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申请/专利权人：复旦大学

摘要：本发明属于无源光网络技术领域，具体为一种基于二指数量化和轮流更新机制的FIR滤波均衡方法。本发明方法包括设计轮流更新权重方法，设计新的PoT量化方案，设计基于二分法的PoT量化算法；本发明可以提供与传统DDLMS方案相似的均衡性能，但权值的精度分布更好、计算更方便，通过实时PoT量化，在充分保留权值信息的前提下，将乘法转换为移位，并且以少量全精度寄存器为代价进行权值的部分更新，有效解决了传统均衡技术复杂度过高和权重更新困难的问题。

主权项：1.一种基于二指数量化和轮流更新机制的FIR滤波均衡方法，其特征在于，包括设计轮流更新权重方法，设计新的PoT量化方案，设计基于二分法的PoT量化算法；对于DDLMS，根据实时信道跟踪和权值更新的特性，新的PoT量化方案需要对权值进行实时量化和更新；由于PoT量化中，对加减法实施相比于乘法来说难度较大，PoT量化过程很难完成，为此设计轮流更新权值RUM方法；一轮流更新权值将所有权值除去中心权值后的两侧对称部分进行分组，分解为nG组，每组有nM个成员，抽头总数n′taps＝2nGnM+1；在这种分组操作下，每个时刻处于活动状态的全精度权值仅有2nM个，而其余大部分的2nG-1nM+1固定在量化状态，等待轮流更新；科学地选择nG和nM可以获得复杂度增益同时兼顾均衡性能；具体地，将大部分权重固定在PoT量化状态，并保持小的全精度工作区域，即在0附近给予更多的资源倾斜，而对距0较远的权值分配的资源减少，从而实现资源有效分配；通过在工作区域选中特定的权值处进行更新，从而整体实现更新；具体流程如下：1将整个权向量W中中间权值除外的左右半部分分解为nG组，每组有nM个成员头的总数，那么抽头的总数n′taps表示为：n′taps＝2nGnM+1，1n′taps只是抽头的等效数，而不是真正的抽头数；将有2nM全精度数字用于存储和更新权重；中间权重不会被选择到工作区域；由于PoT在1附近的精度较低，PoT量化后的权重中值为1；2数据滑动窗口作为输入信号进行翻转，然后将工作区域的输入数据值与2nM全精度权值相乘，其余输入数据值根据PoT权值进行移位；将移位的结果累加，就得到输出；3工作区外的权重被冻结，等待工作区切换；用计数器Csw统计当前工作区域内通过的时钟周期数；当计数器达到预设阈值1000时，切换工作区域；工作区域切换包括对当前工作区域的权重进行PoT量化以及将下一个工作区域的冻结权重从PoT加载到全精度；此外，为了消除切换对管道的影响，在Csw10时暂停更新过程；二设计新的PoT量化方案使用Qa,b来表示量化方案的量化水平集，其中，a表示将权重绝对值的范围缩小到0到1之间的归一化因子，b表示量化比特的数量；这样，传统均匀量化的量化层析集合表示为： 对于二指数PoT量化，量化层次集合表示为： 在精度集中，在接近0的较小值上，PoT量化在0附近，即较低的值上放置了许多级别，而在较大的值上牺牲了精度；这样与均匀量化相比，PoT总能以更少的量化比特实现低误码率；三基于二分法的PoT量化为了实现PoT权重，简化公式1用于定点FPGA开发；定点范围已经根据全精度数据范围设置，通过提取权重值的符号位，省略比例因子a；简化后量化层次集合为： 这样，如果要将一个值与该权重相乘，则通过存储要左移的数字来实现PoT权重WPoT，这与公式4中级别的指数部分正好相反，具体如下：WPoT＝{0,1,2,…,2b-1}，5通过之前设定的量化层级结果，PoT量化过程看作与传统DDLMS的决策过程相同；为了能够实时实现，基于二分法的PoT量化算法中，通过不断地迭代与二分来实现有效的PoT量化；输入的全精度值vFP缓存在Vtemp中，而Vtemp一直被二分，以计算PoT量化结果VPoT的每个位；对于每次迭代，对Vtemp的一半高阶位执行逐位的OR操作，产生VPoT在迭代次数位置的位值；这样，就可以在四个时钟周期内有效地实现16位权重值的PoT量化。

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百度查询： 复旦大学 一种基于二指数量化和轮流更新机制的FIR滤波均衡方法