CN107294618B - 在线信号质量监测方法、装置和系统 - Google Patents

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Abstract

一种在线信号质量监测方法、装置和系统，该在线信号质量监测方法包括：根据传输初始化阶段得到的各个子载波的信噪比，将信噪比最高的子载波设置为导频子载波，将其他子载波设置为数据子载波；确定所述导频子载波的比特分配和功率分配以及各数据子载波的比特分配和功率分配；根据各数据子载波的比特分配为各数据子载波设置基于数据判决的信噪比测量阈值；将传输阶段基于数据判决的信噪比测量得到的各数据子载波的信噪比与各数据子载波的信噪比测量阈值进行比较，在某个数据子载波的信噪比小于其信噪比测量阈值时，启动对所述数据子载波的基于导频的信噪比测量。由此，既能提供时间是连续的在线信号质量监测又能保证监测结果的准确性。

Description

在线信号质量监测方法、装置和系统
技术领域
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种在线信号质量监测方法、装置和系统。
背景技术
基于离散多音调制(Discrete Multi-tone，简称DMT)的多载波光通信系统因为其传输速率高，硬件构造简单，功耗低的特点被认为是下一代短距离光通信的主要竞争技术，而数据中心内大型计算机的互联是基于DMT的多载波光通信系统的首选应用场景。DMT技术已经广泛地应用在无线通信和接入网中，但是数据中心场景对传输性能的稳定性提出了更高的要求。为了保证不间断的稳定传输性能，必须在传输过程中对各个载波的信号质量进行实时的监测并根据监测的结果进行相应的调整。信号质量的监测是通过测量各个子载波的信噪比实现的。而公知技术中对信噪比的测量可以分为两类，即基于导频的测量和基于数据判决的测量，二者的计算方法可以分别用公式1和公式2来表示。
Figure BDA0000955106270000011
Figure BDA0000955106270000012
上述两个公式中Srx为接收机接收到的信号，对比公式1和2可以看出，二者的区别在于噪声计算时是基于已知的发送信号(Stx)还是基于对发送信号的判决估计
Figure BDA0000955106270000013
基于导频的信噪比测量要求在发送机在发送数据中插入接收机已知的信号，接收机根据公式1进行信噪比计算。因为Stx是已知的信号，所以基于导频的信噪比测量可以提供准确的结果，但是因为导频占用了数据传输的带宽，影响数据传输质量，所以导频信号的插入不可过于频繁，通常认可的比例为1％～5％左右。这也就是说，基于导频的信号质量监测只能提供1％～5％的时间抽样结果，而无法提供时间上连续的实时在线监测。
而另一方面，基于数据判决的信号质量监测直接对接收到的数据信息进行判决来估计发送的信号，可以提供连续的在线监测。但是因为在对数据判决时可能存在的错误，基于数据判决的信号质量监测无法提供准确的测量结果，而这一现象在调制格式较高或噪声较大时更为明显。
应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本发明的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本发明的背景技术部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。
发明内容
本发明实施例基于DMT的多载波光通信系统，提出了既能够提供时间上连续的在线监测又能保证监测结果的准确性的在线信号质量监测方法、装置和系统。
根据本发明实施例的第一方面，提供了一种在线信号质量监测装置，配置于基于离散多音调制的多载波光通信系统的接收端，其中，该装置包括：
第一设置单元，其根据传输初始化阶段得到的各个子载波的信噪比，将信噪比最高的子载波设置为导频子载波，将其他子载波设置为数据子载波；
确定单元，其确定所述导频子载波的比特分配和功率分配以及各数据子载波的比特分配和功率分配；
第二设置单元，其根据各数据子载波的比特分配为各数据子载波设置基于数据判决的信噪比测量阈值；
处理单元，其将传输阶段基于数据判决的信噪比测量得到的各数据子载波的信噪比与各数据子载波的信噪比测量阈值进行比较，在某个数据子载波的信噪比小于其信噪比测量阈值时，启动对所述数据子载波的基于导频的信噪比测量。
根据本发明实施例的第二方面，提供了一种在线信号质量监测装置，配置于基于离散多音调制的多载波光通信系统的发送端，其中，该装置包括：
控制单元，其在传输初始化阶段，控制发送机在各个子载波上发送训练序列；
配置单元，其获取各子载波的比特分配和功率分配以及导频子载波的位置，对各子载波进行配置，控制发送机将待传输数据或者训练序列映射到相应的子载波；
第一处理单元，其在所述发送机接收到针对某个数据子载波的基于导频的信噪比测量请求的情况下，控制发送机将所述数据子载波和导频子载波的功率和比特分配进行对调，将所述数据子载波的数据映射关系调整到所述导频子载波，将所述导频子载波的训练序列的映射关系调整到所述数据子载波，并与接收端的接收机进行同步。
根据本发明实施例的第三方面，提供了一种接收端控制器，其中，该接收端控制器包括前述第一方面所述的装置。
根据本发明实施例的第四方面，提供了一种发送端控制器，其中，该发送端控制器包括前述第二方面所述的装置。
根据本发明实施例的第五方面，提供了一种接收机，其中，所述接收机包括前述第三方面所述的接收端控制器。
根据本发明实施例的第六方面，提供了一种发送机，其中，所述发送机包括前述第四方面所述的发送端控制器。
根据本发明实施例的第七方面，提供了一种基于离散多音调制的多载波光通信系统，包括发送机和接收机，其中，该系统还包括前述第三方面所述的发送端控制器和前述第四方面所述的接收端控制器。
根据本发明实施例的第八方面，提供了一种在线信号质量监测方法，应用于基于离散多音调制的多载波光通信系统的接收端，其中，该方法包括：
根据传输初始化阶段得到的各个子载波的信噪比，将信噪比最高的子载波设置为导频子载波，将其他子载波设置为数据子载波；
确定所述导频子载波的比特分配和功率分配以及各数据子载波的比特分配和功率分配；
根据各数据子载波的比特分配为各数据子载波设置基于数据判决的信噪比测量阈值；
将传输阶段基于数据判决的信噪比测量得到的各数据子载波的信噪比与各数据子载波的信噪比测量阈值进行比较，在某个数据子载波的信噪比小于其信噪比测量阈值时，启动对所述数据子载波的基于导频的信噪比测量。
根据本发明实施例的第九方面，提供了一种在线信号质量监测方法，应用于基于离散多音调制的多载波光通信系统的发送端，其中，该方法包括：
发送机在传输初始化阶段在各个子载波上发送训练序列；
获取各子载波的比特分配和功率分配以及导频子载波的位置，对各子载波进行配置，将待传输数据或者训练序列映射到相应的子载波；
在所述发送机接收到针对某个数据子载波的基于导频的信噪比测量请求的情况下，将所述数据子载波和导频子载波的功率和比特分配进行对调，将所述数据子载波的数据映射关系调整到所述导频子载波，将所述导频子载波的训练序列的映射关系调整到所述数据子载波，并与接收端的接收机进行同步。
本发明的有益效果在于：通过本发明实施例，既能提供时间是连续的在线信号质量监测又能保证监测结果的准确性，由此，使用了尽量少的导频资源实现了实时的在线信号质量监测。
参照后文的说明和附图，详细公开了本发明的特定实施方式，指明了本发明的原理可以被采用的方式。应该理解，本发明的实施方式在范围上并不因而受到限制。在所附权利要求的精神和条款的范围内，本发明的实施方式包括许多改变、修改和等同。
针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。
应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤或组件的存在或附加。
附图说明
在本发明实施例的一个附图或一种实施方式中描述的元素和特征可以与一个或更多个其它附图或实施方式中示出的元素和特征相结合。此外，在附图中，类似的标号表示几个附图中对应的部件，并可用于指示多于一种实施方式中使用的对应部件。
所包括的附图用来提供对本发明实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本发明的实施方式，并与文字描述一起来阐释本发明的原理。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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：
图1是一个多端口的DMT光传输系统的示意图；
图2是DMT控制器的内部结构示意图；
图3是实施例1的在线信号质量监测方法的示意图；
图4是传输初始化阶段得到的信噪比(SNR)和导频子载波的设定的示意图；
图5是根据传输初始化阶段能得到的SNR和导频子载波的设定而计算出的子载波的比特分配的示意图；
图6是设置阈值的一个实施方式的流程图；
图7是在一个实施方式中真实的SNR和测量的SNR的关系的示意图；
图8是启动对数据子载波的基于导频的信噪比测量的一个实施方式的流程图；
图9是在接收端实施的在线信号质量监测的整体流程图；
图10是实施例2的在线信号质量监测方法的示意图；
图11是在发送端实施的在线信号质量监测的整体流程图；
图12是实施例3的在线信号质量监测装置的示意图；
图13是图12的确定单元的示意图；
图14是图12的第二设置单元的示意图；
图15是图12的处理单元的示意图；
图16是实施例4的控制器的示意图；
图17是实施例5的在线信号质量监测装置的示意图；
图18是实施例6的控制器的示意图。
具体实施方式
参照附图，通过下面的说明书，本发明的前述以及其它特征将变得明显。在说明书和附图中，具体公开了本发明的特定实施方式，其表明了其中可以采用本发明的原则的部分实施方式，应了解的是，本发明不限于所描述的实施方式，相反，本发明包括落入所附权利要求的范围内的全部修改、变型以及等同物。
本发明实施例提供一种在线信号质量监测的方法。该方法既能够提供时间上连续的在线信号质量监测又能够保证监测结果的准确性。本发明实施例的核心是预留导频监测资源，设定各子载波的信噪比测量阈值，以基于数据判决的信噪比测量方法同时监测各个数据子载波以实现时间上连续的在线监测。同时，当某个子载波的信噪比低于其阈值时，协调发送机和接收机，对该子载波进行基于导频的信噪比测量以保证监测结果的准确性。
图1为一个多端口的DMT光传输系统的示意图，其典型应用场景为数据中心内大型计算机的超高速互联。如图1所示，在本发明实施例中，各个DMT发送机101共享一个发送端DMT控制器103，而各个DMT接收机102共享一个接收端DMT控制器104，发送端DMT控制器103和接收端DMT控制器104通过链路控制信道105互相交换信息，并控制各个发送机和接收机协同工作。
图2是DMT控制器103、104的内部结构示意图，如图2所示，该DMT控制器103、104包括DMT功能控制模块201和DMT链路监测模块202，该DMT功能控制模块201主要负责从链路控制信道提取控制信息并根据控制信息对各个发送机与接收机进行配置，配置的内容包括但不限于DMT子载波上的比特与功率分配、导频子载波的设置等等。DMT链路监测模块202负责监测各条链路的变化，包括各子载波上的信号质量、传输信道的幅频与相频特性等等。
本发明实施例通过协同接收端DMT控制器104和发送端DMT控制器103，根据在线实时监测的子载波信噪比调整预留的导频资源的使用，从而利用很少的导频资源在实现实时监测的同时保证了监测的准确度。
下面结合附图对本发明实施例的各种实施方式进行说明。
实施例1
本实施例提供了一种在线信号质量监测方法，该方法应用于基于离散多音调制的多载波光通信系统的接收端，例如图2所示的DMT接收机102和接收端DMT控制器104。图3是该方法的示意图，如图3所示，该方法包括：
步骤301：根据传输初始化阶段得到的各个子载波的信噪比，将信噪比最高的子载波设置为导频子载波，将其他子载波设置为数据子载波；
步骤302：确定所述导频子载波的比特分配和功率分配以及各数据子载波的比特分配和功率分配；
步骤303：根据各数据子载波的比特分配为各数据子载波设置基于数据判决的信噪比测量阈值；
步骤304：将传输阶段基于数据判决的信噪比测量得到的各数据子载波的信噪比与各数据子载波的信噪比测量阈值进行比较，在某个数据子载波的信噪比小于其信噪比测量阈值时，启动对所述数据子载波的基于导频的信噪比测量。
在步骤301中，传输初始化阶段得到的各个子载波的信噪比可以通过公知的DMT信道探测流程获得，例如，DMT发送机在各个子载波上发送训练序列，DMT接收机根据已知的发送信号(该训练序列)进行信噪比测量(公式1)，得到各个子载波的准确的信噪比。在本实施例中，该过程可以在DMT接收机中完成。
在步骤301中，得到了各个子载波的准确的信噪比，可以将信噪比最高的子载波设置为导频子载波，用于进行在线监测，也可以称为在线监测导频，其他子载波设置为数据子载波。在本实施例中，该过程可以在上述接收端DMT控制器104中完成，例如，在由DMT接收机完成了上述信道探测之后，该DMT接收机将测得的各个子载波的准确的信噪比上报给接收端DMT控制器104，由该接收端DMT控制器104的DMT链路监测模块202将信噪比最高的子载波设置为导频子载波，并将其他子载波设置为数据子载波。
在步骤302中，可以根据各个子载波的设置，确定各个子载波的比特分配和功率分配。对于该导频子载波的比特分配和功率分配，可以根据系统的预先设定确定。对于该数据子载波的比分配特和功率分配，可以根据各数据子载波的信噪比确定，例如，根据各数据子载波的信噪比为各数据子载波计算相应的比特分配和功率分配。作为一个实施例，该过程可以在上述接收端DMT控制器104中完成，例如，该DMT控制器104的上述DMT链路监测模块202将上述子载波的设置上报给该接收端DMT控制器104的DMT功能控制模块201，由该DMT功能控制模块201根据各数据子载波的信噪比为各数据子载波计算相应的比特分配和功率分配，本实施例对计算方法不作限制，而导频子载波的比特分配和功率分配可以使用系统的预先设定。在计算结束后，该DMT功能控制模块201还可以将计算结果反馈给DMT链路监测模块202。此外，该DMT功能控制模块201还可以根据导频与数据子载波的设置以及各数据子载波的比特分配和功率分配对DMT发送机和DMT接收机进行设置，开始数据传输。
图4是传输初始化阶段得到的信噪比(SNR)和导频子载波的设定的示意图，如图4所示，SNR最高的子载波被设置为导频子载波(在线SNR监测的导频)。图5是根据传输初始化阶段能得到的SNR和导频子载波的设定而计算出的子载波的比特分配的示意图，如图5所示，在导频子载波上不发送数据，而在其他子载波上发送数据。
在步骤303中，在得到了各数据子载波的比特分配后，可以根据各数据子载波的比特分配为各个数据子载波设置基于数据判决的信噪比测量的阈值，阈值设定的依据是基于数据判决的信噪比测量方法的误差。基于数据判决的信噪比测量方法的误差与三个因素有关，分别为数据调制、真实的信噪比、以及噪声的特性。
图6是设置该阈值的一个实施方式的流程图，请参照图6，该流程包括：
步骤601：通过仿真得到不同的数据调制比特在系统模型噪声下测量得到的信噪比和真实信噪比之间的关系；
步骤602：将每种数据调制比特上与真实值相差预定量的测量值作为所述数据调制比特对应的基于数据判决的信噪比测量阈值；
步骤603：根据各数据子载波的比特分配确定各数据子载波的基于数据判决的信噪比测量阈值。
在步骤601中，上述测量是指基于数据判决的测量，在一个实施方式中，该测量得到的信噪比是根据真实信噪比在数据调制星座上加上符合噪声特性的噪声，并对带有噪声的数据进行基于数据判决的信噪比测量而得到的测量值。
图7是在假设传输系统的噪声是加性高斯白噪声的场景下的一个实施例，其给出了不同的数据调制在加性高斯白噪声假设下，测量得出的信噪比和真实信噪比之间的关系。如前所述，这样的关系可以通过仿真得到，例如，根据真实信噪比在数据调制星座上加上符合噪声特性的噪声，使用公式2对带有噪声的数据进行基于数据判决的信噪比测量得到测量值，由此得到了测量的信噪比(测量值)和真实的信噪比(真实值)之间的关系。
在步骤602中，根据图7所示的测量值与真实值之间的关系可以设定上述信噪比测量阈值。作为一个实施例，可以将每种数据调制比特上与真实值相差为0.2dB的测量值设置为该种数据调制对应的阈值，由此，得到了下面表1的对应不同数据调制的信噪比测量阈值。也就是说，对于某种数据调制而言，当基于数据判决的信噪比测量得到的信噪比(测量值)小于其表中对应的阈值时，测量的误差大于0.2dB。
表1
比特分配 信噪比测量阈值
8 27.5dB
7 24dB
6 21dB
5 17dB
4 14dB
3 12dB
2 7dB
1 3dB
在步骤603中，得到了表1中比特分配和信噪比测量阈值之间的关系，根据各数据子载波的比特分配，即可确定各数据子载波的基于数据判决的信噪比测量阈值。
图6所示的设置信噪比测量阈值的方法只是举例说明，其他任何可实施的、根据基于数据判决的信噪比测量方法的误差设置基于数据判决的信噪比测量阈值的方法也都包含于本申请的保护范围。
在本实施例中，在传输开始后，DMT接收机即可对所有的数据子载波进行基于数据判决的信噪比测量以实时地监测传输信号的质量。
在步骤304中，可以将传输阶段基于数据判决的信噪比测量得到的各个数据子载波的信噪比与各个数据子载波的信噪比测量阈值进行比较，在某个数据子载波的测量得到的信噪比其信噪比测量阈值低时启动对该数据子载波的基于导频的信噪比测量。该过程可以通过接收端DMT控制器104来完成，例如，接收端DMT控制器104中的DMT链路监测模块202可以从DMT接收机中读取测得的各数据子载波的信噪比，将读取的各数据子载波的信噪比与其设定的阈值相比较，如果某个数据子载波上读取的信噪比小于其阈值，说明对于该数据子载波而言，基于数据判决的信噪比测量已经不能提供准确的信号质量监测了，由此，该DMT链路监测模块202可以触发DMT功能控制模块201通知对端的DMT发送机对该数据子载波启动基于导频的信噪比测量。该通知可以通过前述链路控制信道105发送。
图8是启动对该数据子载波的基于导频的信噪比测量的一个实施方式的流程图，请参照图8，该流程包括：
步骤801：向发送端的发送机发送针对所述数据子载波的基于导频的信噪比测量请求；
步骤802：在与所述发送机同步后，在所述导频子载波上接收数据，在所述数据子载波上接收训练序列，基于所述训练序列测量所述数据子载波的信噪比；
步骤803：在测量完毕后向所述发送机发送通知消息，通知所述发送机退出针对所述数据子载波的基于导频的信噪比测量。
在步骤801中，可以由接收端DMT控制器104的DMT功能控制模块201通过前述链路控制信道105向发送端DMT控制器103发送上述请求，发送端DMT控制器101可以根据上述请求通知发送端的DMT发送机101进行相应的操作。当DMT发送机101接收到这样的通知后，会准备执行对调操作，将该数据子载波上的数据与导频子载波上的训练序列对调，以确保数据传输的不间断。对于DMT发送机101的具体流程将在下面的实施例中进行说明。
在步骤802中，DMT接收机102与DMT发送机101的对调操作同步，从导频子载波的位置接收数据，从该数据子载波的位置接收训练序列，并根据公式1对该数据子载波进行基于导频(该已知的训练序列)的信噪比测量。
在步骤803中，在步骤802的测量完成后，该接收端DMT控制器104还可以通知DMT发送机101退出针对该数据子载波的基于导频的信噪比测量，以释放导频资源。
图9是在DMT光传输系统的接收端实施的在线信号质量监测的整体流程图，通过该流程，可以清楚本实施例的方法的实施过程，但该流程图不作为对本申请的限制。请参照图9，该流程包括：
步骤900：在探测阶段得到所有子载波的准确的信噪比(SNR)；
步骤901：将SNR最高的子载波设置为导频子载波，其他子载波设置为数据子载波；
步骤902：向DMT功能控制模块上报SNRs和子载波设置并得到比特分配和功率分配；
步骤903：根据比特分配为各数据子载波设置监测阈值；
步骤904：收集每个收据子载波的SNR；
步骤905：判断某一个数据子载波的SNR是否大于其阈值；如果判断为是，则执行步骤906，否则回到步骤904；
步骤906：触发DMT功能控制模块告知DMT发送机对该数据子载波进行基于导频的SNR监测模式；
步骤907：与发送机同步；
步骤908：在基于导频的SNR监测模式下收集该数据子载波上的SNR；
步骤909：触发DMT功能控制模块通知DMT发送机对该数据子载波退出基于导频的SNR监测模式；
步骤910：与发送机同步。
通过本实施例的方法，既能提供时间是连续的在线信号质量监测又能保证监测结果的准确性，由此，使用了尽量少的导频资源实现了实时的在线信号质量监测。
实施例2
本实施例提供了一种在线信号质量监测方法，该方法应用于基于离散多音调制的多载波光通信系统的发送端，例如图2所示的DMT发送机101和发送端DMT控制器103。该方法是与实施例1的方法对应的发送端的处理，其中与实施例1相同的内容不再重复说明。图10是该方法的示意图，如图10所示，该方法包括：
步骤1001：发送机在传输初始化阶段在各个子载波上发送训练序列；
步骤1002：获取各子载波的比特分配和功率分配以及导频子载波的位置，对各子载波进行配置，将待传输数据或者训练序列映射到相应的子载波；
步骤1003：在所述发送机接收到针对某个数据子载波的基于导频的信噪比测量请求的情况下，将所述数据子载波和导频子载波的功率和比特分配进行对调，将所述数据子载波的数据映射关系调整到所述导频子载波，将所述导频子载波的训练序列的映射关系调整到所述数据子载波，并与接收端的接收机进行同步。
在步骤1001中，通过在传输初始化阶段，由DMT发送机101在各个子载波上发送训练序列，DMT接收机102可以根据对各个子载波进行基于导频的信噪比测量，得到各个子载波的准确的信噪比。
在步骤1002中，DMT发送机101可以通过前述的链路控制信道105从DMT接收机102得到各个子载波的比特分配和功率分配以及导频子载波的位置，根据这些信息，DMT发送机101可以对各个子载波进行配置，并将传输数据或者训练序列映射到相应的子载波，开始传输过程。
在步骤1003中，在传输中，一旦DMT发送机101通过前述的链路控制信道105接收到对某个数据子载波的导频信噪比测量请求(对应前述步骤806)，则将该数据子载波与导频子载波的功率和比特分配进行对调，并将该数据子载波的数据映射关系调整到该导频子载波，将该导频子载波的训练序列的映射关系调整到该数据子载波，并与该接收端的接收机进行同步。
作为一个实施例，该过程可以在发送端DMT控制器103中完成，例如由该发送端DMT控制器103的DMT功能控制模块201首先将该数据子载波上的比特与功率配置与导频子载波的功率与比特配置进行对调，然后将该数据子载波的数据映射关系调整到导频子载波，而将导频子载波对应的训练序列的映射关系调整到该数据子载波，从而实现了二者的对调，以保证在测量过程中传输业务的连续性。此外，DMT发送机101与DMT接收机102还可以通过前述的链路控制信道105对以上操作进行同步。同步的一个简单实施例是该DMT发送机101与该DMT接送机102约定一个对调发生的时刻。在该时刻，该DMT发送机101进行实际的对调操作，而DMT接收机102在该时刻后接收到的就是数据子载波和导频子载波对调后的信号，从而DMT接收机102能够在原数据子载波上进行基于导频的信噪比测量以保证测量的准确性(对应前述步骤808)。
在步骤1003中，如果该DMT发送机101通过前述的链路控制信道105接收到针对该数据子载波的测量完毕的通知消息，其可以恢复该数据子载波和导频子载波的功率和比特分配，将该数据子载波的数据映射关系恢复到该数据子载波，将该导频子载波的训练序列的映射关系恢复到该导频子载波，并与该接收端的接收机进行同步。在该步骤中，DMT发送机101等待DMT接收机102测量完毕的指示，当收到该指示后，该DMT发送机101执行前述对调的反向操作，并与DMT接收机102同步，以完成导频资源的释放。类似的，该过程也可以在发送端DMT控制器103中完成，此处省略说明。
图11是在DMT光传输系统的发送端实施的在线信号质量监测的整体流程图，通过该流程，可以清楚本实施例的方法的实施过程，但该流程图不作为对本申请的限制。请参照图11，该流程包括：
步骤1100：DMT发送机在各个子载波上发送训练序列；
步骤1101：从DMT接收机得到各子载波的比特分配和功率分配，根据比特分配和SNR导频上的训练序列发送数据；
步骤1102：判断是否接收到来自DMT接收机的针对某特定子载波进入基于导频的SNR监测模式的通知，如果判断为是，则执行步骤1103，否则回到步骤1101；
步骤1103：将所述特定子载波的数据切换到导频子载波的位置，并在该特定子载波上发送训练序列；
步骤1104：与接收机同步；
步骤1105：判断是否接收到来自DMT接收机的针对上述特定子载波退出基于导频的SNR监测模式的通知，如果判断为是，则执行步骤1106，否则回到步骤1101；
步骤1106：将数据切换回该特定子载波，并在导频子载波上发送训练序列；
步骤1107：与接收机同步。
通过本实施例的方法，既能提供时间是连续的在线信号质量监测又能保证监测结果的准确性，由此，使用了尽量少的导频资源实现了实时的在线信号质量监测。
实施例3
本实施例提供了一种在线信号质量监测装置，配置于基于离散多音调制的多载波光通信系统的接收端，例如图2所示的DMT接收机102和接收端DMT控制器104。由于该装置解决问题的原理与实施例1的方法类似，因此其具体的实施可以参照实施例1的方法的实施，内容相同之处不再重复说明。
图12是该装置的示意图，如图12所示，该装置1200包括：第一设置单元1201、确定单元1202、第二设置单元1203和处理单元1204。
该第一设置单元1201用于根据传输初始化阶段得到的各个子载波的信噪比，将信噪比最高的子载波设置为导频子载波，将其他子载波设置为数据子载波；该确定单元1202用于确定所述导频子载波的比特分配和功率分配以及各数据子载波的比特分配和功率分配；该第二设置单元1203用于根据各数据子载波的比特分配为各数据子载波设置基于数据判决的信噪比测量阈值；该处理单元1204用于将传输阶段基于数据判决的信噪比测量得到的各数据子载波的信噪比与各数据子载波的信噪比测量阈值进行比较，在某个数据子载波的信噪比小于其信噪比测量阈值时，启动对所述数据子载波的基于导频的信噪比测量。
在本实施例中，该第一设置单元1201可以通过前述DMT链路监测模块202来实现，该确定单元1202、该第二设置单元1203、和该处理单元1204可以通过前述DMT功能控制模块201来实现。
图13是确定单元1202的一个实施方式的示意图，如图13所示，该确定单元1202包括：第一确定模块1301和计算模块1302，该第一确定模块1301根据系统的预先设定确定所述导频子载波的比特分配和功率分配，该计算模块1302根据各数据子载波的信噪比为各数据子载波计算相应的比特分配和功率分配。对于具体的计算方法，本实施例不作限制。
图14是第二设置单元1203的一个实施方式的示意图，如图14所示，该第二设置单元1203包括：第二确定模块1401、设置模块1402、和第三确定模块1403。
该第二确定模块1401用于通过仿真得到不同的数据调制比特在系统模型噪声下测量得到的信噪比和真实信噪比之间的关系；该设置模块1402用于将每种数据调制比特上与真实值相差预定量的测量值作为所述数据调制比特对应的基于数据判决的信噪比测量阈值；该第三确定模块1403用于根据各数据子载波的比特分配确定各数据子载波的基于数据判决的信噪比测量阈值。在该实施方式中，上述测量得到的信噪比是根据真实信噪比在数据调制星座上加上符合噪声特性的噪声，并对带有噪声的数据进行基于数据判决的信噪比测量得到的测量值。
图14的实施方式只是举例说明，在其他实施方式中，可以基于图14，在该装置100外部设置各个数据子载波的基于数据判决的信噪比测量阈值，并提供给该第二设置单元1203。
图15是处理单元1204的一个实施方式的示意图，如图15所示，该处理单元1204包括：发送模块1501、同步模块1502、和接收模块1503。
该发送模块1501用于向发送端的发送机发送针对所述数据子载波的基于导频的信噪比测量请求；该同步模块1502用于与该发送机同步；该接收模块1503用于在所述导频子载波上接收数据，在所述数据子载波上接收训练序列，基于所述训练序列测量所述数据子载波的信噪比；该发送模块1501可以在所述接收模块1503测量完毕后向该发送机发送通知消息，通知该发送机退出针对该数据子载波的基于导频的信噪比测量。
在本实施方式中，该处理单元1204的上述处理可以在接收端DMT控制器104的控制下，由DMT接收机102来完成，具体如实施例1所述，此处不再赘述。
通过本实施例的装置，既能提供时间是连续的在线信号质量监测又能保证监测结果的准确性，由此，使用了尽量少的导频资源实现了实时的在线信号质量监测。
实施例4
本实施例提供了一种控制器，图16是该控制器的示意图，如图16所示，该控制器1600包括实施例3所述的在线信号质量监测装置1200。由于在实施例3中，已经对该在线信号质量监测装置1200做了详细说明，其内容被合并于此，此处不再赘述。
在本实施例中，该控制器1600可以配置于基于离散多音调制的多载波光通信系统的接收端，例如可以配置于DMT接收机102中，也可以配置于DMT接收机102外。
通过本实施例的控制器，既能提供时间是连续的在线信号质量监测又能保证监测结果的准确性，由此，使用了尽量少的导频资源实现了实时的在线信号质量监测。
实施例5
本实施例提供了一种在线信号质量监测装置，配置于基于离散多音调制的多载波光通信系统的发送端，例如图2所示的DMT发送机101和发送端DMT控制器103。由于该装置解决问题的原理与实施例2的方法类似，因此其具体的实施可以参照实施例2的方法的实施，内容相同之处不再重复说明。
图17是该装置的示意图，如图17所示，该装置1700包括：控制单元1701、配置单元1702、和第一处理单元1703。
该控制单元1701用于在传输初始化阶段，控制发送机在各个子载波上发送训练序列；该配置单元1702用于获取各子载波的比特分配和功率分配以及导频子载波的位置，对各子载波进行配置，控制发送机将待传输数据或者训练序列映射到相应的子载波；该第一处理单元1703用于在所述发送机接收到针对某个数据子载波的基于导频的信噪比测量请求的情况下，控制发送机将所述数据子载波和导频子载波的功率和比特分配进行对调，将所述数据子载波的数据映射关系调整到所述导频子载波，将所述导频子载波的训练序列的映射关系调整到所述数据子载波，并与接收端的接收机进行同步。
在本实施例中，如图17所示，该装置1700还包括：第二处理单元1704，其在所述发送机接收到针对所述数据子载波的测量完毕的通知消息后，控制该发送机恢复所述数据子载波和导频子载波的功率和比特分配，将所述数据子载波的数据映射关系恢复到所述数据子载波，将所述导频子载波的训练序列的映射关系恢复到所述导频子载波，并与接收端的接收机进行同步。
在本实施例中，与接收机进行同步可以与该接收机约定对调时刻，并在该对调时刻进行上述对调操作。
通过本实施例的装置，既能提供时间是连续的在线信号质量监测又能保证监测结果的准确性，由此，使用了尽量少的导频资源实现了实时的在线信号质量监测。
实施例6
本实施例提供了一种控制器，图18是该控制器的示意图，如图18所示，该控制器1800包括实施例5所述的在线信号质量监测装置1700。由于在实施例5中，已经对该在线信号质量监测装置1700做了详细说明，其内容被合并于此，此处不再赘述。
在本实施例中，该控制器1800可以配置于基于离散多音调制的多载波光通信系统的发送端，例如可以配置于DMT发送机101中，也可以配置于DMT发送机101外。
通过本实施例的控制器，既能提供时间是连续的在线信号质量监测又能保证监测结果的准确性，由此，使用了尽量少的导频资源实现了实时的在线信号质量监测。
实施例7
本发明实施例还提供了一种基于离散多音调制的多载波光通信系统，图1是该系统的结构示意图，如图1所示，该系统100包括DMT发送机101、DMT接收机102、发送端DMT控制器103、接收端DMT控制器104、以及链路控制信道105。
在本实施例中，该发送端DMT控制器103可以通过实施例6的控制器1400实现，该接收端DMT控制器104可以通过实施例4的控制器1200来实现，由于在实施例4和实施例6中，已经对各个控制器做了详细说明，其内容被合并于此，此处不再赘述。
在本实施例中，以发送端DMT控制器103和接收端DMT控制器104分别独立于DMT发送机101和DMT接收机102为例，在具体实施过程中，该发送端DMT控制器103和该接收端DMT控制器104也可以分别配置于DMT发送机101和DMT接收机102中。
通过本发明实施例提供的系统，既能提供时间是连续的在线信号质量监测又能保证监测结果的准确性，由此，使用了尽量少的导频资源实现了实时的在线信号质量监测。
本发明实施例还提供一种计算机可读程序，其中当在接收端控制器中执行所述程序时，所述程序使得所述接收端控制器执行实施例1所述的方法。
本发明实施例还提供一种存储有计算机可读程序的存储介质，其中所述计算机可读程序使得接收端控制器执行实施例1所述的方法。
本发明实施例还提供一种计算机可读程序，其中当在发送端控制器中执行所述程序时，所述程序使得所述发送端控制器执行实施例2所述的方法。
本发明实施例还提供一种存储有计算机可读程序的存储介质，其中所述计算机可读程序使得发送端控制器执行实施例2所述的方法。
本发明以上的装置和方法可以由硬件实现，也可以由硬件结合软件实现。本发明涉及这样的计算机可读程序，当该程序被逻辑部件所执行时，能够使该逻辑部件实现上文所述的装置或构成部件，或使该逻辑部件实现上文所述的各种方法或步骤。本发明还涉及用于存储以上程序的存储介质，如硬盘、磁盘、光盘、DVD、flash存储器等。
以上结合具体的实施方式对本发明进行了描述，但本领域技术人员应该清楚，这些描述都是示例性的，并不是对本发明保护范围的限制。本领域技术人员可以根据本发明的精神和原理对本发明做出各种变型和修改，这些变型和修改也在本发明的范围内。

Claims (9)

1.一种在线信号质量监测装置，配置于基于离散多音调制的多载波光通信系统的接收端，其中，该装置包括：
第一设置单元，其根据传输初始化阶段得到的各个子载波的信噪比，将信噪比最高的子载波设置为导频子载波，将其他子载波设置为数据子载波；
确定单元，其确定所述导频子载波的比特分配和功率分配以及各数据子载波的比特分配和功率分配；
第二设置单元，其根据各数据子载波的比特分配为各数据子载波设置基于数据判决的信噪比测量阈值；
处理单元，其将传输阶段基于数据判决的信噪比测量得到的各数据子载波的信噪比与各数据子载波的信噪比测量阈值进行比较，在某个数据子载波的信噪比小于其信噪比测量阈值时，启动对所述数据子载波的基于导频的信噪比测量。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述确定单元包括，
第一确定模块，其根据系统的预先设定确定所述导频子载波的比特分配和功率分配；
计算模块，其根据各数据子载波的信噪比为各数据子载波计算相应的比特分配和功率分配。
3.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第二设置单元包括，
第二确定模块，其通过仿真得到不同的数据调制比特在系统模型噪声下基于数据判决的测量得到的信噪比和真实信噪比之间的关系；
设置模块，其将每种数据调制比特上与真实值相差预定量的测量值作为所述数据调制比特对应的基于数据判决的信噪比测量阈值；
第三确定模块，根据各数据子载波的比特分配确定各数据子载波的基于数据判决的信噪比测量阈值。
4.根据权利要求3所述的装置，其中，所述测量得到的信噪比是根据真实信噪比在数据调制星座上加上符合噪声特性的噪声，并对带有噪声的数据进行基于数据判决的信噪比测量得到的测量值。
5.根据权利要求1所述的装置，其中，所述处理单元包括：
发送模块，其向发送端的发送机发送针对所述数据子载波的基于导频的信噪比测量请求；
同步模块，其与所述发送机同步；
接收模块，其在所述导频子载波上接收数据，在所述数据子载波上接收训练序列，基于所述训练序列测量所述数据子载波的信噪比；
所述发送模块在所述接收模块测量完毕后向所述发送机发送通知消息，通知所述发送机退出针对所述数据子载波的基于导频的信噪比测量。
6.一种在线信号质量监测装置，配置于基于离散多音调制的多载波光通信系统的发送端，其中，该装置包括：
控制单元，其在传输初始化阶段，控制发送机在各个子载波上发送训练序列；
配置单元，其获取各子载波的比特分配和功率分配以及导频子载波的位置，对各子载波进行配置，将待传输数据或者训练序列映射到相应的子载波；
第一处理单元，其在所述发送机接收到针对某个数据子载波的基于导频的信噪比测量请求的情况下，将所述数据子载波和导频子载波的功率和比特分配进行对调，将所述数据子载波的数据映射关系调整到所述导频子载波，将所述导频子载波的训练序列的映射关系调整到所述数据子载波，并与接收端的接收机进行同步。
7.根据权利要求6所述的装置，其中，所述装置还包括：
第二处理单元，其在所述发送机接收到针对所述数据子载波的测量完毕的通知消息后，恢复所述数据子载波和导频子载波的功率和比特分配，将所述数据子载波的数据映射关系恢复到所述数据子载波，将所述导频子载波的训练序列的映射关系恢复到所述导频子载波，并与接收端的接收机进行同步。
8.根据权利要求7所述的装置，其中，所述第一处理单元和所述第二处理单元在与接收端的接收机进行同步时，与所述接收机约定对调时刻，在所述对调时刻，进行上述对调操作。
9.一种基于离散多音调制的多载波光通信系统，包括发送机和接收机，还包括发送端控制器和接收端控制器，其中，
所述接收端控制器被配置为：
根据传输初始化阶段得到的各个子载波的信噪比，将信噪比最高的子载波设置为导频子载波，将其他子载波设置为数据子载波；
确定所述导频子载波的比特分配和功率分配以及各数据子载波的比特分配和功率分配；
根据各数据子载波的比特分配为各数据子载波设置基于数据判决的信噪比测量阈值；
将传输阶段基于数据判决的信噪比测量得到的各数据子载波的信噪比与各数据子载波的信噪比测量阈值进行比较，在某个数据子载波的信噪比小于其信噪比测量阈值时，启动对所述数据子载波的基于导频的信噪比测量；
所述发送端控制器被配置为：
在传输初始化阶段，控制所述发送机在各个子载波上发送训练序列；
获取各子载波的比特分配和功率分配以及导频子载波的位置，对各子载波进行配置，将待传输数据或者训练序列映射到相应的子载波；
在所述发送机接收到针对某个数据子载波的基于导频的信噪比测量请求的情况下，将所述数据子载波和导频子载波的功率和比特分配进行对调，将所述数据子载波的数据映射关系调整到所述导频子载波，将所述导频子载波的训练序列的映射关系调整到所述数据子载波，并与接收端的接收机进行同步。
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