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龙图腾网获悉复旦大学申请的专利基于FPGA硬件实现的低复杂度概率整形分布匹配方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN115955381B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-04-17发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202211626238.6，技术领域涉及：H04L27/34；该发明授权基于FPGA硬件实现的低复杂度概率整形分布匹配方法是由余建军;王义凯;张龙;王凯辉设计研发完成，并于2022-12-15向国家知识产权局提交的专利申请。

本基于FPGA硬件实现的低复杂度概率整形分布匹配方法在说明书摘要公布了：本发明属于光纤通信技术领域，具体为基于FPGA硬件实现的低复杂度概率整形分布匹配方法。本发明的分布匹配方法在硬件实现时，每经过一个时钟周期，只读存储器ROM的地址加1，读出一个时钟内数据，利用符号内比特权重分布匹配操作让四路并行二进制序列中的第二路和第四路数据增加标志位和判决是否翻转标志位后比特，来增加第二路和第四路中比特“1”出现的概率；通过串并转换以及格雷映射得到所期望的传输符号。本发明中不需要乘法器和除法器，仅需要少量寄存器，具有冗余比特数少、计算和硬件复杂度较低的优点，为直调直检IMDD系统提供了可靠方案，可用于未来WDM方案的IMDD传输系统短距离光互连中。

本发明授权基于FPGA硬件实现的低复杂度概率整形分布匹配方法在权利要求书中公布了：1.一种用于离散多音调DMT系统中采用16QAM子载波调制的低复杂度概率整形分布匹配方法，其特征在于，在FPGA硬件实现时，每经过一个时钟周期，只读存储器ROM的地址加1，一个时钟内读出一个16QAM-DMT符号对应的数据，并在该周期内对该符号内部的比特执行概率整形操作，利用符号内比特权重分布匹配操作增加一个时钟内数据中的‘1’出现的概率；一个时钟内数据通过串并转换生成四路并行二进制序列，对第二路和第四路数据增加标志位和判决是否翻转标志位后比特，其操作具体为对第二路和第四路数据按位分若干组，将每一组内的比特进行求和，设置判决门限，若求和后数大于判决门限则第一位也即标志位被定义为“1”，此时将用于求和的比特拼接到标志位后，得到整形后的比特串，若小于判决门限则标志位被定义为“0”，并将用于求和的比特进行翻转并拼接到标志位后，经过此操作增加第二路和第四路中比特“1”出现的概率；最后通过将四路数据串并转换以及格雷映射，得到所期望的传输符号； 具体包括数据预处理、符号内比特权重分布匹配和符号映射三个部分：其中， 1数据预处理 假设整形程度因子k，DMT调制有nb个数据子载波；首先离线生成待处理数据，并将数据缓存于只读存储器ROM中，ROM的宽度和深度根据整形程度因子k大小和预处理多少时刻决定；每经过一个时钟频率，ROM的地址加1，读出一个时钟周期内数据，一个时钟周期内输出的数据长度为Mbits；将Mbits数据流按照位排列进行串并变换，得到四路并行数据：G1、G2、G3和G4，并将这四路数据暂存于四个寄存器中；暂存G1和G3的寄存器长度为g1，暂存G2和G4的寄存器长度为g2；对G2和G4两路数据进行符号内比特权重分布匹配处理；N是PS编码后每个时钟周期内bit长度；只读存储器ROM的宽度M，用于存储G1、G2、G3和G4寄存器长度g1,g2如下所示： N＝nb*log2161 g1＝N43 g2＝M-N224 其中，[.]表示取整函数； 2符号内比特权重分布匹配 是通过增加标志位和比特翻转编码将使得原本“0”“1”比特等概分布的二维编码矩阵中“0”“1”比特分布概率发生变化，以映射得到特定概率分布的传输符号；具体地，经过第一部分的数据预处理后得到四路数据：G1、G2、G3和G4；对G2和G4数据进行符号内比特权重分布匹配； 将G2和G4分布按位划分为i组，划分规则为每k位一组；同时构建i个求和寄存器Si和i个存储整形后数据的寄存器Fi，Fi长度为k+1；对i组进行求和计算，其结果寄存于Si中，若Si数值大小大于k2，则Fi的第一位也即标志位被定义为“1”，同时用于求和的k位保持不变存储到Fi的后k位；反之标志位取‘0’，并且后k位执行位取反操作；然后构造用于存储经过符号内比特权重分布匹配后的存储器G'2和G'4，存储器长度都为N4，将i组遍历一遍后将Fi进行重新按位拼接存入G'2和G'4； 于是，通过符号内比特权重分布匹配操作，k位集将更改为k+1位，其中“1”的概率将被有效增强；在通过符号内比特权重分布匹配后第i个数据流Gi中“0”和“1”的概率表示为下式： 其中，和分别表示大于或小于其内部值的最小最大整数的运算； 3符号映射 在完成符号内比特权重分布匹配之后，G1、G'2、G3和G'4按位排列重新并串转换恢复到传输数据序列并映射成为传输符号；映射方式采用格雷映射。

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