一种数据处理方法及装置与流程

本发明涉及数据处理技术领域，尤其涉及一种数据处理方法及装置。

背景技术：

光纤被认为是数据传输的重要媒介，利用光纤传输数据经历了以下三个阶段：空分复用(Space Division Multiplexing，SDM)、时分复用(Time Division Multiplexing，TDM)和波分复用(Wavelength Division Multiplexing，WDM)。

至今有线传输依然以波分复用系统为主，随着通信结束的发展，商用的40G波分传输逐渐演变为100G、乃至400G的波分传输；与此同时，在数据传输的距离上也不断的扩展；因此，波分复用系统在数据传输过程中引起的色度色散、偏振膜色散和强滤波效应等诸多问题需要解决；这些问题的解决需要利用数字信号处理(Digital Signal Processing，DSP)的方法，目前，普遍采用100G DSP的方法。

但是，利用光纤进行数据传输过程中，对于数据的大频偏值为±Pi/2时，如何进行数据处理并未有完善的解决方案。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明实施例期望提供数据处理方法及装置，能够补偿数据传输过程中的大频偏值。

本发明实施例的技术方案是这样实现的：

本发明实施例提供一种数据处理方法，包括：根据传输网络上的数据获取差分译码数据；在所述差分译码数据中提取待检测数据序列，并获取本地检测帧头数据序列；根据所述待检测数据序列、所述本地检测帧头数据序列以及预设的第一阈值和第二阈值得到所述差分译码数据的帧头信息；确认传输网络上 的数据进入帧同步状态时，根据所述差分译码数据的帧头信息得到传输网络上的数据的反相信息和大频偏值；根据所述反相信息和大频偏值对传输网络上的数据进行补偿。

上述方案中，所述根据传输网络上的数据获取差分译码数据之前，所述方法还包括：对传输网络上的数据进行硬判决处理得到硬判决数据；

相应的，所述根据传输网络上的数据获取差分译码数据，包括：对所述硬判决数据的X偏振态中相邻的两个XI数据和相邻的两个XQ数据分别进行差分运算，对所述硬判决数据的Y偏振态中相邻的两个YI数据和相邻的两个YQ数据分别进行差分运算，得到XI数据、XQ数据、YI数据和YQ数据的差分译码数据。

上述方案中，所述对传输网络上的数据进行硬判决处理得到硬判决数据，包括：

确认传输网络上数据的最高位表示该数据为负数时，得到硬判决数据为“0”，确认传输网络上数据的最高位表示该数据为正数时，得到硬判决数据为“1”；或，确认传输网络上数据的最高位表示该数据为负数时，得到硬判决数据为“1”，确认传输网络上数据的最高位表示该数据为正数时，得到硬判决数据为“0”。

上述方案中，所述根据所述待检测数据序列、所述本地检测帧头数据序列以及预设的第一阈值和第二阈值得到所述差分译码数据的帧头信息，包括：将所述待检测数据序列与本地检测帧头数据序列进行计算，得到两个序列中不一致的元素个数；在所述不一致的元素个数小于第一阈值时，确认所述待检测数据序列所在的位置为帧头位置，且所述帧头的正负状态为正；在所述不一致的元素个数大于第二阈值时，确认所述待检测数据序列所在的位置为帧头位置，且所述帧头的正负状态为负。

上述方案中，所述根据所述差分译码数据的帧头信息得到传输网络上的数据的反相信息和大频偏值，包括：在所述XQ数据序列帧头的正负状态为负，所述XI数据序列帧头的正负状态为正时，确认所述XQ数据序列和所述XI数 据序列不反相，传输网络上的数据的大频偏值为Pi/2；在所述XQ数据序列帧头的正负状态为正，所述XI数据序列帧头的正负状态为负时，确认所述XQ数据序列和所述XI数据序列不反相，传输网络上的数据的大频偏值为-Pi/2；在所述XQ数据序列帧头的正负状态为负，所述XI数据序列帧头的正负状态为正时，确认所述XQ数据序列或所述XI数据序列反相，传输网络上的数据的大频偏值为Pi/2；在所述XQ数据序列帧头的正负状态为正，所述XI数据序列帧头的正负状态为负时，确认所述XQ数据序列或所述XI数据序列反相，传输网络上的数据的大频偏值为-Pi/2。

本发明实施例还提供一种数据处理装置，所述装置包括：差分译码模块、提取模块、获取模块、第一处理模块、第二处理模块和补偿模块；其中，

所述差分译码模块，用于根据传输网络上的数据获取差分译码数据；

所述提取模块，用于在所述差分译码数据中提取待检测数据序列；

所述获取模块，用于获取本地检测帧头数据序列；

所述第一处理模块，用于根据所述待检测数据序列、所述本地检测帧头数据序列以及预设的第一阈值和第二阈值得到所述差分译码数据的帧头信息；

所述第二处理模块，用于确认传输网络上的数据进入帧同步状态时，根据所述差分译码数据的帧头信息得到传输网络上的数据的反相信息和大频偏值；

所述补偿模块，用于根据所述反相信息和大频偏值对传输网络上的数据进行补偿。

上述方案中，所述装置还包括：硬判决处理模块，用于对传输网络上的数据进行硬判决处理得到硬判决数据；相应的，所述差分译码模块，具体用于对所述硬判决数据的X偏振态中相邻的两个XI数据和相邻的两个XQ数据分别进行差分运算，对所述硬判决数据的Y偏振态中相邻的两个YI数据和相邻的两个YQ数据分别进行差分运算，得到XI数据、XQ数据、YI数据和YQ数据的差分译码数据。

上述方案中，所述硬判决处理模块，具体用于确认传输网络上数据的最高位表示该数据为负数时，得到硬判决数据为“0”，确认传输网络上数据的最高 位表示该数据为正数时，得到硬判决数据为“1”；或，确认传输网络上数据的最高位表示该数据为负数时，得到硬判决数据为“1”，确认传输网络上数据的最高位表示该数据为正数时，得到硬判决数据为“0”。

上述方案中，所述第一处理模块，具体用于将所述待检测数据序列与本地检测帧头数据序列进行计算，得到两个序列中不一致的元素个数；在所述不一致的元素个数小于第一阈值时，确认所述待检测数据序列所在的位置为帧头位置，且所述帧头的正负状态为正；在所述不一致的元素个数大于第二阈值时，确认所述待检测数据序列所在的位置为帧头位置，且所述帧头的正负状态为负。

上述方案中，所述第二处理模块，具体用于在所述XQ数据序列帧头的正负状态为负，所述XI数据序列帧头的正负状态为正时，确认所述XQ数据序列和所述XI数据序列不反相，传输网络上的数据的大频偏值为Pi/2；在所述XQ数据序列帧头的正负状态为正，所述XI数据序列帧头的正负状态为负时，确认所述XQ数据序列和所述XI数据序列不反相，传输网络上的数据的大频偏值为-Pi/2；在所述XQ数据序列帧头的正负状态为负，所述XI数据序列帧头的正负状态为正时，确认所述XQ数据序列或所述XI数据序列反相，传输网络上的数据的大频偏值为Pi/2；在所述XQ数据序列帧头的正负状态为正，所述XI数据序列帧头的正负状态为负时，确认所述XQ数据序列或所述XI数据序列反相，传输网络上的数据的大频偏值为-Pi/2。

本发明实施例所提供的数据处理方法及装置，包括：根据传输网络上的数据获取差分译码数据；在所述差分译码数据中提取待检测数据序列，并获取本地检测帧头数据序列；根据所述待检测数据序列、所述本地检测帧头数据序列以及预设的第一阈值和第二阈值得到所述差分译码数据的帧头信息；确认传输网络上的数据进入帧同步状态时，根据所述差分译码数据的帧头信息得到传输网络上的数据的反相信息和大频偏值；根据所述反相信息和大频偏值对传输网络上的数据进行补偿。如此，不仅补偿了数据传输过程中的大频偏值，而且方案实现简单、可靠。

附图说明

图1为本发明实施例发送数据的处理流程示意图；

图2为本发明实施例数据帧的格式示意图；

图3为本发明实施例数据处理方法的处理流程示意图；

图4为本发明实施例100G DSP芯片的结构示意图；

图5为本发明实施例滑动提取待检测数据序列的示意图；

图6为本发明实施例根据相关值及预设的第一阈值、第二阈值确定帧头位置的示意图；

图7为本发明实施例数据处理装置的组成结构示意图。

具体实施方式

为更好地理解本发明技术方案，下面对将数据发送至传输网络的过程进行详细介绍。

对于数据的发送端，发送数据的处理流程，如图1所示，包括以下步骤：

步骤101，对数据进行分组处理后，将数据分发至不同的数据通道；

具体地，分组后的数据通常分发至4个局域网仿真(LAN Emulation，Lane)上，定义4个Lane分别为XI、XQ、YI或YQ；其中，XI和XQ上的数据在光纤上传输时，绑定在X偏振态上传输，YI和YQ上的数据在光纤上传输时，绑定在Y偏振态上传输。

步骤102，对数据通道上的数据进行编码。

步骤103，根据数据帧格式对编码后的数据插入帧头数据序列，完成数据帧的成帧过程；

这里，数据帧的格式，如图2所示，包括a和b两部分，a为插入的帧头数据序列，b为编码后的数据帧内容或编码后插入其他控制信息的数据帧内容；在100G数字信号处理(Digital Signal Process，DSP)芯片中，数据处理并行度的典型值为64；因此，为了便于后续的处理，插入的帧头序列a的典型值为64；对于4个Lane，每个Lane上插入的帧头数据序列各不相同；同时，为了更好 的检测出不同Lane上的帧头数据序列，要求4个帧头数据序列之间需要具有良好的互不相关性，即：两个帧头数据序列的长度相等，两个帧头数据序列之间统统的元素个数与不相同的元素个数各为一半或接近一半。

步骤104，将成帧后的数据进行星座点映射和bit位扩展，将硬比特数据扩展成软信息。

步骤105，软信息经过处理后发送至光传输网络；

这里，所述处理包括频偏相偏补偿。

本发明实施例所提供的数据处理方法的处理流程，如图3所示，包括以下步骤：

步骤201，根据传输网络上的数据获取差分译码数据；

具体地，对传输网络上的数据进行硬判决处理得到硬判决数据，对所述硬判决数据的X偏振态中相邻的两个XI数据进行差分运算，得到XI数据的差分译码数据；对所述硬判决数据的X偏振态中相邻的两个XQ数据进行差分运算，得到XQ数据的差分译码数据；对所述硬判决数据的Y偏振态中相邻的两个YI数据进行差分运算，得到YI数据的差分译码数据；对所述硬判决数据的Y偏振态中相邻的两个YQ数据进行差分运算，得到YQ数据的差分译码数据；

这里，所述对传输网络上的数据进行硬判决处理得到硬判决数据，包括：确认传输网络上数据的最高位表示该数据为负数时，得到硬判决数据为“0”，确认传输网络上数据的最高位表示该数据为正数时，得到硬判决数据为“1”；或，确认传输网络上数据的最高位表示该数据为负数时，得到硬判决数据为“1”，确认传输网络上数据的最高位表示该数据为正数时，得到硬判决数据为“0”。

步骤202，在所述差分译码数据中提取待检测数据序列，并获取本地检测帧头数据序列；

具体地，100G DSP芯片的结构，如图4所示，a0为当前的硬判决数据输入，a1为上一组硬判决数据输入的寄存，a0和a1合并后，在每一帧数据的传输时间内，在指定位置处抽取63个差分译码数据作为待检测数据序列；

这里，可以由DSP芯片直接接收本地检测帧头数据序列，或者DSP芯片 接收发送至输网络之前的帧头数据，并对发送至传输网络之前的帧头数据的XI和XQ帧头序列中同一位置的元素合并为一个X偏振态的矢量数据(XI，XQ)，X偏振态中相邻的两个矢量数据(XI0，XQ0)，(XI1，XQ1)进行差分解码运算，得到差分解码后的矢量数据(XI’0，XQ’0)；帧头序列组成的64个矢量数据(XI，XQ)得到63个差分解码运算后的矢量数据(XI’，XQ’)，对应XI’的数据，为XI数据的本地检测帧头数据序列；对应XQ’的数据，为XQ数据的本地检测帧头数据序列；对发送至传输网络之前的帧头数据的YI和YQ帧头序列中同一位置的元素合并为一个Y偏振态的矢量数据(YI，YQ)，Y偏振态中相邻的两个矢量数据(YI0，YQ0)，(YI1，YQ1)进行差分解码运算，得到差分解码后的矢量数据(YI’0，YQ’0)；帧头序列组成的64个矢量数据(YI，YQ)得到63个差分解码运算后的矢量数据(YI’，YQ’)，对应YI’的数据，为YI数据的本地检测帧头数据序列；对应YQ’的数据，为YQ数据的本地检测帧头数据序列。

步骤203，根据所述待检测数据序列、所述本地检测帧头数据序列以及预设的第一阈值和第二阈值得到所述差分译码数据的帧头信息；

具体地，将所述待检测数据序列与本地检测帧头数据序列逐bit进行异或计算，得到两个序列中不一致的元素个数，称为相关值；在所述相关值小于第一阈值时，确认所述待检测数据序列所在的位置为帧头位置，且所述帧头的正负状态为正；在所述相关值大于第二阈值时，确认所述待检测数据序列所在的位置为帧头位置，且所述帧头的正负状态为负；在所述相关值大于第一阈值且小于第二阈值时，不能确认帧头位置；在不能确认帧头位置时，需要在下一帧数据的传输时间内，滑动提取待检测数据序列，再根据待检测数据序列、所述本地检测帧头数据序列以及预设的第一阈值和第二阈值得到所述差分译码数据的帧头信息；滑动提取待检测数据序列的示意图，如图5所示；通常，最多经过64个位置的滑动提取待检测数据序列，即64帧的数据传输时间，便能确定帧头的位置；

其中，所述帧头信息包括：帧头位置、帧头的正负状态及帧头的类型；所述帧头的类型与确认帧头位置时对应的本地检测帧头数据序列的帧头类型一 致；

这里，所述预设的第一阈值和第二阈值根据数据传输过程中的误码率灵活设置，要求第一阈值与第二阈值之和等于差分译码数据的比特位，且第一阈值远远小于第二阈值；本实施例中，要求第一阈值与第二阈值之和为63，预设第一阈值为8，第二阈值为55；

相应的，根据相关值及预设的第一阈值、第二阈值确定帧头位置的示意图，如图6所示，其中，Zj表示待检测数据序列，即滑动位置为j时得到的滑动序列，Zji表示待检测序列中的第i个元素。

步骤204，确认传输网络上的数据进入帧同步状态时，根据所述差分译码数据的帧头信息得到传输网络上的数据的反相信息和大频偏值；

具体地，在当前滑动位置处找到第一个帧头，则滑动位置保持不变，根据帧结构的帧长信息，判断下一个帧头位置，在该位置处检测是否帧头直到进入同步状态；如果在一定时间内不能进入同步状态，切换到下一个滑动位置继续检测帧头；如果在当前滑动位置处，连续1个数据帧的传输时间内没有检测出帧头，下一帧切换到下一个滑动位置，在64个滑动位置循环切换，直到找到帧头时，确认该偏振态的数据进入同步状态；在X、Y两个偏振态的数据均进入同步状态，且没有检测到帧头类型的异常时，则确认传输网络上的数据进入帧同步状态；

同时，在所述XQ数据序列帧头的正负状态为负，所述XI数据序列帧头的正负状态为正时，确认所述XQ数据序列和所述XI数据序列不反相，传输网络上的数据的大频偏值为Pi/2；在所述在所述XQ数据序列帧头的正负状态为正，所述XI数据序列帧头的正负状态为负时，确认所述XQ数据序列和所述XI数据序列不反相，传输网络上的数据的大频偏值为-Pi/2；在所述XQ数据序列帧头的正负状态为负，所述XI数据序列帧头的正负状态为正时，确认所述XQ数据序列或所述XI数据序列反相，传输网络上的数据的大频偏值为Pi/2；在所述XQ数据序列帧头的正负状态为正，所述XI数据序列帧头的正负状态为负时，确认所述XQ数据序列或所述XI数据序列反相，传输网络上的数据的大频偏值 为-Pi/2；在所述XQ数据序列帧头的正负状态为正，所述XI数据序列帧头的正负状态为正时，确认所述XQ数据序列和所述XI数据序列不反相，且传输网络上的数据不存在大频偏值；在所述XI数据序列帧头的正负状态为正，所述XQ数据序列帧头的正负状态为正时，确认所述XQ数据序列和所述XI数据序列反相，且传输网络上的数据不存在大频偏值。

步骤205，根据所述反相信息和大频偏值对传输网络上的数据进行补偿；

具体地，在所述大频偏值为Pi/2时，需对传输网络上的数据补偿-Pi/2；在所述大频偏值为-Pi/2时，需对传输网络上的数据补偿Pi/2。

为实现上述数据处理方法，本发明实施例提供一种数据处理装置，所述装置的组成结构，如图7所示，差分译码模块10、提取模块20、获取模块30、第一处理模块40、第二处理模块50和补偿模块60；其中，

所述差分译码模块10，用于根据传输网络上的数据获取差分译码数据；

所述提取模块20，用于在所述差分译码数据中提取待检测数据序列；

所述获取模块30，用于获取本地检测帧头数据序列；

所述第一处理模块40，用于根据所述待检测数据序列、所述本地检测帧头数据序列以及预设的第一阈值和第二阈值得到所述差分译码数据的帧头信息；

所述第二处理模块50，用于确认传输网络上的数据进入帧同步状态时，根据所述差分译码数据的帧头信息得到传输网络上的数据的反相信息和大频偏值；

所述补偿模块60，用于根据所述反相信息和大频偏值对传输网络上的数据进行补偿。

本发明实施例中，所述装置还包括：硬判决处理模块70，用于对传输网络上的数据进行硬判决处理得到硬判决数据；

相应的，所述差分译码模块10，具体用于对所述硬判决数据的X偏振态中相邻的两个XI数据和相邻的两个XQ数据分别进行差分运算，对所述硬判决数据的Y偏振态中相邻的两个YI数据和相邻的两个YQ数据分别进行差分运算，得到XI数据、XQ数据、YI数据和YQ数据的差分译码数据。

本发明实施例中，所述硬判决处理模块70，具体用于确认传输网络上数据的最高位表示该数据为负数时，得到硬判决数据为“0”，确认传输网络上数据的最高位表示该数据为正数时，得到硬判决数据为“1”；或，确认传输网络上数据的最高位表示该数据为负数时，得到硬判决数据为“1”，确认传输网络上数据的最高位表示该数据为正数时，得到硬判决数据为“0”。

本发明实施例中，所述第一处理模块40，具体用于将所述待检测数据序列与本地检测帧头数据序列进行计算，得到两个序列中不一致的元素个数；在所述不一致的元素个数小于第一阈值时，确认所述待检测数据序列所在的位置为帧头位置，且所述帧头的正负状态为正；在所述不一致的元素个数大于第二阈值时，确认所述待检测数据序列所在的位置为帧头位置，且所述帧头的正负状态为负。

本发明实施例中，所述第二处理模块50，具体用于在所述XQ数据序列帧头的正负状态为负，所述XI数据序列帧头的正负状态为正时，确认所述XQ数据序列和所述XI数据序列不反相，传输网络上的数据的大频偏值为Pi/2；在所述XQ数据序列帧头的正负状态为正，所述XI数据序列帧头的正负状态为负时，确认所述XQ数据序列和所述XI数据序列不反相，传输网络上的数据的大频偏值为-Pi/2；在所述XQ数据序列帧头的正负状态为负，所述XI数据序列帧头的正负状态为正时，确认所述XQ数据序列或所述XI数据序列反相，传输网络上的数据的大频偏值为Pi/2；在所述XQ数据序列帧头的正负状态为正，所述XI数据序列帧头的正负状态为负时，确认所述XQ数据序列或所述XI数据序列反相，传输网络上的数据的大频偏值为-Pi/2。

本发明实施中，所述获取模块30可以直接接收本地检测帧头数据序列，或者所述获取模块30接收发送至输网络之前的帧头数据，对发送至传输网络之前的帧头数据的XI和XQ帧头序列中同一位置的元素合并为一个X偏振态的矢量数据(XI，XQ)，X偏振态中相邻的两个矢量数据(XI0，XQ0)，(XI1，XQ1)进行差分解码运算，得到差分解码后的矢量数据(XI’0，XQ’0)；帧头序列组成的64个矢量数据(XI，XQ)得到63个差分解码运算后的矢量数据(XI’， XQ’)，对应XI’的数据，为XI数据的本地检测帧头数据序列；对应XQ’的数据，为XQ数据的本地检测帧头数据序列；对发送至传输网络之前的帧头数据的YI和YQ帧头序列中同一位置的元素合并为一个Y偏振态的矢量数据(YI，YQ)，Y偏振态中相邻的两个矢量数据(YI0，YQ0)，(YI1，YQ1)进行差分解码运算，得到差分解码后的矢量数据(YI’0，YQ’0)；帧头序列组成的64个矢量数据(YI，YQ)得到63个差分解码运算后的矢量数据(YI’，YQ’)，对应YI’的数据，为YI数据的本地检测帧头数据序列；对应YQ’的数据，为YQ数据的本地检测帧头数据序列。

本发明实施例中，在不能确认帧头位置时，需要在下一帧数据的传输时间内，滑动提取待检测数据序列，再根据待检测数据序列、所述本地检测帧头数据序列以及预设的第一阈值和第二阈值得到所述差分译码数据的帧头信息；通常，最多经过64个位置的滑动提取待检测数据序列，即64帧的数据传输时间，便能确定帧头的位置；

其中，所述帧头信息包括：帧头位置、帧头的正负状态及帧头的类型；所述帧头的类型与确认帧头位置时对应的本地检测帧头数据序列的帧头类型一致；

这里，所述预设的第一阈值和第二阈值根据数据传输过程中的误码率灵活设置，要求第一阈值与第二阈值之和等于差分译码数据的比特位，且第一阈值远远小于第二阈值；本实施例中，要求第一阈值与第二阈值之和为63，预设第一阈值为8，第二阈值为55。

本发明实施例中，所述第二处理模块50，还用于在当前滑动位置处找到第一个帧头，则滑动位置保持不变，根据帧结构的帧长信息，判断下一个帧头位置，在该位置处检测是否帧头直到进入同步状态；如果在一定时间内不能进入同步状态，切换到下一个滑动位置继续检测帧头；如果在当前滑动位置处，连续1个数据帧的传输时间内没有检测出帧头，下一帧切换到下一个滑动位置，在64个滑动位置循环切换，直到找到帧头时，确认该偏振态的数据进入同步状态；在X、Y两个偏振态的数据均进入同步状态，且没有检测到帧头类型的异 常时，则确认传输网络上的数据进入帧同步状态。

需要说明的是，在实际应用中，所述差分译码模块10、提取模块20、第一处理模块40、第二处理模块50、补偿模块60和硬判决处理模块70的功能可由DSP芯片实现，所述获取模块30的功能可由中央处理器(CPU)、或微处理器(MPU)、或可编程门阵列(FPGA)实现。

DSP芯片在实现上述本发明实施例的数据处理方法时，具有芯片面积小、实现简单、性能可靠的优点。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。