一种信号处理方法和装置制造方法及图纸

本申请公开了一种信号处理方法和装置，所述方法包括：对第一数据进行编码调制处理得到第一信号，其中所述编码调制处理包括概率星座图整形PCS处理，且第一数据经过PCS处理后得到第一概率密度函数PDF；根据所述第一PDF确定第一量化参数集合，所述第一量化参数集合中包括至少一个量化参数，量化参数为相邻两个电平信号的幅度值之差，且每个电平信号对应DAC的电压量程范围中的一个电压值；按照第一量化参数集合对第一信号进行定点量化处理得到第二信号。本方法基于经过PCS后的信号幅度的概率分布特征，在发端增加了ENOB增强的编码功能，将原均匀量化参数转变成不均匀的第一量化参数集合，以此来提升ENOB的准确性。以此来提升ENOB的准确性。以此来提升ENOB的准确性。

【技术实现步骤摘要】
一种信号处理方法和装置


[0001]本申请涉及光通信领域，尤其是涉及一种信号处理方法和装置。

技术介绍

[0002]随着第五代移动通信技术(5th generation，5G)和互联网技术(Internet Technology，IT)向云平台的演进，以及高清晰度的虚拟现实(virtual reality，VR)或增强现实(augmented reality，AR)视频的爆炸式增长，推动了全网光纤传输的建设，比如包括数据中心互联(data center Inter-connect，DCI)及光接入、城域、骨干网、长途陆地线缆和海洋线缆等，并对光网络市场产生了积极影响。
[0003]目前，100G(吉)是光传输网络的主流技术，我国已建成世界上最大规模的100G波分复用(wavelength division multiplexing，WDM)/光传送网(optical transport network，OTN)商用传输网络。在5G、云平台化等高清视频质量需求的推动下，光传输容量从100G往200G、400G、800G/1T+的超高速大容量光传输网方向快速演进。随着光传输容量的激增，使得作为网络基础的光传输网面临更大的压力，一方面需要使用更高的波特率，使波道间隔从50吉赫兹(GHz)往75GHz、100GHz、150GHz、200GHz等不断提升。另一方面也需要持续提升频谱效率(spectral efficiency，SE)，将调制模式从4正交幅度调制(quadrature amplitude modulation，QAM)往16QAM、64QAM、256QAM不断演进。
[0004]为了提高波特率，需要提高模数转换器(analog to digital converter，DAC)和数模转换器(digital to analog converter，ADC)的采样频率，将调制模式升级为高阶调制模式，则对量化精度的要求也越高，相应地对DAC或ADC的位宽要求也要提高，这对DAC/ADC的设计带来了巨大的挑战，因此基于现有方案，在满足传输设备需求的情况下，降低对DAC/ADC的采样频率和位宽需求，成为关键。

技术实现思路

[0005]为了在满足传输设备需求的情况下，降低对DAC/ADC的采样频率和位宽需求，本申请提供了如下技术方案：
[0006]第一方面，本申请提供一种信号处理方法，该方法可应用于一种网络设备，比如发射机，所述发射机包括：ODSP发射TX模块和数模转换器DAC，该方法包括：对第一数据进行编码调制处理得到第一信号，其中所述的编码调制处理包括：概率星座图整形PCS处理，且第一数据经过PCS处理后得到可以第一概率密度函数PDF；根据第一PDF确定第一量化参数集合，以及按照第一量化参数集合对第一信号进行定点量化处理得到第二信号。
[0007]其中，第一量化参数集合中包括至少一个量化参数，每个量化参数为相邻的两个电平信号的幅度值之差，且每个电平信号对应DAC的电压量程范围中的一个电压值；该DAC的电压量程范围为0～1Vp2p，Vp2p为电压峰峰值。
[0008]本方面提供的方法，基于经过PCS后的信号幅度的概率分布特征，在ODSP发端增加了ENOB增强的编码功能，将原均匀量化参数转变成不均匀的第一量化参数集合，将有限个
做定点量化的采样点集中在大概率的电平信号的幅度值上，从而提升ENOB的准确性。
[0009]结合第一方面，在第一方面的一种可能的实现中，根据第一PDF确定第一量化参数集合，包括；获得与第一PDF对应的第一概率分布函数，将第一概率分布函数按照定点量化个数N做等间隔分配得到N个取值，N为正整数且N≥1；以及确定N个取值中的每个取值所对应的电平信号的幅度值，并计算每相邻两个所述电平信号的幅度值之差；最后，根据每相邻两个电平信号的幅度值之差确定第一量化参数集合。
[0010]结合第一方面，在第一方面的另一种可能的实现中，上述方法还包括：发送第二信号给DAC。
[0011]结合第一方面，在第一方面的又一种可能的实现中，上述方法还包括：发送第一量化参数集合给DAC。
[0012]本实现方式中，ODSP发端将第一量化参数集合发送给DAC，使得DAC也利用该第一量化参数集合对定点量化数据进行数模转换，由于ENOB增强的编码功能大于DAC因降低过采样倍数造成的性能损失，所以两者相补偿后ODSP发端输出的信号性能不会变差，反而得到了提升了，从而实现将低采样频率的DAC用于高波特率的ODSP。
[0013]结合第一方面，在第一方面的又一种可能的实现中，所述按照第一量化参数集合对第一信号进行定点量化处理得到第二信号，包括：将第一量化参数集合转换为第二量化参数集合，第二量化参数集合中所包含的量化参数的种类数为B，利用第二量化参数集合中的B种量化参数对第一信号进行定点量化处理，得到所述第二信号。其中第一量化参数集合中所包含的量化参数的种类数为A，且A＞B，A、B均为正整数。
[0014]结合第一方面，在第一方面的又一种可能的实现中，将第一量化参数集合转换为第二量化参数集合之前，还包括：获取满足第一预设条件的所有B种类的量化参数集合，第一预设条件包括：每个量化参数集合中的所有量化参数之和等于所述DAC的最大输出电压，且每个所述量化参数集合中所包含的量化参数的个数N等于2
M
，M为数据的比特位宽；计算每个满足第一预设条件的B种类的量化参数集合与第一量化参数集合之间的误差，所述误差为差值的平方和，然后，确定其中误差最小的一个量化参数集合为第二量化参数集合。
[0015]本实现方式中，对第一量化参数集合的量化参数种类进行简化，使得简化后的第二量化参数所包含的量化参数的种类减少，便于实现，并且还提高了DAC处理效率。
[0016]第二方面，本申请提供还一种信号处理方法，该方法可应用于一种网络设备，比如接收机，所述接收机包括：ODSP接收RX模块和模数转换器ADC，该方法包括：ADC接收发射端发送的第四信号后，将该第四信号模数转换成第三信号，然后传输给ODSP接收RX模块，该ODSP接收RX模块接收ADC输出的第三信号，获得第三信号的第二概率密度函数PDF，根据第二PDF确定第三量化参数集合。
[0017]其中，第三量化参数集合中包括至少一个量化参数，每个量化参数为相邻两个电平信号的幅度值之差，每个电平信号对应ADC的电压量程范围中的一个电压值，该ADC的电压量程范围为0～1Vp2p，Vp2p为电压峰峰值。
[0018]本实现方式中，在ODSP收端增加了ENOB增强的解码功能，并提供最优量化参数集合给ADC，ADC按照最优量化参数集合对信号进行模数转换，提升了ADC的ENOB。然后将ADC输出数据转换为均匀量化，进行后续的解调解码处理。
[0019]结合第二方面，在第二方面的一种可能的实现中，根据第二PDF确定第三量化参数
集合，包括：获得与第二PDF对应的第二概率分布函数；将第二概率分布函数按本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种信号处理方法，其特征在于，所述方法包括：对第一数据进行编码调制处理得到第一信号，其中所述编码调制处理包括概率星座图整形PCS处理，且所述第一数据经过所述PCS处理后得到第一概率密度函数PDF；根据所述第一PDF确定第一量化参数集合，所述第一量化参数集合中包括至少一个量化参数，所述量化参数为相邻两个电平信号的幅度值之差，每个所述电平信号对应数模转换器DAC的电压量程范围中的一个电压值；按照所述第一量化参数集合对所述第一信号进行定点量化处理得到第二信号。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述第一PDF确定第一量化参数集合，包括；获得与所述第一PDF对应的第一概率分布函数；将所述第一概率分布函数按照定点量化个数N做等间隔分配得到N个取值，N为正整数且N≥1；确定所述N个取值中的每个取值所对应的电平信号的幅度值，并计算每相邻两个所述电平信号的幅度值之差；根据所述每相邻两个电平信号的幅度值之差确定所述第一量化参数集合。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：发送所述第二信号给所述DAC。4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：发送所述第一量化参数集合给所述DAC。5.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，所述按照所述第一量化参数集合对所述第一信号进行定点量化处理得到第二信号，包括：将所述第一量化参数集合转换为第二量化参数集合，其中第一量化参数集合中所包含的量化参数的种类数为A，第二量化参数集合中所包含的量化参数的种类数为B，且A＞B，A、B均为正整数；利用所述第二量化参数集合中的B种量化参数对所述第一信号进行定点量化处理，得到所述第二信号。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，将所述第一量化参数集合转换为第二量化参数集合之前，还包括：获取满足第一预设条件的所有B种类的量化参数集合，所述第一预设条件包括：每个量化参数集合中的所有量化参数之和等于所述DAC的最大输出电压，且每个所述量化参数集合中所包含的量化参数的个数N等于2
M
，M为数据的比特位宽；计算每个满足所述第一预设条件的B种类的量化参数集合与所述第一量化参数集合之间的误差，确定所述误差最小的一个量化参数集合为所述第二量化参数集合。7.一种信号处理方法，其特征在于，所述方法包括：接收模数转换器ADC输出的第三信号，所述第三信号由所述ADC对接收的第四信号进行模数转换后输出；获得所述第三信号的第二概率密度函数PDF；根据所述第二PDF确定第三量化参数集合，所述第三量化参数集合中包括至少一个量
化参数，所述量化参数为相邻两个电平信号的幅度值之差，每个所述电平信号对应所述ADC的电压量程范围中的一个电压值。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，根据所述第二PDF确定第三量化参数集合，包括：获得与所述第二PDF对应的第二概率分布函数；将所述第二概率分布函数按照定点量化个数N做等间隔分配得到N个取值，N为正整数且N≥1；确定所述N个取值中的每个取值所对应的电平信号的幅度值，并计算每相邻两个所述电平信号的幅度值之差；根据所述每相邻两个电平信号的幅度值之差确定所述第三量化参数集合。9.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：发送所述第三量化参数集合给所述ADC。10.根据权利要求7-9任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：接收所述ADC输出的第六信号，所述第六信号由所述ADC对接收的第五信号进行模数转换后输出；按照所述第三量化参数集合对所述第六信号进行定点量化处理得到第七信号；对所述第七信号进行解码调制处理得到第一数据，所述解码调制处理包括对所述第七信号进行概率星座图整形PCS逆处理。11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述按照所述第三量化参数集合对所述第六信号进行定点量化处理得到第七信号，包括：将所述第三量化参数集合转换为第四量化参数集合，其中第三量化参数集合中所包含的量化参数的种类数为C，第四量化参数集合中所包含的量化参数的种类数为D，且C＞D，C、D均为正整数；利用所述第四量化参数集合中的D种量化参数对所述第六信号进行定点量化处理，得到所述第七信号。12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，将所述第三量化参数集合转换为第四量化参数集合之前，还包括：获取满足第二预设条件的所有D种类的量化参数集合，所述第二预设条件包括：每个量化参数集合中的所有量化参数之和等于所述ADC的最大输出电压，且每个所述量化参数集合中所包含的量化参数的个数N等于2
M
，M为数据的比特位宽；计算每个满足所述第二预设条件的D种类的量化参数集合与所述第三量化参数集合之间的误差，确定所述误差最小的一个量化参数集合为所述第四量化参数集合。13.一种信号处理装置，其特征在于，包括：处理模块，所述处理模块，用于对第一数据进行编码调制处理得到第一信号，其中所述编码调制处理包括概率星座图整形PCS处理，且所述第一数据经过所述PCS处理后得到第一概率密度函数PDF；所述处理模块，还用于根据所述第一PDF确定第一量化参数集合，以及按照所述第一量化参数集合对所述第一信号进行定点量化处理得到第二信号；
其中所述第一量化参数集合中包括至少一个量化参数，所述量化参数为相邻两个电平信号的幅度值之差，每个所述电平信号对应数模转换器DAC的电压量程范围中的一个电压值。14.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，所述处理模块，具体用于获得与所述第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵曼，邓邦梅，柴胜钧，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：