專利名稱：一種光纖系統(tǒng)中幀同步的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域，尤其涉及一種光纖系統(tǒng)中幀同步的方法及裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有相關(guān)接收數(shù)字通信系統(tǒng)中，在實(shí)現(xiàn)幀同步時(shí)通常是在符號(hào)同步之后進(jìn)行時(shí)域相關(guān)處理，即匹配濾波處理，尋找時(shí)域相關(guān)后的峰值以判斷幀頭的位置。這種實(shí)行方式需要很長(zhǎng)的濾波器階數(shù)，在超高數(shù)據(jù)率場(chǎng)景下的幀同步實(shí)現(xiàn)較為復(fù)雜，且在接收機(jī)的信號(hào)還未補(bǔ)償好的條件下單幀相關(guān)峰的幀同步誤差也較大。例如，在光通信的相關(guān)接收系統(tǒng)中，巾貞同步通常是在符號(hào)同步之后，PMD(polarization-modedispersion,偏振模色散)，PDL (polarization dependent loss,偏振相關(guān)損耗)和SOP (state of polarization,光的偏振態(tài))補(bǔ)償(均衡)之前完成的，巾貞同步時(shí)接收機(jī)的 信號(hào)還未補(bǔ)償好，而且光通信是超高數(shù)據(jù)率(40Gbps IOOGbps甚至更高速率)的接收系統(tǒng)，此時(shí)串行的時(shí)域單幀相關(guān)(匹配濾波)無法實(shí)現(xiàn)該場(chǎng)景下大數(shù)據(jù)率的幀同步。由此可見，在現(xiàn)有幀同步技術(shù)中存在數(shù)據(jù)率傳輸慢、精度低、幀同步復(fù)雜性大的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實(shí)施例提供一種光纖系統(tǒng)中幀同步的方法及裝置，有效提高了數(shù)據(jù)傳輸效率、降低了幀同步的復(fù)雜度。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的實(shí)施例采用如下技術(shù)方案—方面，提供一種光纖系統(tǒng)巾貞同步的方法，包括將完成相位調(diào)整的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為頻域數(shù)字信號(hào)；對(duì)所述頻域數(shù)字信號(hào)進(jìn)行色散補(bǔ)償和匹配濾波；將所述色散補(bǔ)償和匹配濾波后的頻域數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為時(shí)域數(shù)字信號(hào)；對(duì)所述時(shí)域數(shù)字信號(hào)進(jìn)行功率計(jì)算以確定所述時(shí)域數(shù)字信號(hào)各幀的幀頭位置，完成幀同步。另一方面，提供一種光纖系統(tǒng)幀同步的裝置，包括時(shí)頻轉(zhuǎn)換模塊，用于將完成相位調(diào)整的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為頻域數(shù)字信號(hào)；濾波模塊，用于對(duì)所述頻域數(shù)字信號(hào)進(jìn)行色散補(bǔ)償和匹配濾波；頻時(shí)轉(zhuǎn)換模塊，用于將所述色散補(bǔ)償和匹配濾波后的頻域數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為時(shí)域數(shù)
字信號(hào);幀同步模塊，用于對(duì)所述時(shí)域數(shù)字信號(hào)進(jìn)行功率計(jì)算以確定所述時(shí)域數(shù)字信號(hào)各幀的幀頭位置，完成幀同步。本發(fā)明實(shí)施例提供的光纖系統(tǒng)中幀同步的方法及裝置，通過將串行時(shí)域數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為并行的頻域數(shù)字信號(hào)進(jìn)行色散補(bǔ)償和匹配濾波，有效的提高了數(shù)據(jù)傳輸效率、降低了幀同步的復(fù)雜度。


為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖I為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種光纖系統(tǒng)中幀同步的裝置示意圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的兩種幀結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種光纖系統(tǒng)中幀同步的方法流程示意圖；圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的另一種光纖系統(tǒng)中幀同步的方法流程示意圖；圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的另一種光纖系統(tǒng)中幀同步的方法流程示意圖； 圖6為本發(fā)明實(shí)施例提供的另一種光纖系統(tǒng)中幀同步的方法流程示意圖；圖7為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種光纖系統(tǒng)中幀同步的裝置示意圖。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。示例性的，本發(fā)明實(shí)施例主要應(yīng)用于超高數(shù)據(jù)率光纖系統(tǒng)的接收機(jī)。本發(fā)明實(shí)施例提供的光纖系統(tǒng)中幀同步的裝置，如圖I所示，模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊12用于完成模數(shù)轉(zhuǎn)換功能，將輸入的模擬信號(hào)進(jìn)行采樣、量化處理后，輸出轉(zhuǎn)化后的8bit數(shù)字信號(hào)。增益控制模塊13對(duì)模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊12輸出數(shù)據(jù)求平均功率，然后，與目標(biāo)功率比較，產(chǎn)生功率調(diào)整控制信號(hào)，通過放大器模塊11和增益控制模塊13構(gòu)成的增益調(diào)整環(huán)路，調(diào)整放大器模塊11的增益，以調(diào)整輸入模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊12的模擬信號(hào)的功率。相位調(diào)整模塊14計(jì)算數(shù)字信號(hào)的鑒相誤差，并完成數(shù)字信號(hào)相位的調(diào)整得到數(shù)字信號(hào)X (η)。在時(shí)頻轉(zhuǎn)換模塊15中本發(fā)明實(shí)施例優(yōu)選采用快速傅立葉變換完成對(duì)輸入數(shù)字信號(hào)從時(shí)域到頻域的轉(zhuǎn)換功能，這里對(duì)輸入信號(hào)X (η)進(jìn)行N點(diǎn)快速傅里葉變換處理得到頻域的數(shù)字信號(hào)X (k)，然后濾波模塊16對(duì)X(k)進(jìn)行色散補(bǔ)償和匹配濾波。在實(shí)際應(yīng)用中，光纖鏈路存在色散值，因此需要通過補(bǔ)償系數(shù)測(cè)算單元161算出頻域的數(shù)字信號(hào)X(k)的色散值，然后通過濾波單元162對(duì)頻域的數(shù)字信號(hào)X(k)進(jìn)行色散補(bǔ)償；具體的，補(bǔ)償系數(shù)測(cè)算單元161先通過MPI (MultiPoint Interface，多點(diǎn)接口)在色散補(bǔ)償前的頻域的數(shù)字信號(hào)X(k)中提取數(shù)據(jù)，要求對(duì)每個(gè)時(shí)頻轉(zhuǎn)換模塊15重復(fù)提取N次數(shù)據(jù)，然后，對(duì)已提取的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，計(jì)算出鏈路的色散值得到色散補(bǔ)償系數(shù)，然后濾波單元162把色散補(bǔ)償系數(shù)和匹配濾波用的幀頭匹配序列的頻域變換H(k)相乘后與頻域數(shù)字信號(hào)X(k)頻域相乘得到色散補(bǔ)償和匹配濾波后的后的頻域數(shù)字信號(hào)Y (k)，或者，這里也可以是濾波單元162先將色散補(bǔ)償系數(shù)與頻域數(shù)字信號(hào)X(k)頻域相乘得到色散補(bǔ)償后的頻域數(shù)字信號(hào)，然后再將色散補(bǔ)償后的頻域數(shù)字信號(hào)根據(jù)匹配濾波用的幀頭匹配序列的頻域變換H(k)進(jìn)行匹配濾波，最后得到頻域數(shù)字信號(hào)Y(k)。在接收機(jī)端的幀頭匹配序列是和發(fā)射機(jī)端用在信號(hào)幀頭的幀頭匹配序列相同。
然后通過頻時(shí)轉(zhuǎn)換模塊17完成頻域數(shù)字信號(hào)到時(shí)域數(shù)字信號(hào)的變換，該模塊中本發(fā)明實(shí)施例中優(yōu)選采用快速傅立葉反變換，即對(duì)色散補(bǔ)償和匹配濾波后的頻域數(shù)字信號(hào)Y(k)進(jìn)行N點(diǎn)得快速傅立葉反變換得到時(shí)域數(shù)字信號(hào)Y (η)。最后幀同步模塊18通過對(duì)色散補(bǔ)償和匹配濾波后的時(shí)域數(shù)字信號(hào)Υ(η)進(jìn)行功率計(jì)算以確定時(shí)域數(shù)字信號(hào)Y (η)各幀的幀頭位置，完成幀同步鎖定。具體確定幀頭位置的實(shí)現(xiàn)方案在下面內(nèi)容進(jìn)行詳述如圖2所示為本發(fā)明實(shí)施例提供的兩種幀結(jié)構(gòu)，S卩如2-a所示的數(shù)字信號(hào)的幀結(jié)構(gòu)中，每個(gè)幀的開始位置處具有幀頭標(biāo)識(shí)。如2-b所示的數(shù)字信號(hào)的幀結(jié)構(gòu)中，每個(gè)幀的開始位置處具有幀頭標(biāo)識(shí)，且含有幀頭標(biāo)識(shí)的每個(gè)幀為連續(xù)的復(fù)數(shù)個(gè)長(zhǎng)度相同的數(shù)據(jù)塊。其中，PN(pseudorandom，偽隨機(jī))碼為幀頭導(dǎo)頻PN碼，“V”表示幀頭PN碼包含的符號(hào)數(shù)列(當(dāng)然PN碼內(nèi)的符號(hào)數(shù)是可以設(shè)定的此處不做具體限定)，“N”為幀內(nèi)待傳輸?shù)姆?hào)數(shù)列，其中，如2-b所示的幀結(jié)構(gòu)示例性的在圖中將一個(gè)整幀分為M塊數(shù)據(jù)塊(即BLK1-BLKM)進(jìn) 行傳輸。按照上述的兩種幀結(jié)構(gòu)，幀同步模塊18對(duì)接收到的X和Y偏振數(shù)據(jù)進(jìn)行功率計(jì)算，找到幀頭位置完成幀鎖定，這里不管是X偏振還是Y偏振搜索幀頭位置的方法是相同的，因此示例性的以X或Y的其中之一偏振狀態(tài)為例進(jìn)行說明。其中，幀同步模塊18包括功率計(jì)算單元181和搜幀單元182。首先，功率計(jì)算單元181計(jì)算時(shí)域數(shù)字信號(hào)Y (η)每個(gè)幀長(zhǎng)范圍內(nèi)的各個(gè)采樣點(diǎn)的功率值，在連續(xù)的復(fù)數(shù)個(gè)幀長(zhǎng)范圍內(nèi)，將各個(gè)幀長(zhǎng)范圍內(nèi)對(duì)應(yīng)于同一采樣點(diǎn)的功率值進(jìn)行累加，得到一個(gè)幀長(zhǎng)范圍內(nèi)各個(gè)采樣點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的累加功率值；搜幀單元182將得到的一個(gè)幀長(zhǎng)范圍內(nèi)各個(gè)采樣點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的累加功率值中最大的累加功率值與預(yù)設(shè)幀同步功率門限進(jìn)行比較；如果最大的累加功率值大于預(yù)設(shè)幀同步功率門限，則將最大的累加功率值對(duì)應(yīng)的采樣點(diǎn)確定為時(shí)域數(shù)字信號(hào)
Y(η)各幀的幀頭位置，完成幀同步。此外，為了增加幀同步的精確度在功率計(jì)算單元181得到一個(gè)幀長(zhǎng)范圍內(nèi)各個(gè)采樣點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的累加功率值后，搜幀單元182可以采取以下兩種方式找到幀頭位置完成幀同
I K
少第一搜幀單元182首先搜索得到的一個(gè)幀長(zhǎng)范圍內(nèi)各個(gè)采樣點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的累加功率值中最大的累加功率值；在該最大的累加功率值對(duì)應(yīng)的采樣點(diǎn)前后等距離的范圍內(nèi)([l-(L/2)，(L/2)]，此處可以精確到兩個(gè)采樣點(diǎn)的范圍)，將大于預(yù)設(shè)同步功率門限的所有累加功率值所對(duì)應(yīng)的采樣點(diǎn)進(jìn)行平均，得到幀同步采樣點(diǎn)；將該幀同步采樣點(diǎn)確定為時(shí)域數(shù)字信號(hào)Y(n)各幀的幀頭位置，完成幀同步。在此過程中可以將幀同步的精度確定在兩個(gè)采樣點(diǎn)范圍內(nèi)極大地增加了幀同步的精度，此外在采用如圖2中2-b的幀結(jié)構(gòu)時(shí)，由于是在數(shù)據(jù)塊內(nèi)進(jìn)行功率累加相對(duì)于采用如圖2中2-a的幀結(jié)構(gòu)在幀長(zhǎng)范圍內(nèi)進(jìn)行功率累加，能有效地節(jié)省實(shí)現(xiàn)資源。第二 搜幀單元182首先搜索得到的一個(gè)幀長(zhǎng)范圍內(nèi)各個(gè)采樣點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的累加功率值中最大的累加功率值，并計(jì)算時(shí)域數(shù)字信號(hào)Y(n)在連續(xù)的復(fù)數(shù)個(gè)幀長(zhǎng)范圍內(nèi)的平均功率值；當(dāng)該平均功率值小于或等于預(yù)設(shè)平均功率門限，且最大的累積功率值大于預(yù)設(shè)同步功率門限時(shí)，則在最大的累加功率值對(duì)應(yīng)的采樣點(diǎn)前后等距離的范圍內(nèi)([-(L/2)，(L/2)]，此處可以精確到兩個(gè)采樣點(diǎn)的范圍)，將大于預(yù)設(shè)同步功率門限的所有累加功率值所對(duì)應(yīng)的采樣點(diǎn)進(jìn)行平均，得到幀同步采樣點(diǎn)；將該幀同步采樣點(diǎn)確定為時(shí)域數(shù)字信號(hào)
Y(η)各幀的幀頭位置，完成幀同步。在此過程中可以將幀同步的精度確定在兩個(gè)采樣點(diǎn)范圍內(nèi)極大地增加了幀同步的精度，此外在采用如圖2中2-b的幀結(jié)構(gòu)時(shí)，由于是在數(shù)據(jù)塊內(nèi)進(jìn)行功率累加相對(duì)于采用如圖2中2-a的幀結(jié)構(gòu)在幀長(zhǎng)范圍內(nèi)進(jìn)行功率累加，能有效地節(jié)省實(shí)現(xiàn)資源。進(jìn)一步的，為了去除通信系統(tǒng)引入的 噪聲可以在功率計(jì)算單元181配置一個(gè)噪聲功率門限值，用來在計(jì)算時(shí)域數(shù)字信號(hào)Y(n)每個(gè)幀長(zhǎng)范圍內(nèi)的各個(gè)采樣點(diǎn)的功率值之后將時(shí)域數(shù)字信號(hào)Υ(η)每個(gè)幀長(zhǎng)范圍內(nèi)的各個(gè)采樣點(diǎn)的功率值與預(yù)設(shè)的噪聲功率門限值進(jìn)行比較，將功率值小于預(yù)設(shè)的噪聲功率門限值的采樣點(diǎn)的功率值重新設(shè)置為零。然后再進(jìn)行前文實(shí)施例提到的功率累加。本發(fā)明實(shí)施例提供的光纖系統(tǒng)中幀同步的方法，如圖3所示，包括以下步驟S301，將完成相位調(diào)整的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為頻域數(shù)字信號(hào)。S302，對(duì)頻域數(shù)字信號(hào)進(jìn)行色散補(bǔ)償和匹配濾波。 S303，將色散補(bǔ)償和匹配濾波后的頻域數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為時(shí)域數(shù)字信號(hào)。S304，對(duì)時(shí)域數(shù)字信號(hào)匹配濾波后進(jìn)行功率計(jì)算以確定時(shí)域數(shù)字信號(hào)各幀的幀頭位置，完成幀同步鎖定。本發(fā)明實(shí)施例提供的光纖系統(tǒng)中幀同步的方法，通過采用將時(shí)域數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為并行的頻域數(shù)字信號(hào)匹配濾波的方法實(shí)現(xiàn)幀同步，有效的提高了數(shù)據(jù)傳輸效率、降低了幀同步過程中數(shù)據(jù)并行的復(fù)雜度。本發(fā)明實(shí)施例提供的光纖系統(tǒng)中幀同步的方法，如圖4所示，包括以下步驟S401，通過放大器對(duì)輸入的模擬信號(hào)的功率進(jìn)行調(diào)整。S402，將通過功率調(diào)整的模擬信號(hào)進(jìn)行采樣、量化處理并轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。S403，根據(jù)數(shù)字信號(hào)的功率，調(diào)整放大器的增益。S404，測(cè)量數(shù)字信號(hào)的鑒相誤差，并根據(jù)鑒相誤差完成對(duì)數(shù)字信號(hào)的相位調(diào)整。S405，將完成相位調(diào)整的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為頻域數(shù)字信號(hào)。S406，從頻域數(shù)字信號(hào)中提取數(shù)據(jù)，測(cè)算出色散值并生成色散補(bǔ)償系數(shù)。S407，根據(jù)色散補(bǔ)償系數(shù)和對(duì)幀頭的幀頭適配序列的頻域變換，對(duì)頻域數(shù)字信號(hào)進(jìn)行色散補(bǔ)償和匹配濾波。S408，將色散補(bǔ)償和匹配濾波后的頻域數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為時(shí)域數(shù)字信號(hào)。S409，計(jì)算時(shí)域數(shù)字信號(hào)每個(gè)幀長(zhǎng)范圍內(nèi)的各個(gè)采樣點(diǎn)的功率值。S410，將時(shí)域數(shù)字信號(hào)每個(gè)幀長(zhǎng)范圍內(nèi)的各個(gè)采樣點(diǎn)的功率值與預(yù)設(shè)的噪聲功率門限值進(jìn)行比較，將功率值小于預(yù)設(shè)的噪聲功率門限值的采樣點(diǎn)的功率值重新設(shè)置為零。S411,在連續(xù)的復(fù)數(shù)個(gè)巾貞長(zhǎng)范圍內(nèi)，將各個(gè)巾貞長(zhǎng)范圍內(nèi)對(duì)應(yīng)于同一米樣點(diǎn)的功率值進(jìn)行累加，得到一個(gè)幀長(zhǎng)范圍內(nèi)各個(gè)采樣點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的累加功率值。S412，將得到的一個(gè)幀長(zhǎng)范圍內(nèi)各個(gè)采樣點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的累加功率值中最大的累加功率值與預(yù)設(shè)幀同步功率門限進(jìn)行比較；如果最大的累加功率值大于預(yù)設(shè)幀同步功率門限，則將最大的累加功率值對(duì)應(yīng)的采樣點(diǎn)確定為時(shí)域數(shù)字信號(hào)各幀的幀頭位置，完成幀同步。需要說明的是，步驟S406并不是必需的，可以在系統(tǒng)初始化或者測(cè)試時(shí)執(zhí)行，測(cè)得色散值并將其保存下來供以后處理使用。
本發(fā)明實(shí)施例提供的實(shí)現(xiàn)幀同步的方法，通過采用將時(shí)域數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為并行的頻域數(shù)字信號(hào)進(jìn)行色散補(bǔ)償和匹配濾波，方法實(shí)現(xiàn)幀同步，有效的提高了數(shù)據(jù)傳輸效率、降低了幀同步的復(fù)雜度；此外，由于采用了采用了門限去噪、整幀多幀功率積累和幀內(nèi)分塊多幀積累的方式確定幀頭位置提高了幀同步的精度。如圖5所示，為本發(fā)明實(shí)施例提供的光纖系統(tǒng)中幀同步的方法，包括以下步驟S501，通過放大器對(duì)輸入的模擬信號(hào)的功率進(jìn)行調(diào)整。S502，將通過功率調(diào)整的模擬信號(hào)進(jìn)行采樣、量化處理并轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。S503，根據(jù)數(shù)字信號(hào)的功率，調(diào)整放大器的增益。S504，測(cè)量數(shù)字信號(hào)的鑒相誤差，并根據(jù)鑒相誤差完成對(duì)數(shù)字信號(hào)的相位調(diào)整。S505，將完成相位調(diào)整的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為頻域數(shù)字信號(hào)。
S506，從頻域數(shù)字信號(hào)中提取數(shù)據(jù)，測(cè)算出色散值并生成色散補(bǔ)償系數(shù)。S507，根據(jù)色散補(bǔ)償系數(shù)和對(duì)幀頭的幀頭適配序列的頻域變換，對(duì)頻域數(shù)字信號(hào)進(jìn)行色散補(bǔ)償和匹配濾波。S508，將色散補(bǔ)償和匹配濾波后的頻域數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為時(shí)域數(shù)字信號(hào)。S509，計(jì)算時(shí)域數(shù)字信號(hào)每個(gè)幀長(zhǎng)范圍內(nèi)的各個(gè)采樣點(diǎn)的功率值。S510，將時(shí)域數(shù)字信號(hào)每個(gè)幀長(zhǎng)范圍內(nèi)的各個(gè)采樣點(diǎn)的功率值與預(yù)設(shè)的噪聲功率門限值進(jìn)行比較，將功率值小于預(yù)設(shè)的噪聲功率門限值的采樣點(diǎn)的功率值重新設(shè)置為零。S511,在連續(xù)的復(fù)數(shù)個(gè)巾貞長(zhǎng)范圍內(nèi)，將各個(gè)巾貞長(zhǎng)范圍內(nèi)對(duì)應(yīng)于同一米樣點(diǎn)的功率值進(jìn)行累加，得到一個(gè)幀長(zhǎng)范圍內(nèi)各個(gè)采樣點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的累加功率值。S512，搜索得到的一個(gè)幀長(zhǎng)范圍內(nèi)各個(gè)采樣點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的累加功率值中最大的累加功率值；在最大的累加功率值對(duì)應(yīng)的采樣點(diǎn)前后等距離的范圍內(nèi)，將大于預(yù)設(shè)同步功率門限的所有累加功率值所對(duì)應(yīng)的采樣點(diǎn)進(jìn)行平均，得到幀同步采樣點(diǎn)；將該幀同步采樣點(diǎn)確定為時(shí)域數(shù)字信號(hào)各幀的幀頭位置，完成幀同步。需要說明的是，步驟S506并不是必需的，可以在系統(tǒng)初始化或者測(cè)試時(shí)執(zhí)行，測(cè)得色散值并將其保存下來供以后處理使用。本發(fā)明實(shí)施例提供的光纖系統(tǒng)中幀同步的方法，通過采用將時(shí)域數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為并行的頻域數(shù)字信號(hào)進(jìn)行色散補(bǔ)償和匹配濾波的方法實(shí)現(xiàn)幀同步，有效的提高了數(shù)據(jù)傳輸效率、降低了幀同步的復(fù)雜度；此外，由于采用了采用了門限去噪、整幀多幀功率積累和幀內(nèi)分塊多幀積累的方式確定幀頭位置提高了幀同步的精度并節(jié)約了實(shí)現(xiàn)資源。如圖6所示，為本發(fā)明實(shí)施例提供的光纖系統(tǒng)中幀同步的方法，包括以下步驟S601，通過放大器對(duì)輸入的模擬信號(hào)的功率進(jìn)行調(diào)整。S602，將通過功率調(diào)整的模擬信號(hào)進(jìn)行采樣、量化處理并轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。S603，根據(jù)數(shù)字信號(hào)的功率，調(diào)整放大器的增益。S604，測(cè)量數(shù)字信號(hào)的鑒相誤差，并根據(jù)鑒相誤差完成對(duì)數(shù)字信號(hào)的相位調(diào)整。S605，將完成相位調(diào)整的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為頻域數(shù)字信號(hào)。S606，從頻域數(shù)字信號(hào)中提取數(shù)據(jù)，測(cè)算出色散值并生成色散補(bǔ)償系數(shù)。S607，根據(jù)色散補(bǔ)償系數(shù)和對(duì)幀頭的幀頭適配序列的頻域變換，對(duì)頻域數(shù)字信號(hào)進(jìn)行色散補(bǔ)償和匹配濾波。S608，將色散補(bǔ)償和匹配濾波后的頻域數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為時(shí)域數(shù)字信號(hào)。
S609,計(jì)算時(shí)域數(shù)字信號(hào)每個(gè)幀長(zhǎng)范圍內(nèi)的各個(gè)采樣點(diǎn)的功率值S610，將時(shí)域數(shù)字信號(hào)每個(gè)幀長(zhǎng)范圍內(nèi)的各個(gè)采樣點(diǎn)的功率值與預(yù)設(shè)的噪聲功率門限值進(jìn)行比較，將功率值大于所述預(yù)設(shè)的噪聲功率門限值的采樣點(diǎn)的功率值重新設(shè)置為零。S611,在連續(xù)的復(fù)數(shù)個(gè)巾貞長(zhǎng)范圍內(nèi)，將各個(gè)巾貞長(zhǎng)范圍內(nèi)對(duì)應(yīng)于同一米樣點(diǎn)的功率值進(jìn)行累加，得到一個(gè)幀長(zhǎng)范圍內(nèi)各個(gè)采樣點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的累加功率值。S612，搜索得到的一個(gè)幀長(zhǎng)范圍內(nèi)各個(gè)采樣點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的累加功率值中最大的累加功率值；計(jì)算時(shí)域數(shù)字?jǐn)?shù)字信號(hào)在連續(xù)的復(fù)數(shù)個(gè)幀長(zhǎng)范圍內(nèi)的平均功率值；當(dāng)平均功率值小于或等于預(yù)設(shè)平均功率門限，且最大的累積功率值大于預(yù)設(shè)同步功率門限時(shí)，則在最大的累加功率值對(duì)應(yīng)的采樣點(diǎn)前后等距離的范圍內(nèi)，將大于預(yù)設(shè)同步功率門限的所有累加功 率值所對(duì)應(yīng)的采樣點(diǎn)進(jìn)行平均，得到幀同步采樣點(diǎn)；將該幀同步采樣點(diǎn)確定為時(shí)域數(shù)字信號(hào)各幀的幀頭位置，完成幀同步。需要說明的是，步驟S606并不是必需的，可以在系統(tǒng)初始化或者測(cè)試時(shí)執(zhí)行，測(cè)得色散值并將其保存下來供以后處理使用。本發(fā)明實(shí)施例提供的光纖系統(tǒng)中幀同步的方法，通過采用將時(shí)域數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為并行的頻域數(shù)字信號(hào)進(jìn)行色散補(bǔ)償和匹配濾波的方法實(shí)現(xiàn)幀同步，有效的提高了數(shù)據(jù)傳輸效率、降低了幀同步的復(fù)雜度；此外，由于采用了采用了門限去噪、整幀多幀功率積累和幀內(nèi)分塊多幀積累的方式確定幀頭位置提高了幀同步的精度并節(jié)約了實(shí)現(xiàn)資源。本發(fā)明實(shí)施例提供的一種光纖系統(tǒng)中幀同步的裝置70，如圖7所示，包括時(shí)頻轉(zhuǎn)換模塊71，濾波模塊72，頻時(shí)轉(zhuǎn)換模塊73，幀同步模塊74。時(shí)頻轉(zhuǎn)換模塊71，用于將接收到的具有幀結(jié)構(gòu)的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為頻域數(shù)字信號(hào)。濾波模塊72，用于對(duì)頻域數(shù)字信號(hào)進(jìn)行色散補(bǔ)償和匹配濾波。頻時(shí)轉(zhuǎn)換模塊73，用于將色散補(bǔ)償和匹配濾波后的頻域數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為時(shí)域數(shù)字信號(hào)。幀同步模塊74，用于對(duì)時(shí)域數(shù)字信號(hào)進(jìn)行功率計(jì)算以確定時(shí)域數(shù)字信號(hào)各幀的幀頭位置，完成幀同步。本發(fā)明實(shí)施例提供的光纖系統(tǒng)中幀同步的裝置，通過采用將時(shí)域數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為并行的頻域數(shù)字信號(hào)進(jìn)行色散補(bǔ)償和匹配濾波，采用多幀積累的方法確定幀頭位置實(shí)現(xiàn)幀同步，有效的提高了數(shù)據(jù)傳輸效率、降低了幀同步過程中數(shù)據(jù)并行的復(fù)雜度。本發(fā)明實(shí)施例提供的光纖系統(tǒng)中幀同步的方法及裝置，通過采用將時(shí)域數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為并行的頻域數(shù)據(jù)進(jìn)行色散補(bǔ)償和匹配濾波的方法實(shí)現(xiàn)幀同步，有效的提高了數(shù)據(jù)傳輸效率、降低了幀同步的復(fù)雜度。另外由于采用了門限去噪和整幀多幀功率積累及幀內(nèi)分塊多幀功率積累方式確定幀頭位置實(shí)現(xiàn)幀同步，節(jié)省了實(shí)現(xiàn)資源，提高了幀同步的精度。以上所述，僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式
，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)所述以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種實(shí)現(xiàn)幀同步的方法，其特征在于，包括 將完成相位調(diào)整的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為頻域數(shù)字信號(hào)； 對(duì)所述頻域數(shù)字信號(hào)進(jìn)行色散補(bǔ)償和匹配濾波； 將所述色散補(bǔ)償和匹配濾波后的頻域數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為時(shí)域數(shù)字信號(hào)； 對(duì)所述時(shí)域數(shù)字信號(hào)進(jìn)行功率計(jì)算以確定所述時(shí)域數(shù)字信號(hào)各幀的幀頭位置，完成幀同步。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述將完成相位調(diào)整的時(shí)域數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為頻域數(shù)字信號(hào)之前，還包括 通過放大器對(duì)輸入的模擬信號(hào)的功率進(jìn)行調(diào)整； 將通過功率調(diào)整的所述模擬信號(hào)進(jìn)行采樣、量化處理并轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)； 根據(jù)所述數(shù)字信號(hào)的功率，調(diào)整所述放大器的增益； 測(cè)量所述數(shù)字信號(hào)的鑒相誤差，并根據(jù)所述鑒相誤差完成對(duì)所述數(shù)字信號(hào)的相位調(diào)整。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的方法，其特征在于，所述對(duì)所述頻域數(shù)字信號(hào)進(jìn)行色散補(bǔ)償和匹配濾波包括 從所述頻域數(shù)字信號(hào)中提取數(shù)據(jù)，測(cè)算出色散值并生成色散補(bǔ)償系數(shù)； 根據(jù)所述色散補(bǔ)償系數(shù)和對(duì)應(yīng)于所述幀頭的幀頭匹配序列的頻域變換，對(duì)所述頻域數(shù)字信號(hào)進(jìn)行色散補(bǔ)償和匹配濾波。
4.根據(jù)權(quán)利要求I 3任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于， 所述數(shù)字信號(hào)的幀結(jié)構(gòu)中，每個(gè)幀的開始位置處具有幀頭標(biāo)識(shí)， 或所述數(shù)字信號(hào)的幀結(jié)構(gòu)中，每個(gè)幀的開始位置處具有幀頭標(biāo)識(shí)，且含有所述幀頭標(biāo)識(shí)的每個(gè)幀為連續(xù)的復(fù)數(shù)個(gè)長(zhǎng)度相同的數(shù)據(jù)塊。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述對(duì)所述時(shí)域數(shù)字信號(hào)進(jìn)行功率計(jì)算以確定所述時(shí)域數(shù)字信號(hào)各幀的幀頭位置，完成幀同步包括 計(jì)算所述時(shí)域數(shù)字信號(hào)每個(gè)幀長(zhǎng)范圍內(nèi)的各個(gè)采樣點(diǎn)的功率值； 在連續(xù)的復(fù)數(shù)個(gè)幀長(zhǎng)范圍內(nèi)，將各個(gè)幀長(zhǎng)范圍內(nèi)對(duì)應(yīng)于同一采樣點(diǎn)的功率值進(jìn)行累力口，得到一個(gè)幀長(zhǎng)范圍內(nèi)各個(gè)采樣點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的累加功率值； 將所述一個(gè)幀長(zhǎng)范圍內(nèi)各個(gè)采樣點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的累加功率值中最大的累加功率值與預(yù)設(shè)幀同步功率門限進(jìn)行比較； 如果所述最大的累加功率值大于所述預(yù)設(shè)幀同步功率門限，則將所述最大的累加功率值對(duì)應(yīng)的采樣點(diǎn)確定為所述時(shí)域數(shù)字信號(hào)各幀的幀頭位置，完成幀同步。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述對(duì)所述時(shí)域數(shù)字信號(hào)進(jìn)行功率計(jì)算以確定所述時(shí)域數(shù)字信號(hào)各幀的幀頭位置，完成幀同步包括 計(jì)算所述時(shí)域數(shù)字信號(hào)每個(gè)幀長(zhǎng)范圍內(nèi)的各個(gè)采樣點(diǎn)的功率值； 在連續(xù)的復(fù)數(shù)個(gè)幀長(zhǎng)范圍內(nèi)，將各個(gè)幀長(zhǎng)范圍內(nèi)對(duì)應(yīng)于同一采樣點(diǎn)的功率值進(jìn)行累力口，得到一個(gè)幀長(zhǎng)范圍內(nèi)各個(gè)采樣點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的累加功率值； 搜索所述一個(gè)幀長(zhǎng)范圍內(nèi)各個(gè)采樣點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的累加功率值中最大的累加功率值； 在所述最大的累加功率值對(duì)應(yīng)的采樣點(diǎn)前后等距離的范圍內(nèi)，將大于預(yù)設(shè)同步功率門限的所有累加功率值所對(duì)應(yīng)的采樣點(diǎn)進(jìn)行平均，得到幀同步采樣點(diǎn)；將所述幀同步采樣點(diǎn)確定為所述時(shí)域數(shù)字信號(hào)各幀的幀頭位置，完成幀同步。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述對(duì)所述時(shí)域數(shù)字信號(hào)進(jìn)行功率計(jì)算以確定所述時(shí)域數(shù)字信號(hào)各幀的幀頭位置，完成幀同步包括 計(jì)算所述時(shí)域數(shù)字信號(hào)每個(gè)幀長(zhǎng)范圍內(nèi)的各個(gè)采樣點(diǎn)的功率值； 在連續(xù)的復(fù)數(shù)個(gè)幀長(zhǎng)范圍內(nèi)，將各個(gè)幀長(zhǎng)范圍內(nèi)對(duì)應(yīng)于同一采樣點(diǎn)的功率值進(jìn)行累力口，得到一個(gè)幀長(zhǎng)范圍內(nèi)各個(gè)采樣點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的累加功率值； 搜索所述一個(gè)幀長(zhǎng)范圍內(nèi)各個(gè)采樣點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的累加功率值中最大的累加功率值； 計(jì)算所述時(shí)域數(shù)字?jǐn)?shù)字信號(hào)在所述連續(xù)的復(fù)數(shù)個(gè)幀長(zhǎng)范圍內(nèi)的平均功率值； 當(dāng)所述平均功率值小于或等于預(yù)設(shè)平均功率門限，且所述最大的累積功率值大于預(yù)設(shè)同步功率門限時(shí)，則 在所述最大的累加功率值對(duì)應(yīng)的采樣點(diǎn)前后等距離的范圍內(nèi)，將大于所述預(yù)設(shè)同步功 樣點(diǎn)確定為所述時(shí)域數(shù)字信號(hào)各幀的幀頭位置，完成幀同步。
8.根據(jù)權(quán)利要求5到7中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述計(jì)算所述時(shí)域數(shù)字信號(hào)每個(gè)幀長(zhǎng)范圍內(nèi)的各個(gè)采樣點(diǎn)的功率值之后，還包括 將所述時(shí)域數(shù)字信號(hào)每個(gè)幀長(zhǎng)范圍內(nèi)的各個(gè)采樣點(diǎn)的功率值與預(yù)設(shè)的噪聲功率門限值進(jìn)行比較，將功率值小于所述預(yù)設(shè)的噪聲功率門限值的采樣點(diǎn)的功率值重新設(shè)置為零。
9.一種實(shí)現(xiàn)幀同步的裝置，其特征在于，包括 時(shí)頻轉(zhuǎn)換模塊，用于將完成相位調(diào)整的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為頻域數(shù)字信號(hào)； 濾波模塊，用于對(duì)所述頻域數(shù)字信號(hào)進(jìn)行色散補(bǔ)償和匹配濾波； 頻時(shí)轉(zhuǎn)換模塊，用于將所述色散補(bǔ)償和匹配濾波后的頻域數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為時(shí)域數(shù)字信號(hào); 幀同步模塊，用于對(duì)所述時(shí)域數(shù)字信號(hào)進(jìn)行功率計(jì)算以確定所述時(shí)域數(shù)字信號(hào)各幀的幀頭位置，完成幀同步。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，還包括 放大器模塊，用于對(duì)輸入的模擬信號(hào)的功率進(jìn)行調(diào)整； 模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，用于將通過功率調(diào)整的所述模擬信號(hào)進(jìn)行采樣、量化處理并轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào); 增益控制模塊，用于根據(jù)所述數(shù)字信號(hào)的功率，調(diào)整所述放大器的增益； 相位調(diào)整模塊，用于測(cè)量所述數(shù)字信號(hào)的鑒相誤差，并根據(jù)所述鑒相誤差完成對(duì)所述數(shù)字信號(hào)的相位調(diào)整。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的裝置，其特征在于，所述濾波模塊包括 補(bǔ)償系數(shù)測(cè)算單元，用于從所述頻域數(shù)字信號(hào)中提取數(shù)據(jù)，測(cè)算出色散值并生成色散補(bǔ)償系數(shù)； 濾波單元，用于根據(jù)所述色散補(bǔ)償系數(shù)和對(duì)應(yīng)于所述幀頭的幀頭匹配序列的頻域變換，對(duì)所述頻域數(shù)字信號(hào)進(jìn)行色散補(bǔ)償和匹配濾波。
12.根據(jù)權(quán)利要求9 11任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述幀同步模塊還包括 功率計(jì)算單元，用于計(jì)算所述時(shí)域數(shù)字信號(hào)每個(gè)幀長(zhǎng)范圍內(nèi)的各個(gè)采樣點(diǎn)的功率值；在連續(xù)的復(fù)數(shù)個(gè)幀長(zhǎng)范圍內(nèi)，將各個(gè)幀長(zhǎng)范圍內(nèi)對(duì)應(yīng)于同一采樣點(diǎn)的功率值進(jìn)行累加，得到一個(gè)幀長(zhǎng)范圍內(nèi)各個(gè)采樣點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的累加功率值； 搜幀單元，用于將所述一個(gè)幀長(zhǎng)范圍內(nèi)各個(gè)采樣點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的累加功率值中最大的累加功率值與預(yù)設(shè)幀同步功率門限進(jìn)行比較；如果所述最大的累加功率值大于所述預(yù)設(shè)幀同步功率門限，則將所述最大的累加功率值對(duì)應(yīng)的采樣點(diǎn)確定為所述時(shí)域數(shù)字信號(hào)各幀的幀頭位置，完成幀同步。
13.根據(jù)權(quán)利要求9 11所述的裝置，其特征在于，所述幀同步模塊還包括 功率計(jì)算單元，還用于計(jì)算所述時(shí)域數(shù)字信號(hào)每個(gè)幀長(zhǎng)范圍內(nèi)的各個(gè)采樣點(diǎn)的功率值；在連續(xù)的復(fù)數(shù)個(gè)幀長(zhǎng)范圍內(nèi)，將各個(gè)幀長(zhǎng)范圍內(nèi)對(duì)應(yīng)于同一采樣點(diǎn)的功率值進(jìn)行累加，得到一個(gè)幀長(zhǎng)范圍內(nèi)各個(gè)采樣點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的累加功率值； 搜幀單元，還用于搜索所述一個(gè)幀長(zhǎng)范圍內(nèi)各個(gè)采樣點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的累加功率值中最大的累加功率值；在所述最大的累加功率值對(duì)應(yīng)的采樣點(diǎn)前后等距離的范圍內(nèi)，將大于預(yù)設(shè)同步功率門限的所有累加功率值所對(duì)應(yīng)的采樣點(diǎn)進(jìn)行平均，得到幀同步采樣點(diǎn)；將所述幀同步采樣點(diǎn)確定為所述時(shí)域數(shù)字信號(hào)各幀的幀頭位置，完成幀同步。
14.根據(jù)權(quán)利要求9 11所述的裝置，其特征在于，所述幀同步模塊還包括功率計(jì)算單元，還用于計(jì)算所述時(shí)域數(shù)字信號(hào)每個(gè)幀長(zhǎng)范圍內(nèi)的各個(gè)采樣點(diǎn)的功率值；在連續(xù)的復(fù)數(shù)個(gè)幀長(zhǎng)范圍內(nèi)，將各個(gè)幀長(zhǎng)范圍內(nèi)對(duì)應(yīng)于同一采樣點(diǎn)的功率值進(jìn)行累加，得到一個(gè)幀長(zhǎng)范圍內(nèi)各個(gè)采樣點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的累加功率值； 搜幀單元，還用于搜索所述一個(gè)幀長(zhǎng)范圍內(nèi)各個(gè)采樣點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的累加功率值中最大的累加功率值；計(jì)算所述時(shí)域數(shù)字?jǐn)?shù)字信號(hào)在所述連續(xù)的復(fù)數(shù)個(gè)幀長(zhǎng)范圍內(nèi)的平均功率值；當(dāng)所述平均功率值小于或等于預(yù)設(shè)平均功率門限，且所述最大的累積功率值大于預(yù)設(shè)同步功率門限時(shí)，則在所述最大的累加功率值對(duì)應(yīng)的采樣點(diǎn)前后等距離的范圍內(nèi)，將大于所述預(yù)設(shè)同步功率門限的所有累加功率值所對(duì)應(yīng)的采樣點(diǎn)進(jìn)行平均，得到幀同步采樣點(diǎn)；將所述幀同步采樣點(diǎn)確定為所述時(shí)域數(shù)字信號(hào)各幀的幀頭位置，完成幀同步。
15.根據(jù)權(quán)利要求12 14所述的裝置，其特征在于，所述功率計(jì)算單元還用于在計(jì)算所述時(shí)域數(shù)字信號(hào)每個(gè)幀長(zhǎng)范圍內(nèi)的各個(gè)采樣點(diǎn)的功率值后將所述時(shí)域數(shù)字信號(hào)每個(gè)幀長(zhǎng)范圍內(nèi)的各個(gè)采樣點(diǎn)的功率值與預(yù)設(shè)的噪聲功率門限值進(jìn)行比較，將功率值小于所述預(yù)設(shè)的噪聲功率門限值的采樣點(diǎn)的功率值重新設(shè)置為零。
全文摘要
本發(fā)明實(shí)施例提供一種光纖系統(tǒng)中幀同步的方法及裝置，涉及通訊領(lǐng)域，以提高了數(shù)據(jù)傳輸效率、降低了幀同步并行的復(fù)雜度，并且提高了幀同步的精度。該方法包括將完成相位調(diào)整的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為頻域數(shù)字信號(hào)；對(duì)所述頻域數(shù)字信號(hào)進(jìn)行色散補(bǔ)償和匹配濾波；將所述色散補(bǔ)償和匹配濾波后的頻域數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為時(shí)域數(shù)字信號(hào)；對(duì)所述時(shí)域數(shù)字信號(hào)進(jìn)行功率計(jì)算以確定所述時(shí)域數(shù)字信號(hào)各幀的幀頭位置，完成幀同步鎖定。本發(fā)明實(shí)施例應(yīng)用于實(shí)現(xiàn)幀同步。
文檔編號(hào)H04L27/26GK102742239SQ201180003772
公開日2012年10月17日 申請(qǐng)日期2011年12月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月1日
發(fā)明者萬(wàn)金, 蔣冰, 趙曼, 陳俊, 高珊 申請(qǐng)人:華為技術(shù)有限公司