CN108886464A - 一种时钟恢复装置以及时钟恢复的方法 - Google Patents

Abstract

一种时钟恢复装置(300)以及时钟恢复方法，该该时钟恢复装置(300)中，信号时钟补偿器(301)用于根据B参数以及C参数对频域形式的第一、第二信号进行时钟相位的调整，并输出；信号调整器(302)用于根据A参数对调整时钟相位后的第一、第二信号进行偏振角度的调整并确定目标正频谱信息以及目标负频谱信息，鉴相器(303)用于对根据目标正以及负频谱信息确定时钟误差信号；环路滤波器(304)用于对时钟误差信号进行滤波，还用于从环路滤波器(304)的积分支路引出的信号作为监控信号；插值控制器(305)用于根据滤波后的时钟误差信号确定B参数；信号特性参数修改器(306)用于判断监控信号是否在预置波动范围内；若否，则调整A参数以及C参数，使得监控信号在预置波动范围内。

Description

一种时钟恢复装置以及时钟恢复的方法 技术领域

本申请涉及光通信领域，尤其涉及到一种时钟恢复装置以及时钟恢复的方法。

背景技术

相干光通信系统，为光通信系统的一种，指利用激光器发出的光的相干性，在接收端实现外差或零差检测，称为相干通信，而利用该相干通信实现信息传送的通信系统称为相干光通信系统。相干光通信系统可以通过振幅、频率、相位或偏振态来传递信息。在相干光通信系统等通信系统中，接收端在进行完光电转换后，需要进行数字域的算法处理。接收端利用算法处理数据的速度与发送端发射数据的速度应该时时刻刻保持一致，这样才能保障发送端所有发射的数据都及时的得到处理，即保持时钟同步。例如，以相干光通信系统为例，其中，相干光通信系统的一个逻辑结构示意图如图1所示：模拟数字转换器(英文全称：Analog to Digital Converter，缩写：ADC)接收光信号转换后的4路电信号，如图1所示的xi，xq，yi，yq，进入模拟数字转换器，模拟数字转换器把4路信号组合成2路不同偏振(x1、y1偏振)的复数信号，组合方式为(x1＝xi+jxq)，(y1＝yi+jyq)，x1、y1进入色散估计与补偿模块完成了光色散损伤的消除，输出x2、y2，接着输入时钟恢复装置，时钟恢复装置输出一个时钟误差信号，该时钟误差信号输入到环路滤波器，环路滤波器的输出控制压控振荡器，压控振荡器调节模拟数字转换器的采样相位与频率，从而完成接收端的同步。即只有这种采样相位调整正确的信号才能最优地被接收端接收。可见时钟恢复装置是相干光通信系统中一个不可分割的部分，其性能直接影响整个相干光通信系统的性能。

即相干光通信系统中，在接收到ADC采集到的信号后，需要利用时钟恢复装置进行时钟恢复，达到时钟同步，时钟同步是相干光通信系统首要完成的工作。

然而，在相干光通信系统中，通常会受到补偿偏振模色散(英文全称： Polarization Mode Dispersion，缩写：PMD)，色散以及激光器频率偏移等影响。现有技术中的时钟恢复装置结构示意图如图2所示，在图2中，信号调整器通过A参数调整x，y两路信号的偏正角度，达到影响的作用，最终通过B参数调整信号的时钟，然而，现有技术中的时钟恢复装置中，信号特性参数修改器根据鉴相器输出的复数误差信号的模的大小来判断时钟同步性能，比如输出的信号的实部为预设最大值时，则认为时钟同步性能好，即认为这个时候时钟恢复装置工作于最佳；如果该实部值处于波动状态，则认为时钟同步性能差。但是信号特性参数修改器主要是通过输出的A参数值纠正信号的PMD影响，使鉴相器输出的复数信号的实部保持最预置最大值。即现有技术中，鉴相器输出信号的实部只是反映时钟性能有无受到PMD的影响，当受到PMD影响时，则通过调节A参数使得鉴相器输出的信号的实部保持最预置最大值，然而，除了PMD外，色散以及激光器频率偏移等对时钟同步性能的影响也很大，其会对鉴相器的输出产生影响，进而影响环路滤波器的输出，最终时钟恢复装置根据B参数调整时钟也受到了影响，即通过A值只能减少PMD的影响，但若信号还受色散等因素影响时，此时调整的时钟同步结果并不是最好的，即现有技术中的时钟恢复装置只是监控，并减少PMD这单一因素的影响。

发明内容

本申请提供了一种时钟恢复装置以及时钟恢复的方法，通过本申请的时钟恢复装置，可以监控，并减少PMD、色散等因素影响。

本申请第一方面提供了一种时钟恢复装置，该时钟恢复装置中，包括信号时钟补偿器、信号调整器、鉴相器、环路滤波器、插值控制器以及信号特性参数修改器，其中，上述各个器件的功能如下描述所示：

其中，信号时钟补偿器，用于利用傅里叶变换，将输入至信号时钟补偿器的第一信号、第二信号转换为频域形式的信号，其中，第一、第二信号为光信号两个不同偏振态的信号，接着根据插值控制器反馈至信号时钟补偿器的B参数，以及信号特性参数修改器反馈至信号时钟补偿器的C参数，对经过转换后的第一信号、第二信号进行时钟相位的调整，并将调整时钟相位后的第一信号、第二信号输出至信号调整器；

信号调整器，用于根据信号特性参数修改器反馈至信号调整器的A参数对调整时钟相位后的第一信号、第二信号进行偏振角度调整，并确定目标正频谱信息以及目标负频谱信息，将目标正频谱信息以及目标负频谱信息输出至鉴相器，其中，目标正频谱信息包括经过偏振角度调整后的第一信号、第二信号的正频谱信号，目标负频谱信息包括经过偏振角度调整后的第一信号、第二信号的负频谱信号；

鉴相器，用于根据接收到的目标正频谱信息以及目标负频谱信息确定时钟误差信号，并将所述时钟误差信号输出至所述环路滤波器；

环路滤波器，用于对时钟误差信号进行滤波，并将滤波后的时钟误差信号输出至插值控制器，并将环路滤波器的积分支路对时钟误差信号进行积分后的信号作为监控信号输出至信号特性参数修改器；

插值控制器，用于根据滤波后的时钟误差信号确定B参数，信号特性参数修改器，用于判断监控信号是否在预置波动范围内，若信号特性参数修改器确定监控信号并不是在预置波动范围内，则调整A参数以及C参数，使得监控信号在预置波动范围内。

由以上技术方案可以看出，由于监控信号受到PMD、色散等因素的影响会导致监控信号产生波动，因此通过监控该监控信号，不断的调整A参数以及C参数，使得监控信号在预置波动范围内，即通过本发明时钟恢复装置，可以监控并减少PMD、色散等因素影响。

在一种可能的实现中，信号调整器根据A参数对调整时钟相位后的所述第一、第二信号进行偏振角度调整，确定目标正频谱信息以及目标负频谱信息，具体是指：

将调整时钟信号后的第一信号的正频谱信号乘以Cos(A)，获得第一正频谱信号；将调整时钟信号后的第一信号的负频谱信号乘以Cos(A)，获得第一负频谱信号；将调整时钟信号后的第二信号的正频谱信号乘以Sin(A)，获得第二正频谱信号；将调整时钟信号后的第二信号的负频谱信号乘以Sin(A)，获得第二负频谱信号；将第一正频谱信号以及第二正频谱信号合并得到目标正频谱信息；将第一负频谱信号以及第二负频谱信号合并得到目标负频谱信息。

即给出了具体调整偏振角度的计算方式，提高了方案的可实施性，另外， 在现有技术中的信号调整器中，是把接收到的A参数取余弦后需要再乘一个复指数作为调节参数，即最终的调节参数为复数形式，而本申请中的信号调整器只把接收到的A参数取余弦保证了调节参数始终是实数。可以在满足调整偏振角度功能的同时也减少了计算复杂度，进而减少功耗。

在一种可能的实现中，鉴相器根据目标正频谱信息以及目标负频谱信息确定时钟误差信号，具体可以是指根据目标正频谱信息以及目标负频谱信息的全部频谱信息确定时钟误差信号。

即本申请中的鉴相器是根据目标正频谱信息以及目标负频谱信息的全部频谱信息确定时钟误差信号，即调整偏振角度后第一信号以及第一信号的全部频谱信息来确定时钟误差信号，而现有技术中则是利用调整偏振角度后第一信号以及第一信号的部分频谱信息来确定时钟误差信号，正因为用了很少频谱信息导致在有频率偏移的时候鉴相器获取信息的有效性大大降低。本申请中的鉴相器用了全频域信息就可以规避了这个情况发生。

在一种可能的实现中，信号特性参数修改器调整A参数以及C参数，具体可以是在第一预置调整范围内调整A参数，在第二预置调整范围内调整C参数。

即可以根据实际应用情况来调整A参数C参数的调整范围，即可以根据实际需求的监控精度以及速度来折中选取最优的调整范围，提高了方案的多样性。

在一种可能的实现中，该时钟恢复装置还可以包括移位寄存器，该移位寄存器用于接收插值控制器根据时钟误差信号确定的参数，根据D参数对输入至信号时钟补偿器的第一信号以及第二信号进行移位操作。

本申请第二方面提供了一种时钟恢复的方法，该时钟恢复的方法应用于上述第一方面中的时钟恢复装置，该时钟恢复装置包括信号时钟补偿器、信号调整器、鉴相器、环路滤波器、插值控制器以及信号特性参数修改器，该时钟恢复方法中，各个器件的功能如下描述：

其中，信号时钟补偿器利用傅里叶变换，将输入至信号时钟补偿器的第一信号、第二信号转换为频域形式的信号，其中，第一、第二信号为光信号两个不同偏振态的信号，接着根据插值控制器反馈至信号时钟补偿器的B参数， 以及信号特性参数修改器反馈至信号时钟补偿器的C参数，对经过转换后的第一信号、第二信号进行时钟相位的调整，并将调整时钟相位后的第一信号、第二信号输出至信号调整器；信号调整器根据信号特性参数修改器反馈至信号调整器的A参数对调整时钟相位后的第一信号、第二信号进行偏振角度调整，并确定目标正频谱信息以及目标负频谱信息，将目标正频谱信息以及目标负频谱信息输出至鉴相器，其中，目标正频谱信息包括经过偏振角度调整后的第一信号、第二信号的正频谱信号，目标负频谱信息包括经过偏振角度调整后的第一信号、第二信号的负频谱信号；鉴相器根据接收到的目标正频谱信息以及目标负频谱信息确定时钟误差信号，并将所述时钟误差信号输出至所述环路滤波器；环路滤波器，用于对时钟误差信号进行滤波，并将滤波后的时钟误差信号输出至插值控制器，并将环路滤波器的积分支路对时钟误差信号进行积分后的信号作为监控信号输出至信号特性参数修改器；插值控制器根据滤波后的时钟误差信号确定B参数；信号特性参数修改器判断监控信号是否在预置波动范围内，若信号特性参数修改器确定监控信号并不是在预置波动范围内，则调整A参数以及C参数，使得监控信号在预置波动范围内。

在一种可能的实现中，信号调整器根据A参数对调整时钟相位后的所述第一、第二信号进行偏振角度调整，确定目标正频谱信息以及目标负频谱信息，具体是将调整时钟信号后的第一信号的正频谱信号乘以Cos(A)，获得第一正频谱信号；将调整时钟信号后的第一信号的负频谱信号乘以Cos(A)，获得第一负频谱信号；将调整时钟信号后的第二信号的正频谱信号乘以Sin(A)，获得第二正频谱信号；将调整时钟信号后的第二信号的负频谱信号乘以Sin(A)，获得第二负频谱信号；将第一正频谱信号以及第二正频谱信号合并得到目标正频谱信息，将第一负频谱信息以及第二负频谱信息合并得到目标负频谱信息。

在一种可能的实现中，鉴相器具体根据目标正频谱信息以及目标负频谱信息的全部频谱信息确定时钟误差信号。

在一种可能的实现中，信号特性参数修改器，具体在第一预置调整范围内调整A参数，在第二预置调整范围内调整C参数。

在一种可能的实现中，该时钟恢复装置还包括移位寄存器，该该移位寄存器接收插值控制器根据时钟误差信号确定的参数，根据D参数对输入至信号 时钟补偿器的第一信号以及第二信号进行移位操作。

相较于现有技术，从以上技术方案可以看出，在本申请中，由于监控信号受到PMD、色散等因素的影响会导致监控信号产生波动，因此通过监控该监控信号，不断的调整A参数以及C参数，使得监控信号在预置波动范围内，即通过本发明时钟恢复装置，可以监控并减少PMD、色散等因素影响。

附图说明

图1为现有的相干光通信系统一个逻辑结构示意图；

图2为现有的时钟恢复装置结构示意图；

图3为本申请一种时钟恢复装置一个实施例的逻辑结构示意图；

图4为本申请的时钟恢复装置中环路滤波器的逻辑结构示意图；

图5为本申请的时钟恢复装置中信号时钟补偿器的逻辑结构示意图；

图6为本申请的时钟恢复装置中信号调整器的逻辑结构示意图；

图7为本申请的时钟恢复装置中鉴相器的逻辑结构示意图；

图8为本申请的鉴相器的时钟误差处理累加过程示意图；

图9为本申请一种时钟恢复装置另一实施例的逻辑结构示意图。

具体实施方式

本申请实施例提供了一种时钟恢复装置以及时钟恢复的方法，可以监控，减少PMD、色散等因素影响。

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外，术 语“包括”和以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

请参阅图3，图3为本申请中一种时钟恢复装置一个实施例的逻辑结构示意图，该时钟恢复装置300中包括信号时钟补偿器301、信号调整器302、鉴相器303、环路滤波器304、插值控制器305以及信号特性参数修改器306、其中，环路滤波器304的逻辑结构图如图4所示，环路滤波器304为常见的环路滤波器，其中Kp以及Ki为环路滤波器304的系数。由图4可知环路滤波器304滤波后的输出为信号输出1，即输出至插值控制器305的输出信号，这里假设从环路滤波器304积分支路引出的信号作为监控信号，即图4中所述的信号输出2，其具体位置如图4所示。

本领域技术人员可以知道，色散具有随着频率变化而有不同的相位变化的特性，当具有色散的信号进去到鉴相器303后，鉴相器303对信号进行时钟误差相位的提取时叠加了因为色散造成的相位变化后，鉴相器输出的信号因此受到了色散这个因素造成的波动。经过环路滤波器304后，同样伴随着这个波动。所以色散会导致环路滤波器的信号输出2的值产生波动。

另外，PMD是指光的两个偏振态信号之间具有不同的延时，并伴随作时间随机变化的特性。应理解，当信号受到PMD影响后送入的鉴相器303后，鉴相器303输出信号会受到两个偏振态信号之间不同延时且随机变化原因造成的波动。即同样会PMD会导致环路滤波器304的输出信号2的值产生波动。

另外，在相干光通信系统中，发射机与接收机的激光器频率不一致导致信号解调为外差解调，外差解调导致进行鉴相器303的信号时钟分量有一个固定的偏移量，固定的偏移量造成鉴相器303输出带有相位噪声，相位噪声的大小与收发两个激光器具体的频率偏差的大小有关系。带有相位噪声的信号输入到环路滤波器304，同样也影响了环路滤波器304的信号输出2的输出值，造成其波动。

即只要鉴相器303的输入信号受到上面的一种或是多种因素的组合都造成相同的结果就是环路滤波器304输出信号2的值产生波动。即可以通过环路 滤波器304信号输出2的变化就可以判断信号时钟同步性能是否正常。

因此，本申请提出了如图3所示连接关系的时钟恢复装置300，其与现有技术中的时钟恢复装置，即图2所示的时钟恢复装置，不同之处主要体现在本利用环路滤波器304的信号输出2作为反馈调节信号特性参数。信号特性参数修改器306通过不断调整以及输出控制A参数以及C参数，进而进行控制整个环路的工作状态，使得环路滤波器304的信号输出2的值在预置波动范围内，若环路滤波器304的信号输出2的值在预置波动范围内，说明此时时钟恢复装置300已经减少或者消除了PMD、色散等因素的影响。

为了便于理解，下面对本申请中的时钟恢复装置300的工作过程进行具体的描述：

信号时钟补偿器301，用于将输出至信号时钟补偿器的第一、第二信号转换为频域形式的信号，再根据B参数以及C参数调整第一信号的时钟相位，根据B参数以及C参数调整第二信号的时钟相位后，再输出第一信号以及第二信号；

其中，第一信号以及第二信号为光信号的两个不同偏振态的信号，B参数由插值控制器305反馈至所述信号时钟补偿器301，C参数由信号特性参数修改器306反馈至信号时钟补偿器301。

即，信号时钟补偿器就会对输入信号进行时钟偏差补偿，补偿的目的是让信号被一个固定采样倍数的采样器采样。

即本申请中的信号时钟补偿器，可以将经过ADC转换后的时域离散信号，经过快速傅立叶变换(英文全称：Fast Fourier Transform，缩写：FFT)，转换为频域形式的信号后，再根据插值控制器305反馈过来的B参数以及信号特性参数修改器306反馈过来的C参数调整输入信号的时钟相位，并输出调整了时钟相位后的信号。即信号时钟补偿器301的目的是对输入信号进行时钟偏差补偿，补偿的目的是让信号被一个固定采样倍数的采样器采样。

请参阅图5，图5为本申请的时钟恢复装置中的信号时钟补偿器的逻辑结构示意图，其中，Exp表示自然指数。为了便于描述，在本实施例中，假设第一信号为X信号，第二信号为Y信号，在信号时钟补偿器301里，X、Y信号经过FFT后，再乘以一个相位变量，该相位变量由B、C参数组成。B参数 是信号时钟调节用，C参数主要是调整色散的影响。经过了信号时钟补偿器后，信号的采样率就调整完成，此时，若系统发射端发射时钟随着时间有偏差，那么这个是信号时钟补偿器则根据B参数以及C参数跟随着一起偏移，来达到固定采样倍数的采样率的目标的。只要此时的B参数以及C参数满足固定采样倍数就可以认为时钟同步性能正常，也就是说，此时时钟输出的信号时钟受到的影响已经减少，或者已经被消除。

需要说明的是，现有的信号时钟补偿器是利用时域插值滤波器完成输入信号的时钟纠正，时域插值滤波器根据精度要求的不同选择不同个数的滤波器系数，而系数的多少直接决定了实现时信号时钟补偿器的芯片资源。例如：假设现有的信号时钟补偿器进行时域插值用8个滤波器抽头系数对100个数据点，就是移动一个时间相位，则需要就是800个乘法操作。但是在本申请中的信号时钟补偿器中，将输入至信号时钟补偿器的信号转换为频域形式的信号后再进行时钟的纠正，其在频域实现则只需要进行100个乘法操作。即现有的信号时钟补偿器相对于本申请中的信号时钟补偿器浪费了大量的乘法器。

本申请中的时钟恢复装置，用于引出信号时钟补偿器301的输出信号作为反馈信号，将其输出至信号调整器302；

信号调整器302，用于根据A参数对调整时钟相位后的X、Y信号的进行偏振角度调整并确定目标正频谱信息以及目标负频谱信息。

其中，A参数由信号特性参数修改器306反馈至信号调整器302，目标正频谱信息包括经过偏振角度调整后的X信号、Y信号的正频谱信号，目标负频谱信息包括经过偏振角度调整后的X信号、Y信号的负频谱信号。

优选地，具体可以通过图6所示的方式进行偏振角度调整并确定目标正频谱信息以及目标负频谱信息，请参阅图6，图6为本申请中的时钟恢复装置中的信号调整器的逻辑结构示意图：

即用于将调整时钟信号后的X信号的正频谱信号乘以Cos(A)，获得第一正频谱信号；将调整时钟信号后的X信号的负频谱信号乘以Cos(A)，获得第一负频谱信号；

将调整时钟信号后的Y信号的正频谱信号乘以Sin(A)，获得第二正频谱信号；将调整时钟信号后的Y信号的负频谱信号乘以Sin(A)，获得第二负频 谱信号；

将第一正频谱信号以及第二正频谱信号合并得到目标正频谱信息；将第一负频谱信号以及第二负频谱信号合并得到目标负频谱信息；

最后将目标正频谱信息以及目标负频谱信息输出至鉴相器。

本申请中的时钟恢复装置中，引出信号时钟补偿器301的输出信号作为反馈信号，将其输出至信号调整器302，即可以将调整时钟信号后的X信号以及Y信号反馈至信号调整器302，信号调整器302接收了调整时钟信号后X信号以及Y信号后，优选地，可以通过如图6所示的方式调整偏振角度。

应理解，PMD的影响主要体现在X信号与X信号两路偏振态的时延差，那么时延差造成X、Y两路信号有不同相位差。通过图6所示方式就是通过调节相位差的方式调节了X、Y两路信号的时延差。这样A参数的调节就可以弥补PMD带来的影响。

需要说明的是，本申请中的信号调整器与现有的信号调整器的不同在于调整参数的不同，现在技术把接收到的A参数取余弦后需要再乘一个复指数作为调节参数，即最终的调节参数为复数形式，而本发明只把接收到的A参数取余弦操作保证了调节参数始终是实数。可以在满足调整功能同时也减少了计算复杂度，进而减少系统功耗。

需要说明的是，信号调整器根据A参数除了通过取余弦作为调节参数外，还可以根据A参数获得其他调节参数，例如，信号调整器将接收到的A参数取正弦操作，只要使得最终可以根据A参数的调节弥补PMD带来的影响即可，具体此处不做限定。

鉴相器303，用于将从信号调整器302输入至鉴相器303的信号进行鉴相，获得时钟相位差；

鉴相器303，具体地，用于根据上述目标正频谱信息以及目标负频谱信息的部分频谱信息或者全部频谱信息进行鉴相，确定时钟误差信号，优选地，用于根据上述目标正频谱信息以及目标负频谱信息的全部频谱信息进行鉴相。

即鉴相器303主要对输入至鉴相器的信号进行鉴相，其中，具体可以是指基于Godard算法的鉴相器，还可以是基于gardner算法的鉴相器等，具体此处不做限定，取决于进入鉴相器的信号形式，但只要使得鉴相器303通过信号调 整器302的输入信号确定时钟误差信号即可。当信号调整器输入鉴相器303的信号为上述目标正频谱信号以及目标频谱信号时，优选地，鉴相器可以根据目标正频谱信息以及目标负频谱信息的全部频谱信息进行鉴相，确定时钟误差信号。

为了便于理解，这里以根据目标正频谱信息以及目标负频谱信息的全部频谱信息确定时钟误差信号过程进行描述：

请参阅图7，图7为本申请的时钟恢复装置中鉴相器的逻辑结构示意图，从信号调整器302输出至鉴相器303的目标正频谱信号以及目标负频谱信号经过频谱合并后，再对合并后的频谱信号进行序列扩展，经过时钟相位误差处理累加后求得虚部，即时钟误差信号，再将求得的时钟误差信号输出至环路滤波器304。

这里假设是前面的信号时钟补偿器对信号做快速傅里叶变换时的点数为N，则可以相应假设目标正频谱信息为F(1)、F(2)、F(3)…F(N/2)，目标负频谱信号为F(N/2+1)、F(N/2+2)、F(N/2+3)…F(N)，则鉴相器303通过将目标正频谱信息以及目标负频谱信息进行合并，合并为一个完整的频域信号为F(1)、F(2)、F(3)…F(N)。其中被扩展的长度越长，时钟误差估计越准确但是耗时越多响应则越慢，具体需要可以根据系统取一个折中的值，具体此处不做限定。

这里为了说明方便，设被扩展的长度n为2(n为>＝1的整数)，则扩展后的序列为F(N-1)、F(N)、F(1)、F(2)、F(3)…F(N)、F(1)、F(2)。之后对扩展后的序列进行时钟相位误差处理累加，具体的处理累加方式如按照图8所示，即按照图8的方式对扩展后的序列进行共轭运算，并将最终的累加结果取虚部，即时钟误差信号输出到环路滤波器304。

这里需要说明的是，扩展长度n为其他值时，可以根据上述的描述以此类推，具体此处不再赘述。

环路滤波器304，用于对时钟误差信号进行滤波，并将滤波后的时钟误差信号输出至插值控制器305，还用于从环路滤波器304的积分支路引出的信号作为监控信号，将监控信号反馈至信号特性参数修改器306。

如图4所示，时钟误差信号进入环路滤波器304里分为两路信号，一路信号与系数Kp相乘，一路与Ki相乘，与Ki相乘的分路在延时累积，累积后的 结果与Kp路的结果相加后输出，即滤波后的时钟误差信号，即图4中所示的信号输出1，延时累积又单独引出作为监控信号，即图4中所示的信号输出2。

这里需要说明的是，本领域技术人员可以清楚知道，Kp以及Ki系数为环路滤波器的系数，其具体的系数根据整个环路系统的情况来折中选取调节，具体此处不做限定，也不再赘述。

插值控制器305，用于根据滤波后的时钟误差信号确定B参数，并将B参数输出至信号时钟补偿器301；

本申请中，插值控制器可以输入进来的时钟误差信号做插值运算，从而确定B参，再将B参数输出至信号时钟补补偿器301。

为了便于理解，下面举例对确定B参数的过程进行说明：

插值控制器305接收到环路滤波器输出的时钟误差信号后，这里假设为T，插值控制器305判断该T是否大于1或是小于-1；

若大于1，则对应小数部分即是B参数，例如，若T＝1.1，则B＝0.1；

若小于-1，同理对应小数部分即是B参数，例如，若T＝-1.1，则B＝-0.1；

若T介于-1与1之间，则对应的值为B参数，例如，若T＝0.5，则B＝0.5,；若T＝-0.5，则B＝-0.5。

信号特性参数修改器306，用于判断监控信号是否在预置波动范围内；若判断监控信号并不在预置波动范围内，则在第一预置调整范围内调整A参数，在第二预置调整范围内调整C参数，并将A参数反馈至信号调整器302，将C参数反馈至信号时钟补偿器301，使得监控信号在预置波动范围内。

即本申请中，信号特性参数修改器306接收到上述监控信号后，即环路滤波器的信号输出2时，会判断该监控信号是否在预置波动范围内。由前述描述可知，当监控信号产生波动时，说明受到PMD、色散等因素的影响，此时，本申请中的信号特性参数修改器，通过动态调整A参数以及C参数，使得最后的监控信号的输出在预置波动范围内，即通过不断扫描A、C参数，达到消除或减少PMD、色散等因素的影响。

其中，预置波动范围可以根据经验数据进行配置，例如，一般长期输出的数值都是在+/-0.1以内波动。这个时候就认为时钟同步性能正常。如果大于这个值，那么通过A、C参数的扫描并调整最后找到A、C参数来满足这个0.1 的要求。

其中，优选地，信号特性参数修改器306可以再在第一预置调整范围内调整A参数，在第二预置调整范围内调整C参数，使得监控信号在预置波动范围内，即在预置的范围内扫描A、C参数，达到消除或减少PMD、色散等因素的影响。

为了便于理解，下面同样举例来进行说明：

优选地，这里假设第一预置调整范围为：-45到+45，步进度为1，第二预置范围为0到1，步进度为1，其具体的扫描流程如下：

a：固定A参数，在第一预置调整范围内粗选A参数，例如-45，扫描C参数，C参数为第二预置范围内，步进为小于1的值，例如C参数的取值可以是：0.1，0.2…1。此时，通过扫描C参数，保存每次变换C参数后，环路滤波器304信号输出2的输出值，计算其方差，假设计算得到的方差为std1。

b：变化A参数为-44，重复步骤a中，扫描C参数的操作，同样保存环路滤波器304信号输出2的输出值，计算其方差，设为std2。

c：变化完所有A参数后，对比所有的方差，选取最小的方差对应的A参数以及C参数。

可选地，当完成上述扫描后，信号特性参数修改器还继续在上述扫描的基础上继续扫描，如d所示：

d：在a-c步骤确定的A参数以及C参数上确定第二次扫描范围，例如，若前面扫描的结果是A＝15，C＝0.3，那么本次扫描的范围可以设定为A参数取值范围为10到20，C参数的取值范围为0.2到0.4。

e：根据d设定的范围重复按照步骤1的方式扫描，一直通过这种扫描的方式来跟踪信号的变化。

这里需要说明的是，上述a-e步骤描述的扫描范围为优选地扫描方案，但并不对本申请构成限定，信号特性参数修改器306可以根据实际的应用情况，例如根据扫描的精度以及速度折中选取，具体此处不做限定。

可选地，结合上述时钟恢复装置实施例，本申请的时钟恢复装置，还可以进一步包括移位寄存器，具体参阅图9，图9为本申请一种时钟恢复装置另一实施例示意图，该时钟恢复装置900中包括信号时钟补偿器901、信号调整器 902、鉴相器903、环路滤波器904、插值控制器905、信号特性参数修改器906以及移位寄存器907：

其中，信号时钟补偿器901、信号调整器902、鉴相器903、环路滤波器904、插值控制器905、信号特性参数修改器906在本时钟恢复装置的作用以及功能可以参阅上述实施例的描述，具体此处不再赘述。

其中，在时钟恢复装置900中，结合上述实施例，插值控制器905除了根据监控信号确定B参数外，插值控制器还根据监控信号D参数，并将D参数反馈至移位寄存器907，移位寄存器907根据D参数进行的移位操作；

例如，结合上述实施例，当判断监控信号大于1时，还再根据监控信号向下取整数，把取得的整数，即D参数送入到移位寄存器907移位信号；

当判断监控信号小于-1，那么把向上取整的整数，即D参数再送到移位寄存器907去移位信号。

相较于现有技术，从以上技术方案可以看出，本申请中的时钟恢复装置，移位寄存器根据D参数对第一信号以及第二信号进行移位操作后，输出至信号时钟补偿器，其中，D参数由插值控制器反馈至移位寄存器；信号时钟补偿器根据B参数以及C参数对输入至信号时钟补偿器的第一、第二信号进行时钟相位的调整，并输出调整时钟相位后的第一、第二信号，其中，第一、第二信号为光信号两个不同偏振态的信号，B参数由插值控制器反馈至信号时钟补偿器，C参数由信号特性参数修改器反馈至信号时钟补偿器；信号调整器根据A参数对调整时钟相位后的第一、第二信号进行偏振角度的调整，并将确定的目标正频谱信息以及目标负频谱信息输出至鉴相器，其中，A参数由信号特性参数修改器反馈至信号调整器；鉴相器根据目标正频谱信息以及目标负频谱信息确定时钟误差信号，并将时钟误差信号输出至环路滤波器；环路滤波器对时钟误差信号进行滤波，并将滤波后的时钟误差信号输出至插值控制器，从环路滤波器的积分支路引出的信号作为监控信号，并将监控信号反馈至信号特性参数修改器；插值控制器根据滤波后的定时误差信号确定B参数以及D参数，并将B参数输出至信号时钟补偿器，将D参数反馈至移位寄存器；信号特性参数修改器判断监控信号是否在预置波动范围内，若否，则动态调整A参数以及C参数，使得监控信号在预置波动范围内。即本申请中，由于监控信号 受到PMD、色散等因素的影响会导致监控信号产生波动，因此通过监控该监控信号，不断的调整A参数以及C参数，使得监控信号在预置波动范围内，即通过本发明时钟恢复装置，可以监控，并减少PMD、色散等因素影响。

上面对本申请中一种时钟恢复装置进行了描述，下面对本申请一种时钟恢复的方法进行描述，该时钟恢复方法应用于上述时钟恢复装置，该方法包括：

移位寄存器根据参数D对第一信号以及第二信号进行移位操作，其中，该D参数，D参数由插值控制器反馈至移位寄存器；

信号时钟补偿器根据B参数以及C参数对输入至信号时钟补偿器的第一、第二信号进行时钟相位的调整，并输出调整时钟相位后的第一、第二信号，第一、第二信号为光信号两个不同偏振态的信号，B参数由插值控制器反馈至信号时钟补偿器，C参数由信号特性参数修改器反馈至信号时钟补偿器；

信号调整器根据A参数对调整时钟相位后的第一、第二信号进行偏振角度的调整，并将确定的目标正频谱信息以及目标负频谱信息输出至鉴相器，其中，A参数由信号特性参数修改器反馈至信号调整器，目标正频谱信息包括经过偏振角度调整后的第一信号、第二信号的正频谱信号，目标负频谱信息包括经过偏振角度调整后的第一信号、第二信号的负频谱信号；

鉴相器根据目标正频谱信息以及目标负频谱确定时钟误差信号，并将时钟误差信号输出至环路滤波器；

环路滤波器对时钟误差信号进行滤波，并将滤波后的时钟误差信号输出至插值控制器，从环路滤波器的积分支路引出的信号作为监控信号，并将监控信号反馈至信号特性参数修改器；

插值控制器根据滤波后的定时误差信号确定B参数以及D参数，并将B参数输出至信号时钟补偿器，将D参数反馈至移位寄存器；

信号特性参数修改器判断监控信号是否在预置波动范围内，若否，则动态调整A参数以及C参数，使得监控信号在预置波动范围内。

需要说明的是，本申请中的时钟恢复的方法中，时钟恢复装置各个器件的具体步骤以及实现细节可以参阅上述时钟恢复装置实施例中对应的描述，具体此处不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，模块和方 法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的模块果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1. 一种时钟恢复装置，其特征在于，包括：

   信号时钟补偿器、信号调整器、鉴相器、环路滤波器、插值控制器以及信号特性参数修改器；

   所述信号时钟补偿器，用于将输入至所述信号时钟补偿器的第一信号、第二信号转换为频域形式的信号，根据B参数以及C参数对经过所述转换后的第一信号、第二信号进行时钟相位的调整，并将调整时钟相位后的所述第一信号、第二信号输出至所述信号调整器，所述第一、第二信号为光信号两个不同偏振态的信号，所述B参数由所述插值控制器反馈至所述信号时钟补偿器，所述C参数由所述信号特性参数修改器反馈至所述信号时钟补偿器；

   所述信号调整器，用于根据A参数对调整时钟相位后的所述第一信号、第二信号进行偏振角度调整，确定目标正频谱信息以及目标负频谱信息，将所述目标正频谱信息以及目标负频谱信息输出至所述鉴相器，所述A参数由所述信号特性参数修改器反馈至所述信号调整器，所述目标正频谱信息包括经过所述偏振角度调整后的所述第一信号、第二信号的正频谱信号，所述目标负频谱信息包括经过所述偏振角度调整后的所述第一信号、第二信号的负频谱信号；

   所述鉴相器，用于根据所述目标正频谱信息以及目标负频谱信息确定时钟误差信号，并将所述时钟误差信号输出至所述环路滤波器；

   所述环路滤波器，用于对所述时钟误差信号进行滤波，将滤波后的所述时钟误差信号输出至所述插值控制器，并将监控信号反馈至所述信号特性参数修改器，所述监控信号为所述环路滤波器的积分支路对所述时钟误差信号进行积分后的信号；

   所述插值控制器，用于根据滤波后的所述时钟误差信号确定所述B参数；

   所述信号特性参数修改器，用于判断所述监控信号是否在预置波动范围内，若否，则调整所述A参数以及C参数，使得所述监控信号在所述预置波动范围内。
2. 根据权利要求1所述的时钟恢复装置，其特征在于，所述信号调整器根据A参数对调整时钟相位后的所述第一、第二信号进行偏振角度调整，确 定目标正频谱信息以及目标负频谱信息，包括：

   所述信号调整器将调整时钟信号后的所述第一信号的正频谱信号乘以Cos(A)，获得第一正频谱信号；将调整时钟信号后的所述第一信号的负频谱信号乘以Cos(A)，获得第一负频谱信号；

   将调整时钟信号后的所述第二信号的正频谱信号乘以Sin(A)，获得第二正频谱信号；将调整时钟信号后的所述第二信号的负频谱信号乘以Sin(A)，获得第二负频谱信号；

   将所述第一正频谱信号以及第二正频谱信号合并得到所述目标正频谱信息；将所述第一负频谱信号以及第二负频谱信号合并得到所述目标负频谱信息。
3. 根据权利要求2所述的时钟恢复装置，其特征在于，所述鉴相器根据所述目标正频谱信息以及目标负频谱信息确定时钟误差信号，包括：

   所述鉴相器根据所述目标正频谱信息以及目标负频谱信息的全部频谱信息确定所述时钟误差信号。
4. 根据权利要求1-3中任一项所述的时钟恢复装置，其特征在于，所述信号特性参数修改器调整所述A参数以及C参数，包括：

   所述信号特性参数修改器在第一预置调整范围内调整所述A参数，在第二预置调整范围内调整所述C参数。
5. 根据权利要求1-4中任一项所述的时钟恢复装置，其特征在于，所述时钟恢复装置还包括：

   移位寄存器，用于根据D参数对输入至所述信号时钟补偿器的所述第一信号以及第二信号进行移位操作，所述D参数由所述插值控制器反馈至所述移位寄存器，所述D参数由所述插值控制器根据所述时钟误差信号确定。
6. 一种时钟恢复的方法，其特征在于，所述方法应用于时钟恢复装置，所述时钟恢复装置包括信号时钟补偿器、信号调整器、鉴相器、环路滤波器、插值控制器以及信号特性参数修改器，所述方法包括：

   信号时钟补偿器将输入至所述信号时钟补偿器的第一信号、第二信号转换为频域形式的信号，根据B参数以及C参数对经过所述转换后的第一信号、第二信号进行时钟相位的调整，并将调整时钟相位后的所述第一信号、第二信 号输出至所述信号调整器，所述第一、第二信号为光信号两个不同偏振态的信号，所述B参数由所述插值控制器反馈至所述信号时钟补偿器，所述C参数由所述信号特性参数修改器反馈至所述信号时钟补偿器；

   所述信号调整器根据A参数对调整时钟相位后的所述第一信号、第二信号进行偏振角度调整，确定目标正频谱信息以及目标负频谱信息，将所述目标正频谱信息以及目标负频谱信息输出至所述鉴相器，所述A参数由所述信号特性参数修改器反馈至所述信号调整器，所述目标正频谱信息包括经过所述偏振角度调整后的所述第一信号、第二信号的正频谱信号，所述目标负频谱信息包括经过所述偏振角度调整后的所述第一信号、第二信号的负频谱信号；

   所述鉴相器根据所述目标正频谱信息以及目标负频谱信息确定时钟误差信号，并将所述时钟误差信号输出至所述环路滤波器；

   所述环路滤波器对所述时钟误差信号进行滤波，将滤波后的所述时钟误差信号输出至所述插值控制器，并将监控信号反馈至所述信号特性参数修改器，所述监控信号为所述环路滤波器的积分支路对所述时钟误差信号进行积分后的信号；

   所述插值控制器根据滤波后的所述定时误差信号确定所述B参数；

   所述信号特性参数修改器判断所述监控信号是否在预置波动范围内，若否，则调整所述A参数以及C参数，使得所述监控信号在所述预置波动范围内。
7. 根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述信号调整器根据A参数对调整时钟相位后的所述第一、第二信号进行偏振角度调整，确定目标正频谱信息以及目标负频谱信息，包括：

   所述信号调整器将调整时钟信号后的所述第一信号的正频谱信号乘以Cos(A)，获得第一正频谱信号；将调整时钟信号后的所述第一信号的负频谱信号乘以Cos(A)，获得第一负频谱信号；将调整时钟信号后的所述第二信号的正频谱信号乘以Sin(A)，获得第二正频谱信号；将调整时钟信号后的所述第二信号的负频谱信号乘以Sin(A)，获得第二负频谱信号；将所述第一正频谱信号以及第二正频谱信号合并得到所述目标正频谱信息，将所述第一负频谱信号以及第二负频谱信号合并得到所述目标负频谱信息。
8. 根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述鉴相器根据所述目标正频谱信息以及目标负频谱信息确定时钟误差信号，包括：

   所述鉴相器根据所述目标正频谱信息以及目标负频谱信息的全部频谱信息确定所述时钟误差信号。
9. 根据权利要求6-8中任一项所述的方法，其特征在于，所述信号特性参数修改器调整所述A参数以及C参数，包括：

   所述信号特性参数修改器在第一预置调整范围内调整所述A参数，在第二预置调整范围内调整所述C参数。
10. 根据权利要求6-9中任一项所述的方法，其特征在于，所述时钟恢复装置还包括移位寄存器，所述方法还包括：

    所述移位寄存器根据D参数对输入至所述信号时钟补偿器的所述第一信号以及第二信号进行移位操作，所述D参数由所述插值控制器反馈至所述移位寄存器，所述D参数由所述插值控制器根据所述时钟误差信号确定。