CN101604998A - 光信号接收采样的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光信号接收采样的方法和装置，解决了在一个比特周期内不能使两个采样都达到最佳采样的问题。该方法包括：从模拟电信号中提取信号频率；将所述模拟电信号分为至少两路，每路模拟电信号的波形相同；在同一个比特周期内，以所述信号频率为基准，在每路模拟电信号的波形上分别确定一个采样点。本发明实施例将模拟电信号，分成两路波形完全相同的模拟电信号；在同一个比特周期内，以同一信号频率为基准，分别对两路模拟电信号进行独立采样；在一路模拟电信号波形上确定一个采样点后，另一个采样点可以在该周期内任意时刻，在另一路模拟电信号波形进行确定；与现有技术相比；本发明实施例能使两个采样在一个比特周期内都达到最佳采样。

Description

光信号接收采样的方法和装置

技术领域

本发明涉及通信领域，特别涉及一种在光通信接收机中控制采样时刻的方法和装置。

背景技术

光纤通信是以光波为载频、以光纤为传输媒质的通信方式。光纤通信系统包括电收发端机、光收发端机、光纤光缆线路、中继器等。在发送端，电发送端机对来自信息源的信号进行处理，如模/数转换、多路复用等。经过处理的信号发送至光发送端机。光发送端机把电信号转换成光信号，耦合到光纤中，通过光纤将光信号传输至接收端。在接收端，光接收端机把光信号转换成电信号(该电信号为模拟电信号)，输入到电接收端机中进行处理。

光信号从在发送端传输到接收端的过程中，会有光信号损伤。在接收端，要对光信号进行补偿。对光信号进行补偿的原理为：把光信号转换成模拟电信号；再将模拟电信号转换成数字信号；然后对该数字信号进行数字信号处理。

对光信号进行补偿的过程中：把光信号转换成模拟电信号后，从模拟电信号中提取信号频率；根据该信号频率，确定模拟电信号在一个比特周期内两个采样的位置；对采样的数据进行数字信号处理。

发明人发现现有技术在对光信号进行补偿的过程中至少存在如下问题：如图1所示：100ps表示速率为10Gbit/s的信号一个比特的周期宽度；采样1和采样2、采样1’和采样2’为在一个比特周期内两个不同的时刻的采样点；在本发明中采样不是等间隔的采样。因为需要每比特采样两次，所以采样速率需要达到信号速率的两倍，采样频率因而也至少是信号频率的两倍。实际的采样时钟总是存在一定的时间宽度的，而不是一个时间点。如图2中所示：当一个采样时刻确定后(例如采样1、采样1′确定后)，由于采样时钟存在一定的时间宽度，所以另外一个采样点(采样2、和采样2’)的位置就受到了限制。例如：当采样1’的最佳采样时刻确定后，采样2’在时钟宽度内的曲线无法被采样。因此，现有技术的问题为在一个比特周期内不能使两个采样都达到最佳采样。

发明内容

本发明实施例提供一种在一个比特周期内能使至少两个采样都达到最佳采样的光信号接收采样的方法和装置。

一种光信号接收采样的方法，包括：

接收光信号，并将所述光信号转化为模拟电信号；

从模拟电信号中提取信号频率；

将所述模拟电信号分为至少两路，每路模拟电信号的波形相同；

在同一个比特周期内，以所述信号频率为基准，在每路模拟电信号的波形上分别确定一个采样点。

一种光信号接收采样的装置，包括：

光电转换单元，用于将光信号转换成模拟电信号；

频率提取单元，用于从模拟电信号中提取信号频率；

功分单元，用于将所述模拟电信号分为至少两路，每路模拟电信号的波形相同；

采样单元，在同一个比特周期内，以所述信号频率为基准，在每路模拟电信号的波形上分别确定一个采样点。

本发明实施例将模拟电信号，分成两路波形完全相同的模拟电信号；在同一个比特周期内，以同一信号频率为基准，分别对两路模拟电信号进行独立采样；在一路模拟电信号波形上确定一个采样点后，另一个采样点可以在该周期内任意时刻，在另一路模拟电信号波形进行确定。与现有技术相比，本发明实施例能使两个采样在一个比特周期内都达到最佳采样。

附图说明

图1为现有技术中一个比特周期内两个不同的采样时刻的逻辑图；

图2为现有技术中一个比特周期内两不同的采样时刻实际图；

图3为本发明实施例光信号接收采样的方法的流程图；

图4为本发明实施例一个比特周期内两个不同的采样时刻逻辑图；

图5为本发明实施例一个比特周期内两不同的采样时刻实际图；

图6为本发明实施例光信号接收采样的装置的结构示意图。

具体实施方式

为了解决现有技术在一个比特周期内不能使两个采样都达到最佳采样的问题，本发明实施例提供一种光信号接收采样的方法。如图3所示，该方法包括：

101、接收光信号，并将该光信号转化为模拟电信号；

102、从该模拟电信号中提取信号频率；

本发明中所涉及的信号频率均是高频信号频率；下面以速率为10Gbit/s的信号为例进行说明。

103、将该模拟电信号分为至少两路，每路模拟电信号的波形相同；

将该模拟电信号分为波形完全相同的两路模拟电信号，该两路模拟电信号的各项参数与原模拟电信号相比保持不变；

在本发明实施例中，也可以将该模拟电信号分为波形完全相同的三路模拟电信号或者更多路模拟电信号。

104、在同一个比特周期内，以该信号频率为基准，在每路模拟电信号的波形上分别确定一个采样点。

以该信号频率为基准确定采样频率；采样频率至少是信号频率两倍，接收端才能还原发射端的信息；采样频率由接收端的时钟频率决定；

如图4所示，采样1为第一路模拟电信号波形上的一个采样点；采样2为第二路模拟电信号波形上的一个采样点；

100ps为该模拟电信号一个比特的周期宽度；在同一个比特周期内，在第一路模拟电信号波形上确定采样1；在第二路模拟电信号波形上确定采样2；

如果在步骤102将该模拟电信号分为波形完全相同的三路模拟电信号；则可以在第三路模拟电信号波形上确定采样3；

如图5所示，采样2位于采样1所在的时钟宽度内；在现有技术中由于是在同一个波形上进行采样，在采样1所在的时钟宽度内无法对采样2进行采样；

如果要对采样2进行采样，现有技术采用的手段是：提高采样频率，即提高时钟频率。对于10Gbit/s的信号，一个100ps的比特周期要采样两次，对应的采样时钟信号周期至少要小于50ps，对应频率要大于20GHz；这对高频率的采样时钟是很难实现或者说是实现是需要很高成本的。

本发明实施例将模拟电信号，分成两路波形完全相同的模拟电信号；在同一个比特周期内，以同一信号频率为基准，分别对两路模拟电信号进行独立采样；在一路模拟电信号波形上确定一个采样点后，另一个采样点可以在该周期内任意时刻，在另一路模拟电信号波形进行确定；与现有技术相比；本发明实施例能使两个采样在一个比特周期内都达到最佳采样。

同时，对10Gbit/s的信号，本发明只需要每路信号采样一次，使用大于10GHz的时钟信号即可，即采样时钟周期T＜100ps，而不是＜50ps，这样大大降低了高频时钟生成的难度。

105、根据在所述每路波形上确定的采样点，获取每个采样点对应的采样数据；该采样数据只是一系列时间的离散样值，而每个样值的取值仍是连续的。

106、对该量化后的数字信号进行数字信号处理。

对每路采样数据进行量化处理，得到若干离散值，称为采样序列；对每个采样序列进行数字信号处理；

现有技术对模拟电信号，在一个周期内选取两个采样点，进行量化，得到两个采样序列；

本发明将模拟电信号一分为二，在一个周期内选取一个采样点，进行量化，也得到两个采样序列；

无论是采用现有技术得到的两个采样序列，还是采用本发明的技术方案得到的两个采样序列；都可以采用相同的数字信号处理的方法进行处理；

采用的数字信号处理的方法可以为最大似然序列估计，此为现有技术不再赘述。

107、根据数字信号处理结果调整采样点。

系统在初始化时，选取一个代价函数；设定一个阈值范围；

这个代价函数可以是系统误码率，也可以是其它物理参数；

将采样数据带入该代价函数，得到函数值；该函数值与预设的阈值范围的中间值进行比较，若该函数值达到该阈值范围；则该采样数据对应的采样点为该周期内的最佳采样点；若该函数值未达到该阈值范围，则根据该函数值与该阈值范围的中间值的比较结果调整采样点。最终得到该周期内的最佳采样。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一公知计算机可读取存储介质中。

本发明实施例同时还提供了一种光信号接收采样的装置，如图6所示，包括：

光电转换单元，用于接收将光信号，将其转换成模拟电信号，并将该模拟电信号输出；

频率提取单元，接收该光电转换单元输出的该模拟电信号；从中提取出信号频率，并将其输出；

功分单元，接收该光电转换单元输出的该模拟电信号；并将该模拟电信号分为至少两路，每路模拟电信号的波形相同；输出的还是模拟电信号；

至少两个采样单元，每个采样单元接收一路模拟电信号；在同一个比特周期内，以该信号频率为基准，所有采样单元在各自接收的模拟电信号的波形上确定一个采样点；并将该采样点输出；

采样量化单元，接收采样单元输出的采样点；对采样点进行模数转换，得到每个采样点对应的量化后的数字信号；将量化后的数字信号输出；

数字信号处理单元，接收采样量化单元输出的采样数据；根据代价函数处理采样数据，得到函数值；该函数值与预设的阈值范围进行比较；若该函数值未达到该阈值范围，则输出该函数值与该阈值范围的中间值的比较结果；若该函数值达到该阈值范围，则该采样数据对应的采样点为该周期内的最佳采样点。

反馈单元，接收数字信号处理单元输出的比较结果；输出调整指令给采样单元。

该光电转换单元置有两个输出端；两个输出端分别与该频率提取单元和功分单元的输入端相连；

每个采样单元置有两个输入端；两个输入端分别与该频率提取单元和功分单元的输出端相连。

数字信号处理单元与该采样量化单元相连；

反馈单元一端与该数字信号处理单元输出端相连，另一端与该采样单元输入端相连。

在本发明实施例中，通过将模拟电信号，分成两路波形完全相同的模拟电信号，在同一个比特周期内，以同一信号频率为基准，分别对两路模拟电信号进行独立采样，与现有技术相比，本发明实施例能使两个或两个以上的采样在一个比特周期内都达到了最佳采样的效果。

以上所述，仅为本发明实施例的具体实施方式，但本发明实施例的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明实施例的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1、一种光信号接收采样的方法，其特征在于，包括：

接收光信号，并将所述光信号转化为模拟电信号；

从所述模拟电信号中提取信号频率；

将所述模拟电信号分为至少两路，每路模拟电信号的波形相同；

在同一个比特周期内，以所述信号频率为基准，在每路模拟电信号的波形上分别确定一个采样点。

2、根据权利要求1所述的光信号接收采样的方法，其特征在于，还包括：

根据在所述每路波形上确定的采样点，对每个采样点进行量化得到数字信号；

对所述量化后的数字信号进行数字信号处理。

3、根据权利要求2所述的光信号接收采样的方法，其特征在于，还包括：根据数字信号处理结果调整采样点。

4、根据权利要求1所述的光信号接收采样的方法，其特征在于，所述模拟电信号为高频信号。

5、一种光信号接收采样的装置，其特征在于，包括：

光电转换单元，用于将光信号转换成模拟电信号；

频率提取单元，用于从所述模拟电信号中提取信号频率；

功分单元，用于将所述模拟电信号分为至少两路，每路模拟电信号的波形相同；

至少两个采样单元，用于在同一个比特周期内，以所述信号频率为基准，在每路模拟电信号的波形上分别确定一个采样点。

6、根据权利要求5所述的光信号接收采样的装置，其特征在于，

所述光电转换单元置有两个输出端；两个输出端分别与所述频率提取单元和功分单元的输入端相连；

每个采样单元置有两个输入端；两个输入端分别与所述频率提取单元和功分单元的输出端相连。

7、根据权利要求6所述的光信号接收采样的装置，其特征在于，还包括：采样量化单元，与所述采样单元相连；所述采样量化单元连接有数字信号处理单元；

所述采样量化单元，用于根据在所述每路波形上确定的采样点，对每个采样点进行量化得到数字信号；

所述数字信号处理单元，用于对量化后的数字信号进行数字信号处理。

8、根据权利要求7所述的光信号接收采样的装置，其特征在于，还包括：反馈单元，所述反馈单元一端与所述数字信号处理单元输出端相连，另一端与所述采样单元输入端相连，用于根据数字信号处理结果调整采样点。

9、根据权利要求5所述的光信号接收采样的装置，其特征在于，所述模拟电信号为高频信号。

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