列和第四判决序列进行逐一比对，根据比对结果确定输出判决值，所述第三判决序列为所述第一判决序列和第二判决序列中的被逆序的判决序列，所述第四判决序列为所述第一判决序列和第二判决序列中的保持不变的判决序列；

S104，输出由所述输出判决值组成的输出序列。

可见，本发明实施例中所提供的方法，通过比较正序和反序的两组信号序列经DFE均衡判决后的判决值来发现信号补偿中的问题，并根据比较结果确定最终的输出值，有效避免了现有技术中在利用DFE均衡器进行信号补偿时，仅仅通过对正序输入序列进行补偿而产生的连续多个结果错误的情况，提高了信号补偿的质量。

本发明实施例所提供的信号补偿方法可以广泛地应用于通信领域的不同场景中，下面结合具体的应用场景对本发明实施例所提供的方法进行详细说明。

在光纤通信***中，由于色散、光纤非线性、偏振模色散等效应的存在，光信号在光纤信道中传输时会发生信号的时间展宽，造成数据符号之间的相互干扰，导致信号检测和判决性能的下降。为了纠正光信号在光纤中传输时发生的变化，可以采用光信号补偿的方法，如色散补偿光纤可以对普通单模光纤中的色散进行补偿，从而提高光纤通信***的传输性能。但是，光信号补偿方法的缺点包括需要使用成本昂贵的光学元器件、对光纤信道变化的响应慢等。

与光信号补偿方法不同，电信道均衡技术的关键是在光信号被接收以后，即光电转换以后，在电域内通过电滤波器等，对光纤传输过程中的色散、光纤非线性效应、滤波等造成的脉冲展宽等在电域内进行均衡和补偿，然后再进行判决和数据恢复。

DFE由于结构简单，易于实现，光纤***道均衡技术通常采用DFE来实现。

DFE均衡器的原理框图如图2所示。图中，DFE均衡器可以看作是由两个数字滤波器组成，分别是图中的前馈部分和反馈部分。X[n]表示的是时刻n接收到的信号值，X[n+1]信号值是在时刻n后的n+1时刻接收到的信号值，...，这些信号值被用在前馈滤波器中；B[n-1]则是通过均衡器的判决单元得到的n-1时刻的信号判决值，...，B[n-M]则是通过均衡器的判决单元得到的n-M时刻的信号判决值，这些信号判决值除了是***想要恢复的传输数据外，也被用在反馈滤波器中。

为了对时刻n接收到的信号值X[n]进行均衡，DFE均衡器尝试着从信号值X[n]中把包含的其它时刻的信号值从X[n]中抵消掉。为此，DFE均衡器首先对接收信号进行延时，以便获得不同时刻的信号值和信号判决值。然后，将不同时刻的信号值和信号判决值乘以不同的抽头系数，前馈部分的抽头系数为C[0]至C[L+1]，反馈部分的抽头系数为D[1]至D[M]。在其它时刻的信号值通过乘以不同的抽头系数从X[n]中补偿掉后，均衡后的信号I[n]进入判决单元得到n时刻的信号判决值B[n]作为均衡器输出的***想要恢复的传输数据。判决单元一般采用与固定的阈值进行比较。例如，如果I[n]大于阈值TH，则B[n]判决为1；如果I[n]小于阈值TH，则B[n]判决为0。

由于DFE均衡器使用了信号判决值作为反馈，如果一个信号判决值错误的话，错误的信号判决值将被用于均衡中，从而导致后面的信号判决值更容易出错。因此，DFE均衡器输出的判决结果中常呈现明显的突发特点，即连续的多个结果均出现错误。

本发明实施例所提供的信号补偿方法可以解决现有的DFE均衡器连续的多个结果均出现错误的问题。

参见图3，本发明一实施例所提供的方法包括：

S301，接收第一信号序列X[1]，...，X[N]，输入第一DFE均衡器进行均衡判决，得到第一判决序列BF[1]，...，BF[N]。

S302，接收第二信号序列X[N]，...，X[1]，输入第二DFE均衡器进行均衡判决，得到第二判决序列BB[N]，...，BB[1]。

需要说明的是，所述第一信号序列与第二信号序列是一对反序的信号序列。如果第一信号序列为正序序列(本发明实施例中，将按照时序出现的信号序列称为正序序列)，那么所述第二信号序列为与第一信号序列对应的反序序列；如果第二信号序列为正序序列，那么第一信号序列则为与第二信号序列反序的序列。本发明实施例中以第一信号序列为正序序列为例进行说明。

在本发明实施例中，所述X[i](i＝1～N)为经过光电转换后的光信号所对应的电信号，当然，在其他场景中，X[i]也可以是高速数据通信或者无线通信中的信号，对此，本发明不做限定。

上述第一DFE和第二DFE的结构相同，具体可以参见图2。

上述步骤301和302没有必然的先后顺序，获得第一信号序列与第二信号序列后，可以同时通过均衡器进行均衡的判决。

S303，对第二判决序列BB[N]，...，BB[1]逆序形成第三判决序列BB[1]，...，BB[N]；第一判决序列保持不变，为第四判决序列。

第三判决序列和第四判决序列的实质是顺序相同的序列，可以都是正序的判决序列，也可以都是反序的判决序列。即将原第一判决序列和第二判决序列其中之一进行反序得到的序列为第三判决序列；剩下一个未改变的序列为第四判决序列。

本发明实施例中为了描述方便，以将第二判决序列进行逆序形成第三判决序列进行描述，相应的，未发生变化的第一判决序列就为第四判决序列，此时，第三判决序列和第四判决序列为一对正序序列。

S304，从i＝1开始，依次比较第三判决序列的判决值BF[i]和第四判决序列的判决值BB[i]，若BF[i]与BB[i]相同，则输出判决值B[i]＝BF[i]＝BB[i]，i为正整数；若BF[i]与BB[i]不同，则进入步骤S305。

S305，查找所述第三判决序列的判决值与第四判决序列的判决值不等的起始位置PS和终止位置PE。

S306，将所述第三判决序列对应的DFE在PS处的均衡值IF(PS)与均衡阈值TH进行比较，获取第三均衡差。

此时，第三判决序列对应的DFE为第二DFE。第三均衡差＝|IF(PS)-TH|。因为IF(PS)有可能大于或者小于TH，本发明实施例中通过取两者之差的绝对值作为第三均衡差。

S307，将所述第四判决序列对应的DFE在PE处的均衡值IB(PE)与TH进行比较，获取第四均衡差。

此时，第四判决序列对应的DFE为第一DFE。第四均衡差＝|IB(PE)-TH|。

上述步骤306与307没有必然的先后关系，可以同时进行。

S308，将第三均衡差与第四均衡差进行比较，并根据比较结果确定从PS至PE的输出判决值。

具体为：

当第三均衡差大于第四均衡差时，从PS至PE的输出判决值取第三判决序列的取值BF[j]，j＝PS～PE；

当第四均衡差大于第三均衡差时，从PS至PE的输出判决值取第四判决序列的取值BB[j]，j＝PS～PE；

S309，将由输出判决值组成的输出判处序列进行保存并输出。

需要说明的是，如果第三判决序列和第四判决序列同为反序序列时，那么最后在获得由判决值组成的输出判决序列后还要将获得的输出判决序列反序，形成一个正序的判决输出序列再进行输出。因为本发明实施例提供的是一种信号补偿方法，最后输出的信号需要符合信号按照时序正序输出的特点。

本发明实施例所提供的方法，通过对一正序、一逆序两路输入信号进行均衡和判决，得到两路判决信号，对两路判决信号进行比较和选择获取最终的判决结果，有效地避免了现有技术中在利用DFE均衡器进行信号补偿时，仅仅通过对正序输入序列进行补偿而产生的连续多个结果错误的情况，提高了信号补偿的质量。

参见图4，本发明一实施例还提供一种信号补偿装置，包括：

第一判决反馈均衡器401，用于接收第一信号序列，并对所述第一信号序列进行均衡判决获取第一判决序列；

第二判决反馈均衡器402，用于接收第二信号序列，并对所述第二信号序列进行均衡判决获取第二判决序列，所述第二信号序列为所述第一信号序列的反序序列；

比较选择单元403，用于对第三判决序列和第四判决序列进行逐一比对，根据比对结果确定输出判决值，并输出由所述输出判决值组成的输出序列，所述第三判决序列为所述第一判决序列和第二判决序列中的被逆序的判决序列，所述第四判决序列为所述第一判决序列和第二判决序列中的保持不变的判决序列。

其中，参见图5，比较选择单元403进一步包括：

存储及逆序输出模块501，用于对所述第一判决序列和所述第二判决序列之一进行存储，并进行逆序后输出；

存储输出模块502，用于对所述第一判决序列和所述第二判决序列之中保持不变的判决序列进行存储，并进行输出；

比较选择模块503，用于从i＝1开始，依次比较存储及逆序输出模块和存储输出模块输出的第三判决序列的判决值BF[i]和第四判决序列的判决值BB[i]，若BF[i]与BB[i]相同，则输出判决值B[i]＝BF[i]＝BB[i]，i为正整数；若BF[i]与BB[i]不同，则查找所述第三判决序列的判决值与第四判决序列的判决值不同的起始位置PS和终止位置PE；将第三判决序列对应的DFE在PS处的均衡值与均衡阈值进行比较，获取第三均衡差；将第四判决序列对应的DFE在PE处的均衡值与均衡阈值进行比较，获取第四均衡差；当第三均衡差大于第四均衡差时，从PS至PE的输出判决值取第三判决序列的取值BF[j]，j＝PS～PE；当第四均衡差大于第三均衡差时，从PS至PE的输出判决值取第四判决序列的取值BB[j]，j＝PS～PE。

结果保存及输出模块504，用于对由输出判决值组成的数据判处序列进行保存并输出。

本发明实施例所提供的信号补偿装置，通过对一正序、一逆序两路输入信号进行均衡和判决，得到两路判决信号，对两路判决信号进行比较和选择获取最终的判决结果，有效地避免了现有技术中在利用DFE均衡器进行信号补偿时，仅仅通过对正序输入序列进行补偿而产生的连续多个结果错误的情况，提高了信号补偿的质量。

本发明实施例所提供的信号补偿装置可以广泛地应用于通信领域中，图6是常规DFE均衡器和本发明实施例所提供的信号补偿装置在光纤色散信道环境下进行误码率性能的比较。

其中，仿真中光纤的类型为普通单模光纤，光纤的传输距离为150公里，未采用光色散补偿在光域对信号进行均衡。图6中曲线DFE和DFE-2分别使用了常规DFE均衡器和本发明实施例中提出的信号补偿装置。图中，横轴为光接收机接收光功率，单位为dBm；纵轴为***误码率。

从图6可以明显地看出，为了获得相同的误码率(如10^-3)，使用本发明实施例所提供的信号补偿装置，可以有效地降低对光接收机接收光功率的要求；或者，在相同的接收光功率时，使用本发明实施例所提供的信号补偿装置可以有效地降低***误码率。

本发明可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述，例如程序模块。一般地，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等等。也可以在分布式计算环境中实践本发明，在这些分布式计算环境中，由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中，程序模块可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种信号补偿方法，其特征在于，包括：

接收第一信号序列和第二信号序列，所述第二信号序列为所述第一信号序列的反序序列；

利用判决反馈均衡器DFE分别对所述第一信号序列和第二信号序列进行均衡判决，获取第一判决序列和第二判决序列；

对第三判决序列和第四判决序列进行逐一比对，根据比对结果确定输出判决值，所述第三判决序列为所述第一判决序列和第二判决序列中的被逆序的判决序列，所述第四判决序列为所述第一判决序列和第二判决序列中的保持不变的判决序列；

输出由所述输出判决值组成的输出序列。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对第三判决序列和第四判决序列进行逐一比对，根据比对结果确定输出判决值包括：

对所述第一判决序列和所述第二判决序列之一进行逆序形成第三判决序列；所述第一判决序列和所述第二判决序列之中保持不变的判决序列为第四判决序列，从i＝1开始，依次比较第三判决序列的判决值BF[i]和第四判决序列的判决值BB[i]；

若BF[i]与BB[i]相同，则输出判决值B[i]＝BF[i]＝BB[i]，i为正整数；

若BF[i]与BB[i]不同，则查找所述第三判决序列的判决值与第四判决序列的判决值不同的起始位置PS和终止位置PE；

将所述第三判决序列对应的判决反馈均衡器在PS处的均衡值与均衡阈值进行比较，获取第三均衡差；

将所述第四判决序列对应的判决反馈均衡器在PE处的均衡值与均衡阈值进行比较，获取第四均衡差；

当第三均衡差大于第四均衡差时，从PS至PE的输出判决值取第三判决序列的取值BF[j]，j＝PS～PE；当第四均衡差大于第三均衡差时，从PS至PE的输出判决值取第四判决序列的取值BB[j]，j＝PS～PE。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

在所述输出判决序列不是按时序递增的序列时，将所述输出判决序列反序后输出。

4.一种信号补偿装置，其特征在于，包括：

第一判决反馈均衡器，用于接收第一信号序列，并对所述第一信号序列进行均衡判决获取第一判决序列；

第二判决反馈均衡器，用于接收第二信号序列，并对所述第二信号序列进行均衡判决获取第二判决序列，所述第二信号序列为所述第一信号序列的反序序列；

比较选择单元，用于对第三判决序列和第四判决序列进行逐一比对，根据比对结果确定输出判决值，并输出由所述输出判决值组成的输出序列，所述第三判决序列为所述第一判决序列和第二判决序列中的被逆序的判决序列，所述第四判决序列为所述第一判决序列和第二判决序列中的保持不变的判决序列。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述比较选择单元，包括：

存储及逆序输出模块，用于对所述第一判决序列和所述第二判决序列之一进行存储，并进行逆序后输出；

存储输出模块，用于对所述第一判决序列和所述第二判决序列之中保持不变的判决序列进行存储，并进行输出；

比较选择模块，用于从i＝1开始，依次比较存储及逆序输出模块和存储输出模块输出的第三判决序列的判决值BF[i]和第四判决序列的判决值BB[i]，若BF[i]与BB[i]相同，则输出判决值B[i]＝BF[i]＝BB[i]，i为正整数；若BF[i]与BB[i]不同，则查找所述第三判决序列的判决值与第四判决序列的判决值不同的起始位置PS和终止位置PE；将第三判决序列对应的DFE在PS处的均衡值与均衡阈值进行比较，获取第三均衡差；将第四判决序列对应的DFE在PE处的均衡值与均衡阈值进行比较，获取第四均衡差；当第三均衡差大于第四均衡差时，从PS至PE的输出判决值取第三判决序列的取值；当第四均衡差大于第三均衡差时，从PS至PE的输出判决值取第四判决序列的取值；

结果保存及输出模块，用于对由输出判决值组成的数据判处序列进行保存并输出。

6.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述比较选择单元，还用于在所述输出判决值形成的输出判决序列不是按时序递增的序列时，将所述输出判决序列反序后输出。

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