一种传输信号的补偿电路、方法及设备与流程

本发明涉及电子技术领域，尤其涉及一种传输信号的补偿电路、方法及设备。

背景技术：

随着无线的更新应用，部分接入热点的速率已经超过了1gbps，而基于2.5g/5gbase-t(base-t是一种以bps速率工作的局域网(localareanetwork，lan)标准，它通常被称为快速以太网)协议的通信网口(简称：2.5g/5g网口)因为能够沿用普通的百米五类电缆线束来传输信号，已经开始日益兴起。

但是，由于在传统五类电缆线束中，2.5g/5gbase-t标准支持的传输距离为100米，而现有环境中已出现超过100米的应用，因此，当2.5g/5g网口在百米或者超过百米五类电缆线束上使用时，传输信号会受到五类电缆线束的插入损耗、以及电缆线束之间的近端串扰和远端串扰等的影响而被衰减。

因此，如何提高2.5g/5g网口的传输信号的抗扰度是目前亟待解决的问题。

技术实现要素：

本发明的实施例提供一种传输信号的补偿电路、方法及设备，提高了2.5g/5g网口的传输信号的抗扰度。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

第一方面，提供一种传输信号的补偿电路，该传输信号的补偿电路可以包括检测模块、控制模块、第一补偿模块和第二补偿模块。其中，检测模块的输出端与控制模块的输入端连接，用于检测发送信号的传输参数和接收信号的传输参数，以及将发送信号的传输参数和接收信号的传输参数传输至控制模块。控制模块的输出端分别与第一补偿模块和第二补偿模块连接，用于根据发送信号的传输参数向第一补偿模块发送第一控制信号，以及根据接收信号的传输参数向第二补偿模块发送第二控制信号。第一补偿模块，用于根据第一控制信号补偿发送信号。第二补偿模块，用于根据第二控制信号补偿接收信号。

这样，当2.5g/5g网口沿用普通的百米五类电缆线束来传输信号时，由于本发明实施例提供的传输信号的补偿电路，能够根据当前的传输信号的传输参数，提前对传输信号进行补偿，以补偿传输信号由于受到插入损耗、近端串扰、远端串扰等影响造成的衰减，从而提高了2.5g/5g网口的传输信号的抗扰度。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，传输参数包括阻抗、插入损耗、近端串扰和远端串扰。

结合第一方面和上述可能的实现方式，在另一种可能的实现方式中，第一补偿模块可以包括至少一个开关、第一电压补偿模块和第一滤波处理模块。其中，控制模块的输出端分别与至少一个开关连接，用于根据发送信号的阻抗、插入损耗、近端串扰和远端串扰，得到发送信号的传输特性的数值，并根据传输特性的数值、当前支持的通信网口以及预先存储的第一对应关系，获取与传输特性的数值和当前支持的通信网口对应的第一选通配置信息，并根据第一选通配置信息向至少一个开关中的每个开关发送第一控制信号，以控制至少一个开关中每个开关的导通或截止。其中，第一对应关系中包括发送信号的传输特性的数值范围、当前支持的通信网口以及对应的选通配置信息，该选通配置信息包括至少一个开关中每个开关为导通状态或截止状态。此时，相应的，至少一个开关，用于根据第一控制信号导通或截止。第一电压补偿模块，用于根据至少一个开关导通或截止后的结果，对发送信号进行电压补偿。第一滤波处理模块，用于根据至少一个开关导通或截止后的结果，对发送信号进行滤波处理。

结合第一方面和上述可能的实现方式，在另一种可能的实现方式中，第二补偿模块可以包括至少一个开关、第二电压补偿模块和第二滤波处理模块。其中，控制模块的输出端分别与至少一个开关连接，用于根据接收信号的阻抗、插入损耗、近端串扰和远端串扰，得到接收信号的传输特性的数值，并根据传输特性的数值、当前支持的通信网口以及预先存储的第二对应关系，获取与传输特性的数值和当前支持的通信网口对应的第二选通配置信息，并根据第二选通配置信息向至少一个开关中的每个开关发送第二控制信号，以控制至少一个开关中每个开关的导通或截止。其中，第二对应关系中包括接收信号的传输特性的数值范围、当前支持的通信网口以及对应的选通配置信息，该选通配置信息包括至少一个开关中每个开关为导通状态或截止状态。此时，相应的，至少一个开关，用于根据第二控制信号导通或截止。第二电压补偿模块，用于根据至少一个开关导通或截止后的结果，对接收信号进行电压补偿。第二滤波处理模块，用于根据至少一个开关导通或截止后的结果，对接收信号进行滤波处理。

结合第一方面和上述可能的实现方式，在另一种可能的实现方式中，开关可以为双栅场效应管。控制模块的输出端与双栅场效应管的控制端连接，用于向双栅场效应管发送低电平，以控制双栅场效应管截止；或，用于向双栅场效应管发送高电平，以控制双栅场效应管导通。

第二方面，提供一种传输信号的补偿方法，应用在第一方面或第一方面可能的实施方式的传输信号的补偿电路中，该方法可以包括：检测模块检测发送信号的传输参数和接收信号的传输参数，以及将发送信号的传输参数和接收信号的传输参数传输至控制模块。控制模块根据发送信号的传输参数向第一补偿模块发送第一控制信号，并根据接收信号的传输参数向第二补偿模块发送第二控制信号。第一补偿模块根据第一控制信号补偿发送信号。第二补偿模块根据第二控制信号补偿接收信号。

这样，当2.5g/5g网口沿用普通的百米五类电缆线束来传输信号时，由于本发明实施例提供的传输信号的补偿方法，能够根据当前的传输信号的传输参数，提前对传输信号进行补偿，以补偿传输信号由于受到插入损耗、近端串扰、远端串扰等影响造成的衰减，从而提高了2.5g/5g网口的传输信号的抗扰度。

结合第二方面，在一种可能的实现方式中，传输参数包括阻抗、插入损耗、近端串扰和远端串扰。

结合第二方面和上述可能的实现方式，在另一种可能的实现方式中，第一补偿模块可以包括至少一个开关、第一电压补偿模块和第一滤波处理模块。此时，控制模块根据发送信号的传输参数向第一补偿模块发送第一控制信号，具体包括：控制模块根据发送信号的阻抗、插入损耗、近端串扰和远端串扰，得到发送信号的传输特性的数值，并根据该传输特性的数值、当前支持的通信网口以及预先存储的第一对应关系，获取与该传输特性的数值和当前支持的通信网口对应的第一选通配置信息，根据第一选通配置信息向至少一个开关中的每个开关发送第一控制信号，以控制至少一个开关中每个开关的导通或截止。其中，第一对应关系中包括发送信号的传输特性的数值范围、当前支持的通信网口以及对应的选通配置信息，该选通配置信息包括至少一个开关中每个开关为导通状态或截止状态。相应的，第一补偿模块根据第一控制信号补偿发送信号，具体包括：第一电压补偿模块根据至少一个开关导通或截止后的结果，对发送信号进行电压补偿，第一滤波处理模块根据至少一个开关导通或截止后的结果，对发送信号进行滤波处理。

结合第二方面和上述可能的实现方式，在另一种可能的实现方式中，第二补偿模块可以包括至少一个开关、第二电压补偿模块和第二滤波处理模块。此时，控制模块根据接收信号的传输参数向第二补偿模块发送第二控制信号，具体包括：控制模块根据接收信号的阻抗、插入损耗、近端串扰和远端串扰，得到接收信号的传输特性的数值，并根据传输特性的数值、当前支持的通信网口以及预先存储的第二对应关系，获取与传输特性的数值和当前支持的通信网口对应的第二选通配置信息，根据第二选通配置信息向至少一个开关中的每个开关发送第二控制信号，以控制至少一个开关中每个开关的导通或截止。其中，第二对应关系中包括接收信号的传输特性的数值范围、当前支持的通信网口以及对应的选通配置信息，该选通配置信息包括至少一个开关中每个开关为导通状态或截止状态。相应的，第二补偿模块根据第二控制信号补偿接收信号，具体包括：第二电压补偿模块根据至少一个开关导通或截止后的结果，对接收信号进行电压补偿，第二滤波处理模块根据至少一个开关导通或截止后的结果，对接收信号进行滤波处理。

第三方面，提供一种交换机，该交换机可以包括：如第一方面或第一方面的可能的实现方式中的传输信号的补偿电路。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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为本发明实施例提供的一种传输信号的补偿电路的示意图；

图2为本发明实施例提供的另一种传输信号的补偿电路的示意图；

图3为本发明实施例提供的另一种传输信号的补偿电路的示意图；

图4为本发明实施例提供的另一种传输信号的补偿电路的示意图；

图5为本发明实施例提供的一种等效电路；

图6为本发明实施例提供的一种等效电路；

图7为本发明实施例提供的一种传输信号的补偿方法的流程图；

图8为本发明实施例提供的一种交换机。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明实施例提供的一种传输信号的补偿电路。如图1所示，该传输信号的补偿电路可以包括检测模块101、控制模块102、第一补偿模块103和第二补偿模块104。

其中，检测模块101的输出端与控制模块102的输入端连接，用于检测发送信号的传输参数和接收信号的传输参数，以及将发送信号的传输参数和接收信号的传输参数传输至控制模块102。

控制模块102的输出端分别与第一补偿模块103和第二补偿模块104连接，用于根据发送信号的传输参数向第一补偿模块103发送第一控制信号，以及根据接收信号的传输参数向第二补偿模块104发送第二控制信号。

第一补偿模块103，用于根据第一控制信号补偿发送信号，输出补偿后的发送信号。

第二补偿模块104，用于根据第二控制信号补偿接收信号，输出补偿后的接收信号。

这样，当2.5g/5g网口沿用普通的百米五类电缆线束来传输信号(该信号包括发送信号和接收信号)时，由于本发明实施例提供的传输信号的补偿电路，能够根据当前的传输信号的传输参数，提前对传输信号进行补偿，以补偿传输信号由于受到插入损耗、近端串扰、远端串扰等影响造成的衰减，从而提高了2.5g/5g网口的传输信号的抗扰度。

在本发明实施例中，进一步的，传输参数可以包括阻抗、插入损耗、近端串扰和远端串扰，且阻抗和插入损耗用于指示信号的信号质量，近端串扰和远端串扰用于指示信号的外部串扰。其中，插入损耗是指在传输系统的某处，由于元件或器件的插入而发生的负载功率的损耗，它表示为该元件或器件插入前负载上所接收到的功率与插入后同一负载上所接收到的功率以分贝为单位的比值；近端串扰是指在发送端传输的信号耦合到另一相邻线对的接收端引起的干扰；远端串扰是指由电缆线束链路近端对别的线对上的信号引起的干扰。

在本发明实施例中，进一步的，在传输参数包括阻抗、插入损耗、近端串扰和远端串扰的基础上，如图2所示，第一补偿模块103可以包括至少一个开关1031、第一电压补偿模块1032和第一滤波处理模块1033。

其中，控制模块102的输出端分别与至少一个开关1031连接，用于根据发送信号的阻抗、插入损耗、近端串扰和远端串扰，采用如下公式：

计算得到发送信号的传输特性的数值，其中，m为传输特性，ka、kb、kc、kd分别为阻抗加权因子、插入损耗加权因子、近端串扰加权因子和远端串扰加权因子，rn、in、nn、fn分别为检测模块检测到的阻抗、插入损耗、近端串扰、远端串扰，r0、i0、n0、f0分别为空载时的阻抗、插入损耗、近端串扰、远端串扰，rh、ih、nh、fh分别为标准百米五类电缆线束的阻抗、插入损耗、近端串扰、远端串扰。然后根据计算得到的该传输特性的数值、当前支持的通信网口以及预先存储的包括有发送信号的传输特性的数值范围、当前通信网口以及对应的选通配置信息的第一对应关系，获取与该传输特性的数值和当前支持的通信网口对应的第一选通配置信息，该选通配置信息中可以包括至少一个开关1031中每个开关为导通状态或截止状态。再根据获取的第一选通配置信息向至少一个开关1031中的每个开关发送第一控制信号，以控制至少一个开关1031中每个开关的导通或截止。

此时，相应的，至少一个开关1031，用于根据第一控制信号导通或截止。

第一电压补偿模块1032，用于根据至少一个开关1031导通或截止后的结果，对发送信号进行电压补偿，以提前补偿发送信号由于受到插入损耗的影响造成的衰减。

第一滤波处理模块1033，用于根据至少一个开关1031导通或截止后的结果，对发送信号进行滤波处理，来提前消除发送信号会受到的干扰。

在本发明实施例中，进一步的，在传输参数包括阻抗、插入损耗、近端串扰和远端串扰的基础上，如图3所示，第二补偿模块104可以包括至少一个开关1041、第二电压补偿模块1042和第二滤波处理模块1043。

其中，控制模块102的输出端分别与至少一个开关1041连接，用于根据接收信号的阻抗、插入损耗、近端串扰和远端串扰，采用上述公式(1)，计算得到接收信号的传输特性的数值，并根据计算得到的该传输特性的数值、当前支持的通信网口以及预先存储的包括有接收信号的传输特性的数值范围、当前支持的通信网口以及对应的选通配置信息的第二对应关系，获取与该传输特性的数值和当前支持的通信网口对应的第二选通配置信息，该选通配置信息中可以包括至少一个开关1041中每个开关为导通状态或截止状态。再根据获取的第二选通配置信息向至少一个开关1041中的每个开关发送第二控制信号，以控制至少一个开关1041中每个开关的导通或截止。

此时，相应的，至少一个开关1041，用于根据第二控制信号导通或截止。

第二电压补偿模块1042，用于根据至少一个开关1041导通或截止后的结果，对接收信号进行电压补偿，以提前补偿发送信号由于受到插入损耗的影响造成的衰减。

第二滤波处理模块1043，用于根据至少一个开关1041导通或截止后的结果，对接收信号进行滤波处理，来提前消除接收信号会受到的干扰。

在本发明实施例中，进一步的，开关可以为双栅场效应管。控制模块102的输出端与双栅场效应管的控制端连接，用于向双栅场效应管发送低电平，以控制双栅场效应管截止；或，用于向双栅场效应管发送高电平，以控制双栅场效应管导通。

在本发明实施例中，进一步的，为了保护双栅场效应管，至少一个开关1031和至少一个开关1041还可以分别包括至少一个电阻，每个电阻的一端与双栅场效应管的源极连接，另一端接地。

在本发明实施例中，进一步的，第一电压补偿模块1032和第二电压补偿模块1042可以分别包括至少一个电阻，或者，可以分别包括至少一个电阻和电源，或者，可以分别包括电源。

在本发明实施例中，进一步的，第一滤波处理模块1033和第二滤波处理模块1043可以分别包括至少一个电容，或者，可以分别包括至少一个电感和至少一个电容，或者，可以分别包括至少一个电感。

需要说明的是，在本发明实施例中，第一对应关系和第二对应关系可以根据实际情况预先配置在控制模块102中。

为了便于本领域技术人员的理解，本发明通过以下实施例对传输信号的补偿电路进行举例说明。

示例性的，检测模块101为模数转换器(analogtodigitalconverter，adc)。控制模块102为复杂可编程逻辑器件(complexprogrammablelogicdevice，cpld)。第一补偿模块103包括的至少一个开关1031包括6个双栅场效应管，分别为双栅场效应管m1、m2、m3、m4、m5和m6，以及电阻r4、r5和r7。第一电压补偿模块1032包括电源p1，以及电阻r1、r6和r8。第一滤波处理模块1033包括电感l1、l2和l4，以及电容c1。第二补偿模块104包括的至少一个开关1041包括6个双栅场效应管，分别为双栅场效应管m7、m8、m9、m10、m11和m12，以及电阻r10、r13和r15。第二电压补偿模块1042包括电源p2，以及电阻r2、r3、r9、r11、r12和r14。第二滤波处理模块1043包括电感l3和l5，以及电容c2和c3。具体的电路图如图4所示。

由于第一补偿模块103补偿发送信号，与第二补偿模块104补偿接收信号的原理相同，因此本发明实施例在此以第一补偿模块103对发送信号进行补偿为例进行说明。

例如，假设cpld中预先存储的第一对应关系如表1所示。

表1

其中，如表1所示，发送信号的传输特性的数值范围为(0，1)时，表明发送信号的传输在百米以内，此时发送信号的电压补偿为0。范围为(1，3)时，表明发送信号的传输在100米到110米之间。范围为(3，7)时，表明发送信号的传输在110米到130米之间。对于发送信号的传输特性的数值范围与发送信号的传输距离的关系可以参考现有技术中的计算方式，本发明实施例在此不再赘述。

那么，cpld可以根据检测到的发送信号的阻抗、插入损耗、近端串扰和远端串扰，计算得到发送信号的传输特性的数值，假设该传输特性的数值为2.5，且假设当前支持的通信网口为2.5g，则cpld可以根据传输特性的数值所在的范围为(1，3)，当前支持的通信网口2.5g，获取对应的第一选配配置信息，并根据第一选通配置信息，分别向m1、m2、m3、m5、m6发送高电平，以控制m1、m2、m3、m5、m6导通，并向m4发送低电平，以控制m4截止。

此时，在m1、m2、m3、m5、m6导通，m4截止之后，可以将导通的m1、m2、m3、m5、m6视为短路，截止的m4视为开路，此时图4的等效电路图如图5所示。基于图5，可以先将第一补偿模块103中的电感和电容去掉，得到m1、m2、m3、m5、m6导通，m4截止之后第一电压补偿模块1032的等效电路图，如图6所示。此时，如果发送信号的输入电压为v1，则第一电压补偿模块1032对发送信号进行电压补偿后的输出电压为v1+p1。

且，在m1、m2、m3、m5、m6导通，m4截止之后，l1、l2和l4星形连接，因此总的电感l＝(l1+l2)＊l4/(l1+l2+l4)，则第一滤波处理模块1033对发送信号的滤波处理为f＝1/2π＊(2＊l＊ω^2＊c)^1/2。其中，ω为2.5g工作在100mhz的角频率值，l为总的电感的值，c为c1的值。

需要说明的是，在本发明实施例中，由于2.5g的通信网口的工作频率的范围为[0mhz，100mhz]，5g的通信网口的工作频率的范围为[0mhz，200mhz]，因此可以根据公式：f＝1/2π＊(2＊l＊ω²＊c)^1/2，在已知通信网口的f的范围和ω的情况下，计算lc的数值范围，并从该范围中确定一个lc的值，从而根据lc的值设置能够满足要求的第一滤波处理模块1033。

且，第一电压补偿模块1032需要能够补偿相应的发送信号的电压。具体的，当发送信号的传输特性的数值范围为(1，3)时，表明发送信号的传输在100米到110米之间，由于标准百米五类电缆线束的阻抗要求的范围为：22欧姆-25欧姆，即每米阻抗为0.22欧姆-0.25欧姆，按比例计算，将110米分别乘以0.22欧姆和0.25欧姆，得到范围为(1，3)的发送信号的传输特性对应的电缆线束的阻抗范围为22欧姆-27.5欧姆，此时，第一电压补偿模块1032需要能够补偿22欧姆-27.5欧姆的电压。类似的，范围为(3，7)的发送信号的传输特性对应的电缆线束的阻抗范围为27.5欧姆-32.5欧姆，此时，第一电压补偿模块1032需要能够补偿27.5欧姆-32.5欧姆的电压。在本发明实施例中，以发送信号的传输特性的数值范围为(1，3)时，第一电压补偿模块1032对发送信号的电压补偿值p1的设置为例进行说明。

例如，假设cpld检测到的当前阻抗和插入损耗为26.5欧姆，由于发送信号的输入电压v1对应的阻抗为22欧姆-25欧姆，因此可以根据公式：v1/22＝(v1+p1min)/26.5，v1/25＝(v1+p1max)/26.5，计算需要补偿的电压p1的范围(p1min，p1max)。同理，根据与范围(1，3)对应的22欧姆-27.5欧姆范围内的每个电阻均可以计算得到一个p1的范围，且所有p1的范围会有交集，此时，通过取交集中的任意一个p1，来使得p1能够满足对22欧姆-27.5欧姆中每个电阻的电压补偿。

图7为本发明实施例提供的一种传输信号的补偿方法，应用于如图1-图4中任一所述的传输信号的补偿电路，如图7所示，该方法包括：

201、检测模块检测发送信号的传输参数和接收信号的传输参数，以及将发送信号的传输参数和接收信号的传输参数传输至控制模块。

202、控制模块根据发送信号的传输参数向第一补偿模块发送第一控制信号，并根据接收信号的传输参数向第二补偿模块发送第二控制信号。

203、第一补偿模块根据第一控制信号补偿发送信号，第二补偿模块根据第二控制信号补偿接收信号。

这样，当2.5g/5g网口沿用普通的百米五类电缆线束来传输信号时，由于本发明实施例提供的传输信号的补偿方法，能够根据当前的传输信号的传输参数，提前对传输信号进行补偿，以补偿传输信号由于受到插入损耗、近端串扰、远端串扰等影响造成的衰减，从而提高了2.5g/5g网口的传输信号的抗扰度。

图8为本发明实施例提供的一种交换机，如图8所示，该交换机可以包括：如图1-图4中任一所述的传输信号的补偿电路。

本发明实施例提供的交换机包含上述传输信号的补偿电路，因此可以达到与上述传输信号的补偿电路相同的效果。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的终端和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理包括，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。

上述以软件功能单元的形式实现的集成的单元，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述软件功能单元存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(read-onlymemory，rom)、随机存取存储器(randomaccessmemory，ram)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。