CN110463080B - 一种导频处理方法及装置、系统 - Google Patents
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Abstract
一种导频处理方法及装置、系统，提供了一种有效的确定导频位置的方式。方法包括：接收端对获取到的电信号进行傅里叶变换处理得到频谱信号；所述接收端确定在所述频谱信号中的预设频率范围内的第一频点对应的幅值以及第二频点对应的幅值的和值，其中，所述第一频点和所述第二频点为所述预设频率范围内任意频率相差第一频率间隔的两个频点；所述第一频率间隔等于预确定的发送端所发射的光信号中两个导频之间的频率间隔；所述接收端将所述预设频率范围中和值最高的两个频点定位为导频，准确的定位导频所在的位置。
Description
技术领域
本申请涉及光通信技术领域，尤其涉及一种导频处理方法及装置、系统。
背景技术
随着视频、云计算和移动互联网的迅速发展，第四代移动通信技术(the 4thGeneration mobile communication，4G)技术的引入对骨干光传输网络(OpticalTransport Network，OTN)和接入网络的容量和利用效率都提出了更高的要求。频率间隔小于10GHz的超密集波分复用(Dense Wavelength Division Multiplexing，DWDM)技术由于具有高频带利用率并且线速率可以达到40G、100G的优势，因此在光传输网络中具有很大的适用价值。
目前光通信中发送端发送信号的中心频率漂移可达到+/-2.5GHz，而在光传输网络中环形网络的两个节点或点到多点的主节点，与接入节点之间传输的光信号通过链路滤波时，由于发送端发送的信号的中心频率无法与接收端滤波通道的中心频率完全对准，从而使得传输性能受到严重的影响，影响通信质量。现有校正频率的方法可以通过确定接收到的光信号的频谱信号，检测频谱信号中左右边带导频的功率，然后根据左右边带导频的功率去计算发送端发送的信号的中心频率与接收端滤波通道的中心频率之间的频偏。但是由于发送端发送的信号的中心频率漂移，使得频谱信号中左右边带导频的位置并不固定，而目前并没有一种确定导频位置的有效方式。
发明内容
本申请实施例提供了一种导频处理方法及装置、系统，提供了一种有效的确定导频位置的方式。
第一方面，本申请实施例提供了一种导频处理方法，包括：接收端对获取到的电信号进行傅里叶变换处理得到频谱信号；所述接收端确定在所述频谱信号中的预设频率范围内的第一频点对应的幅值以及第二频点对应的幅值的和值，其中，所述第一频点和所述第二频点为所述预设频率范围内任意频率相差第一频率间隔的两个频点；所述第一频率间隔等于预确定的发送端所发射的光信号中两个导频之间的频率间隔；所述接收端根据所述预设频率范围内任意频率相差第一频率间隔的两个频点的和值定位导频位置，从而实现了准确的定位导频所在的位置。
在一种可能的设计中，所述接收端根据所述预设频率范围内任意频率相差第一频率间隔的两个频点的和值定位导频位置，具体可以通过如下方式实现：所述接收端将所述预设频率范围中和值最高的两个频点定位为导频。
在一种可能的设计中，所述接收端根据所述预设频率范围内任意频率相差第一频率间隔的两个频点的和值定位导频位置，具体还可以通过如下方式实现：
所述接收端确定与所述第一频点的频率间隔不大于第二频率间隔的频点中2N个频点对应的幅值的第一平均值，以及确定与所述第二频点的频率间隔不大于所述第二频率间隔的频点中2M个频点对应的幅值的第二平均值；所述M和N均为正整数；所述2N个频点中每两个频点与所述第一频点的频率间隔相等，所述2M个频点中每两个频点与所述第二频点的频率间隔相等；所述接收端将所述第一频点对应的幅值以及所述第二频点对应的幅值的和值，减去所述第一平均值以及减去所述第二平均值得到第一频点以及第二频点对应的差值；所述接收端将所述预设频率范围内中差值最高的两个频点定位为导频。
通过上述设计，将每个频点对应的幅值减去周围噪声信号的影响，从而提高了定位导频的准确度。
在一种可能的设计中，所述接收端对获取到的电信号进行傅里叶变换处理得到频谱信号，包括：所述接收端通过如下方式对所述电信号包括的两路偏振信号进行傅里叶变换处理得到频谱信号：
P＝[|FFT(X)|2+|FFT(Y)|2]1/2；
其中，P表示频谱信号，X和Y表示两路偏振信号，FFT()表示傅里叶变换函数。
通过上述设计，利用频谱平方相加的方法，克服了偏振旋转对导频幅值的影响，从而提高定位导频的准确度。
在一种可能的设计中，所述接收端根据所述预设频率范围内任意频率相差第一频率间隔的两个频点的和值定位导频位置之后，所述方法还可以包括：所述接收端基于确定为导频的两个频点对应的幅值之差确定所述接收端接收到的信号与所述接收端的滤波通道之间的频偏。通过上述设计，可以基于确定的导频来确定接收端接收到的信号与所述接收端的滤波通道之间的频偏。所述接收端可以将确定的频偏发送给发送端，从而发送端基于该频偏调整发送信号的中心频率。
在一种可能的设计中，所述接收端根据所述预设频率范围内任意频率相差第一频率间隔的两个频点的和值定位导频位置之后，所述方法还包括：所述接收端基于确定为导频的两个频点的频率确定所述接收端接收到的信号的中心频率；所述接收端基于所述接收端接收到的信号的中心频率与所述接收端的本振频率的差值确定本振频偏。
在一种可能的设计中，所述预设频率范围是预先基于所述接收端的最大频偏以及发送端所发送的信号带宽确定的，通过上述方式确定预设频率范围更精确，从而确定的导频位置更准确。
第二方面，本申请实施例提供了一种导频处理方法，包括：
所述接收端对获取到的电信号进行傅里叶变换处理得到频谱信号。所述接收端确定与预设频率范围内的第三频点的频率间隔不大于第二频率间隔的频点中2N个频点对应的幅值的第三平均值。所述N为正整数；所述2N个频点中每两个频点与所述第三频点的频率间隔相等。所述接收端将所述第三频点对应的幅值减去所述第一平均值得到第三频点对应的差值，从而所述接收端将所述预设频率范围内中差值最高的频点定位为一个导频，其中，第三频点为预设频率范围内的任一频点。然后所述接收端基于预确定的发送端所发射的光信号中两个导频之间的频率间隔来确定另一个导频的位置。
在一种可能的设计中，所述接收端对所述电信号进行傅里叶变换处理得到频谱信号，包括：所述接收端通过如下方式对所述电信号包括的两路偏振信号进行傅里叶变换处理得到频谱信号：
P＝[|FFT(X)|2+|FFT(Y)|2]1/2；
其中，P表示频谱信号，X和Y表示两路偏振信号，FFT()表示傅里叶变换函数。
通过上述设计，利用频谱平方相加的方法，克服了偏振旋转对导频幅值的影响，从而提高定位导频的准确度。
在一种可能的设计中，所述接收端在定位两个导频之后，所述方法还包括：所述接收端基于确定为导频的两个频点对应的幅值之差确定所述接收端接收到的信号与所述接收端的滤波通道之间的频偏。通过上述设计，可以基于确定的导频来确定接收端接收到的信号与所述接收端的滤波通道之间的频偏。
在一种可能的设计中，所述接收端在定位两个导频之后，所述方法还包括：所述接收端基于确定为导频的两个频点的频率确定所述接收端接收到的信号的中心频率；所述接收端基于所述接收端接收到的信号的中心频率与所述接收端的本振频率的差值确定本振频偏。
在一种可能的设计中，所述预设频率范围是预先基于所述接收端的最大频偏以及发送端所发送的信号带宽确定的，通过上述方式确定预设频率范围更精确，从而确定的导频位置更准确。
第三方面，基于与第一方面提供的方法同样的发明构思，本申请实施例提供了一种导频处理装置，所述装置应用于接收端，包括：
傅里叶变换单元，用于对获取到电信号进行傅里叶变换处理得到频谱信号；
定位单元，用于确定在所述频谱信号中的预设频率范围内的第一频点对应的幅值以及第二频点对应的幅值的和值，其中，所述第一频点和所述第二频点为所述预设频率范围内任意频率相差第一频率间隔的两个频点；所述第一频率间隔等于预确定的发送端所发射的光信号中两个导频之间的频率间隔；根据所述预设频率范围内任意频率相差第一频率间隔的两个频点的和值定位导频位置。
可选地，所述预设频率范围是预先基于所述接收端的最大频偏以及发送端所发送的信号带宽确定的。
在一种可能的设计中，所述定位单元，在根据所述预设频率范围内任意频率相差第一频率间隔的两个频点的和值定位导频位置时，具体用于：
将所述预设频率范围中和值最高的两个频点定位到导频。
在一种可能的设计中，所述定位单元，在根据所述预设频率范围内任意频率相差第一频率间隔的两个频点的和值定位导频位置时，具体用于：
确定与所述第一频点的频率间隔不大于第二频率间隔的频点中2N个频点对应的幅值的第一平均值，以及确定与所述第二频点的频率间隔不大于所述第二频率间隔的频点中2M个频点对应的幅值的第二平均值；所述M和N均为正整数；所述2N个频点中每两个频点与所述第一频点的频率间隔相等，所述2M个频点中每两个频点与所述第二频点的频率间隔相等；将所述第一频点对应的幅值以及所述第二频点对应的幅值的和值，减去所述第一平均值以及减去所述第二平均值得到第一频点以及第二频点对应的差值；将所述预设频率范围内中差值最高的两个频点定位为导频。
在一种可能的设计中，所述傅里叶变换单元，在对所述电信号进行傅里叶变换处理得到频谱信号时，具体用于：通过如下方式对所述电信号包括的两路偏振信号进行傅里叶变换处理得到频谱信号：
P＝[|FFT(X)|2+|FFT(Y)|2]1/2；
其中，P表示频谱信号，X和Y表示两路偏振信号，FFT()表示傅里叶变换函数。
在一种可能的设计中，所述定位单元，在根据所述预设频率范围内任意频率相差第一频率间隔的两个频点的和值定位导频位置之后，还用于：基于确定为导频的两个频点对应的幅值之差确定所述接收端接收到的信号与所述接收端的滤波通道之间的频偏。
在一种可能的设计中，所述定位单元，在根据所述预设频率范围内任意频率相差第一频率间隔的两个频点的和值定位导频位置之后，还用于：基于确定为导频的两个频点的频率确定所述接收端接收到的信号的中心频率；基于所述接收端接收到的信号的中心频率与所述接收端的本振频率的差值确定本振频偏。
第四方面，基于与第二方面提供的方法同样的发明构思，本申请实施例提供了一种导频处理方法，包括：
傅里叶变换单元，用于对获取到的电信号进行傅里叶变换处理得到频谱信号。
定位单元，用于确定与预设频率范围内的第三频点的频率间隔不大于第二频率间隔的频点中2N个频点对应的幅值的第三平均值。所述N为正整数；所述2N个频点中每两个频点与所述第三频点的频率间隔相等。将所述第三频点对应的幅值减去所述第一平均值得到第三频点对应的差值，从而将所述预设频率范围内中差值最高的频点定位为一个导频，其中，第三频点为预设频率范围内的任一频点。然后基于预确定的发送端所发射的光信号中两个导频之间的频率间隔来确定另一个导频的位置。
在一种可能的设计中，所述傅里叶变换单元，在对所述电信号进行傅里叶变换处理得到频谱信号，包括：通过如下方式对所述电信号包括的两路偏振信号进行傅里叶变换处理得到频谱信号：
P＝[|FFT(X)|2+|FFT(Y)|2]1/2；
其中，P表示频谱信号，X和Y表示两路偏振信号，FFT()表示傅里叶变换函数。
通过上述设计，利用频谱平方相加的方法，克服了偏振旋转对导频幅值的影响，从而提高定位导频的准确度。
在一种可能的设计中，所述定位单元，在定位两个导频之后，还用于基于确定为导频的两个频点对应的幅值之差确定所述接收端接收到的信号与所述接收端的滤波通道之间的频偏。通过上述设计，可以基于确定的导频来确定接收端接收到的信号与所述接收端的滤波通道之间的频偏。
在一种可能的设计中，所述定位单元，在定位两个导频之后，还用于：基于确定为导频的两个频点的频率确定所述接收端接收到的信号的中心频率；基于所述接收端接收到的信号的中心频率与所述接收端的本振频率的差值确定本振频偏。
在一种可能的设计中，所述预设频率范围是预先基于所述接收端的最大频偏以及发送端所发送的信号带宽确定的，通过上述方式确定预设频率范围更精确，从而确定的导频位置更准确。
第五方面，本申请实施例提供了一种导频处理装置，所述装置应用于接收端，所述装置包括存储器以及处理器；所述存储器，用于存储所述处理器执行的程序；所述处理器，用于执行所述存储器存储的程序，以执行第一方面或者第二方面任意一种设计所述的方法。
第六方面，本申请实施例还提供了一种导频处理系统，所述系统包括接收端以及发送端。
所述发送端，用于向所述接收端发送光信号，所述光信号中包括待发送信号以及导频信号；所述接收端，用于将接收到所述发送端发送的所述光信号转换为电信号，并对所述电信号进行傅里叶变换处理得到频谱信号；确定在所述频谱信号中的预设频率范围内的第一频点对应的幅值以及第二频点对应的幅值的和值，其中，所述第一频点和所述第二频点为所述预设频率范围内任意频率相差第一频率间隔的两个频点；所述第一频率间隔等于预确定的发送端所发射的光信号中两个导频之间的频率间隔；根据所述预设频率范围内任意频率相差第一频率间隔的两个频点的和值定位导频位置；基于确定为导频的两个频点对应的幅值之差确定所述发送端发送的待发送信号与所述接收端的滤波通道之间的频偏；并将所述频偏通知给所述发送端；
所述发送端基于接收到的所述频偏调整所述待发送信号的中心频率。
在一种可能的设计中，所述接收端，在根据所述预设频率范围内任意频率相差第一频率间隔的两个频点的和值定位导频位置时，具体用于：所述接收端将所述预设频率范围中和值最高的两个频点定位为导频。
在一种可能的设计中，所述接收端，在根据所述预设频率范围内任意频率相差第一频率间隔的两个频点的和值定位导频位置时，具体用于：
所述接收端确定与所述第一频点的频率间隔不大于第二频率间隔的频点中2N个频点对应的幅值的第一平均值，以及确定与所述第二频点的频率间隔不大于所述第二频率间隔的频点中2M个频点对应的幅值的第二平均值；所述M和N均为正整数；所述2N个频点中每两个频点与所述第一频点的频率间隔相等，所述2M个频点中每两个频点与所述第二频点的频率间隔相等；所述接收端将所述第一频点对应的幅值以及所述第二频点对应的幅值的和值，减去所述第一平均值以及减去所述第二平均值得到第一频点以及第二频点对应的差值；所述接收端将所述预设频率范围内中差值最高的两个频点定位为导频。
通过上述设计，将每个频点对应的幅值减去周围噪声信号的影响，从而提高了定位导频的准确度。
在一种可能的设计中，所述接收端，在对电信号进行傅里叶变换处理得到频谱信号时，具体用于：所述接收端通过如下方式对所述电信号包括的两路偏振信号进行傅里叶变换处理得到频谱信号：
P＝[|FFT(X)|2+|FFT(Y)|2]1/2；
其中，P表示频谱信号，X和Y表示两路偏振信号，FFT()表示傅里叶变换函数。
通过上述设计，利用频谱平方相加的方法，克服了偏振旋转对导频幅值的影响，从而提高定位导频的准确度。
在一种可能的设计中，所述接收端，在根据所述预设频率范围内任意频率相差第一频率间隔的两个频点的和值定位导频位置之后，还用于：基于确定为导频的两个频点的频率确定所述接收端接收到的信号的中心频率；所述接收端基于所述接收端接收到的信号的中心频率与所述接收端的本振频率的差值确定本振频偏，所述接收端调整本振频率。
在一种可能的设计中，所述预设频率范围是预先基于所述接收端的最大频偏以及发送端所发送的信号带宽确定的，通过上述方式确定预设频率范围更精确，从而确定的导频位置更准确。
第七方面，本申请实施例中还提供一种计算机可读存储介质，该存储介质中存储软件程序，该软件程序在被一个或多个处理器读取并执行时可实现第一方面或上述第二方面的任意一种设计提供的方法。
第八方面，本申请实施例提供了一种包含指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述第一方面或上述第二方面的任意一种设计提供的方法。
附图说明
图1为本申请实施例提供的一种光通信系统结构图；
图2A为本申请实施例提供的信号过滤后未产生偏差示意图；
图2B为本申请实施例提供的信号过滤后产生向左偏差的示意图；
图2C为本申请实施例提供的信号过滤后产生向右偏差的示意图；
图3为本申请实施例提供的导频处理方法流程图；
图4为本申请实施例提供的滑窗检测示意图；
图5为本申请实施例提供的导频处理方法流程图；
图6为本申请实施例提供的导频定位示意图；
图7为本申请实施例提供的导频定位流程示意图；
图8为本申请实施例提供的确定频偏示意图；
图9为本申请实施例提供的发送端结构示意图；
图10为本申请实施例提供的发送端结构示意图；
图11为本申请实施例提供的发送端结构示意图。
具体实施方式
参见图1所示，为本申请实施例提供的一种光通信系统，用于导频处理，该系统包括发送端以及接收端。发送端用于将数据调制到光信号上，并发出；接收端用于接收光信号，通过本振激光器产生的本振光信号与接收的光信号进行相干检测，然后通过采用波长选择交换(wavelength-selective switch WSS)技术的滤波器来滤波，最后在从滤波后的信号中解调出原始数据。目前光通信中发送端发送信号的中心频率漂移可达到+/-2.5GHz，由于发送端发送的信号的中心频率无法与接收端滤波通道的中心频率完全对准，从而使得传输性能受到严重的影响，影响通信质量。现有校正频率的方法主要通过如下方式：
发送端在待发送信号的左右两侧非对称的增加两个导频分量，然后再发送给接收端。接收端在采用波长选择交换(wavelength-selective switch WSS)技术的滤波器进行多次滤波后，导致经过滤波后的信号的中心频率与发送端发送信号的中心频率无法完全对齐，称为产生偏移(offset)。而offset作用在导频分量上，经过相干检测器检测后，经过拍频产生的导频分量的幅值随着offset的增加而减少。参见图2A、图2B、图2C所示，为经过滤波器滤波后的频谱信号。需要说明的是，频谱信号中表明信号所在的频段中每个频点对应的幅值，每个频点对应的幅值表明该频点对应的频率下信号的能量。信号1经过滤波后，未产生偏差，信号1两侧的导频的幅度基本相同，参见图2A所示；信号2经过滤波后，信号2的中心频率相对于WSS滤波器的中心频率向左偏移，从而经过拍频处理后的左侧导频分量的幅值变小，导频出现图2B所示的“右高左低”的现象；信号3经过滤波后，信号3的中心频率相对于滤波器的中心频率来说向右偏移，从而经过拍频处理后的右侧导频分量的幅值变小，导频出现图2C所示的“左高右低”的现象。现有为解决上述问题，接收端通过检测左右边带导频的功率，然后根据左右边带导频的功率去计算频偏，但是由于本振激光器漂移，并且漂移大小不能固定，因此使得导频位置并不固定，而现有并没有一种确定导频位置的有效方式。
另外需要说明的是，本申请还可以应用于超密波分系统中，超密波分系统中包括的核心节点采用相干收发机，边缘节点采用相干接收机。
基于此，本申请实施例提供一种导频处理方法及装置、系统，用以解决现有技术中存在的无法准确导频位置的问题。其中，方法和装置是基于同一发明构思的，由于方法及装置解决问题的原理相似，因此装置与方法的实施可以相互参见，重复之处不再赘述。
需要说明的是，本申请的描述中涉及的多个，是指两个或两个以上。另外，需要理解的是，在本申请的描述中，“第一”、“第二”等词汇，仅用于区分描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性，也不能理解为指示或暗示顺序。
下面结合附图对本申请实施例作进一步详细描述。
参见图3所示，为本申请实施例提供的导频处理方法流程图。
S301，所述接收端对获取到的电信号进行傅里叶变换处理得到频谱信号。
具体的，发送端在待发送信号的左右两侧非对称的增加两个导频分量，然后再发送给接收端。所述接收端接收到发送端发送的光信号后，通过光电转换后得到所述光信号对应的电信号，从而所述接收端获取到所述电信号。
S302，所述接收端在所述频谱信号中的预设频率范围内确定第一频点对应的幅值以及第二频点对应的幅值的和值。
其中，所述第一频点和所述第二频点为所述第一频率间隔的范围内任意频率相差第一频率间隔的两个频点；所述第一频率间隔等于预确定的发送端所发射的光信号中两个导频之间的频率间隔；所述第一频率间隔大于所述第二频率间隔。
S303，所述接收端根据所述预设频率范围内任意频率相差第一频率间隔的两个频点的和值定位导频位置。
在一种可能的实现方式中，步骤S303，所述接收端根据所述预设频率范围内任意频率相差第一频率间隔的两个频点的和值定位导频位置，可以通过如下方式实现：
所述接收端将所述预设频率范围内和值最高的两个频点定位为导频。其中，频率相差第一频率间隔的两个频点构成一对频点，通过上述方式得到了预设频率范围内每对频点对应的和值，从而将和值最高的一对频点确定为导频。
可选地，预设频率范围可以基于所述接收端的最大频偏以及发送端所发送的信号带宽来确定。
比如，接收端的最大频偏范围为±2.5G，发送端所发送的信号带宽为8G，信号两侧插入的两个导频的频率间隔为10G，从而确定的预设频率范围可以为15GHz范围，确保在预设频率范围包括完整的待接收信号以及导频分量，参见图4中(1)所示。
具体的，所述接收端在所述频谱信号中的预设频率范围内确定第一频点对应的幅值以及第二频点对应的幅值的和值时，可以通过滑动窗口的方式来实现。以预设频率范围为扫描区域，以第一频率间隔为滑动窗口大小。
在扫描过程中，可以在预设频率范围由小到大的顺序或者由大到小的顺序来扫描。下面以由小到大的顺序来扫描为例：
参见图4中(2)所示，以A点和B点构成的滑动窗口，A点和B点的间隔为△f，
△f表示所述第二频率间隔。以扫描区域的左侧的第一个频点为起点，因此滑动窗口A点和B点覆盖的两个频点为频点1以及频点2，频点1和频点2之间的频率间隔为△f，从而将频点1和频点2的幅值相加。然后移动A点和B点，并计算A点覆盖的频点与B点覆盖的频点的幅值之和，直到B点到达到扫描区域中频率最大的一个频点，如图4中的频点3和频点4，计算频点3与频点4的幅值之和，扫描结束。经过上述扫描处理后，可以将计算得到的和值最高的两个频点定位为导频。
在待接收的信号位于扫描区域中心时，最高和值为两个导频的能量之和，根据最高和值出现的位置，从而可以确定导频所在的频点的具体坐标。
可选地，由于噪声的影响，导致待接收信号周围的能量可能高于导频信号的能量，从而对确定导频的位置造成影响，因此确定每个频点对应的幅值之后，取该频点两侧一定区域的多个频点，求多个频点的能量的平均值，之后再与这个频点的能量相减，相减后的能量作为该频点的能量，能够降低噪声对确定导频位置带来的影响。
具体的，参见图5所示，步骤S303，所述接收端根据所述预设频率范围内任意频率相差第一频率间隔的两个频点的和值定位导频位置，还可以通过如下方式实现：
S304，所述接收端确定与所述第一频点的频率间隔不大于第二频率间隔的频点中2N个频点对应的幅值的第一平均值，以及确定与所述第二频点的频率间隔不大于所述第二频率间隔的频点中2M个频点对应的幅值的第二平均值。
所述M和N均为正整数；所述2N个频点中每两个频点与所述第一频点的频率间隔相等，所述2M个频点中每两个频点与所述第二频点的频率间隔相等。
S305，所述接收端将所述第一频点对应的幅值以及所述第二频点对应的幅值的和值，减去所述第一平均值以及减去所述第二平均值得到第一频点以及第二频点对应的差值。
从而在所述接收端将所述第一频率间隔的范围中和值最高的两个频点定位为导频时，通过如下步骤306实现。
S306，所述接收端将所述预设频率范围内中差值最高的两个频点定位为导频。
可选的，第二频率间隔取值范围可以为10点至80点。在确定与所述第一频点的频率间隔不大于第二频率间隔的频点中选择2N个频点对应的幅值的第一平均值时，2N个频点每两个频点构成一对频点，每对频点中每个频点与所述第一频点的频率间隔相等，比如选择第一频点左侧的距离第一频点为10点的1个频点以及在第一频点右侧的距离第一频点为10点的1个频点，从而确定该两个频点的幅值的平均值得到第一平均值；再比如，选择第一频点左侧的距离第一频点为10点和9点的两个频点以及在第一频点右侧的距离第一频点为10点和9点的两个频点，从而确定该4个频点的幅值的平均值得到第一平均值。
例如，参见图6所示，频点a的幅值为A，在预设频率范围内与频点a距离为第一频率间隔的频点为频点b，频点b的幅值为B，则频点a和频点b的和值为A+B，以第二频率间隔为10点，N等于2为例，图6中，在频点a的左侧分别与频点a的频率间隔为10点和8点的频点为频点a1和频点a2，在频点a的右侧分别与频点a的频率间隔为10点和8点的频点为频点a4和频点a3，频点a1的幅值、频点a2的幅值以及频点a3的幅值、频点a4的幅值的平均值为C；在频点b左侧分别与频点b的频率间隔为10点和8点的频点为频点b1和频点b2，在频点b右侧分别与频点b的频率间隔为10点和8点的频点为频点b4和频点b3，频点b1的幅值、频点b2的幅值以及频点b3的幅值、频点b4的幅值的平均值为D；从而频点a的幅值A减去其两侧频点的平均值C，频点b的幅值减去其两侧频点的平均值D值，最后经过作差处理后的结果为：(A-C)+(B-D)＝A+B-C-D。将每两个相距第一频率间隔的频点的和值均经过上述作差处理后，差值最高的两个频点定位为导频。
本申请实施例中，在确定导频的位置时，还可以通过如下方式实现，参见图7所示。
S701，所述接收端对获取到的电信号进行傅里叶变换处理得到频谱信号。
S702，所述接收端确定与预设频率范围内的第三频点的频率间隔不大于第二频率间隔的频点中2N个频点对应的幅值的第三平均值。所述N为正整数；所述2N个频点中每两个频点与所述第三频点的频率间隔相等。第二频率间隔为预设值。
S703，所述接收端将所述第三频点对应的幅值减去所述第一平均值得到第三频点对应的差值，从而所述接收端将所述预设频率范围内中差值最高的频点定位为导频，并基于预确定的发送端所发射的光信号中两个导频之间的频率间隔来确定另一个导频的位置。其中，第三频点为预设频率范围内的任一频点。
第二频率间隔取值范围可以为10点至80点。所述接收端确定与预设频率范围内的第三频点的频率间隔不大于第二频率间隔的频点中2N个频点对应的幅值的第三平均值时，2N个频点每两个频点构成一对频点，每对频点中每个频点与所述第三频点的频率间隔相等，比如选择第三频点左侧的距离第三频点为10点的1个频点以及在第三频点右侧的距离第三频点为10点的1个频点，从而确定该两个频点的幅值的平均值得到第三平均值；再比如，选择第三频点左侧的距离第三频点为10点和9点的两个频点以及在第三频点右侧的距离第三频点为10点和9点的两个频点，从而确定该4个频点的幅值的平均值得到第三平均值。
比如，在预设频率范围内频点C的幅值为L，以第二频率间隔为10点，N等于2为例，在频点C的左侧分别与频点C的频率间隔为10点和8点的频点为频点C1和频点C2，在频点C的右侧分别与频点C的频率间隔为10点和8点的频点为频点C4和频点C3，频点C1的幅值、频点C2的幅值以及频点C3的幅值、频点C4的幅值的平均值为L1；从而频点C的幅值L减去其两侧频点的平均值L1，及L-L1，针对预设频率范围内的所有频点均通过上述方法确定后，差值最高的频点定位为导频。比如确定差值最高的频点为频点E，并且频点E位于预设频率范围内的左半侧，即频点E的频率小于预设频率范围内的位于中间的频点的频率，则另一个导频为频点E的频率加上预确定的发送端所发射的光信号中两个导频之间的频率间隔后得到的频率对应的频点。若频点E位于预设频率范围内的右半侧，即频点E的频率大于预设频率范围内的位于中间的频点的频率，则另一个导频为频点E的频率减去预确定的发送端所发射的光信号中两个导频之间的频率间隔后得到的频率对应的频点。
本申请实施例中，接收端在接收待处理光信号后，针对所述待处理光信号进行光电转换后，转化为两路偏振电信号，比如分别为X和Y。由于受到偏振旋转(state ofpolarizations，SOP)的影响，导频的幅值不稳定，可以采用CMA算法解偏振态，来解决导频的幅值不稳定对确定导频位置的影响。本申请提供了一种通过傅里叶变换的方法在获取频率谱时，来克服导频的幅值不稳定的问题。
具体的，所述接收端通过如下方式对所述两路偏振电信号进行傅里叶变换处理得到频谱信号：
P＝[|FFT(X)|2+|FFT(Y)|2]1/2；
其中，P表示频谱信号，X和Y表示两路偏振的电信号，FFT()表示傅里叶变换函数。
发送端待发送信号与导频信号在经过光纤传输后，由于偏振旋转效应，使得接收端接收到的两路偏振电信号与发送端的并不相同，存在θ角的偏振旋转，且θ不固定，为随机量。
接收端接收到的两路偏振电信号可以表示如下：
Xout＝(Xin+LS+n)×cosθ-(Yin+LS+n)×sinθ；
Yout＝(Xin+LS+n)×sinθ+(Yin+LS+n)×cosθ；
其中，Xin表示发送端待发送信号中的X偏振电信号，Yin表示发送端待发送信号中的Y偏振信号，Xout表示接收端接收到的X偏振电信号，Yout表示接收端接收到的Y偏振电信号，θ表示偏振旋转角，LS表示导频信号，n表示噪声。
若直接Xout+Yout进行傅里叶变换，则结果为：
FFT(Xout+Yout)
＝FFT((Xin+LS+n)×sinθ+(Yin+LS+n)×cosθ+(Xin+LS+n)×cosθ-(Yin+LS+n)×sinθ)
＝FFT(LS×2cosθ+(Xin+n)×cosθ-(Yin+n)×sinθ+(Xin+n)×sinθ+(Yin+n)×cosθ)；
从上述可以看出直接针对Xout+Yout进行傅里叶变换后，由于LS×2cosθ的存在，而cosθ为不断变化的，因此LS的幅度值是变化的，导致LS的能量计算结果不准确。
通过本申请提供的方案，针对Xout和Yout分别进行傅里叶变换在平方相加：
由于在导频频点周围，信号与噪声的能量比较低，因此可以忽略Xin和n以及Yin和n。
从而
可以近似等于
从上可以看出通过频域平方相加的方法得到的频谱信号中与θ角无关，从而解决了由于偏振旋转效应，使得接收端接收到的两路偏振电信号与发送端的并不相同，而导致存在θ角的偏振旋转的问题。
在一种可能的实现方式中，所述接收端通过图3所示的实施例对应的方式或者图4所示的实施例对应的方式定位导频之后，所述方法还可以包括：
所述接收端基于确定为导频的两个频点对应的幅值之差确定所述接收端接收到的信号与所述接收端的滤波通道之间的频偏。
由于导频的两个频点对应的幅值之差与接收端的频偏(接收端的接收到的信号与接收端中滤波通道(滤波器的中心频率)的频偏)存在反比关系，因此，基于该反比关系、根据确定为导频的两个频点对应的幅值之差来计算所述接收端接收到的信号与所述接收端的滤波通道之间的频偏，然后可以将计算得到的所述接收端接收到的信号与所述接收端的滤波通道之间的频偏发送给发送端，从而发送端根据接收到的频偏来调整发射信号的中心频率。参见图8所示，确定出的导频为频点X和频点Y。频点X的幅值为A，频点Y的幅值为B，则基于A-B可以确定所述接收端接收到的信号与所述接收端的滤波通道之间的频偏(offset)。
可选地，所述接收端还可以根据确定为导频的两个频点的频率之差确定发送端发送的信号的中心频率，信号的中心频率与本振信号的频率相减得到所述接收端的本振频偏。从而接收端可以根据本振频偏进行本振调节，或者根据本振频偏在后续数字信号处理中进行本振频偏补偿，参见图8所示，发送端发送的信号的中心频率为C，本振信号的频率为D，则基于C-D确定本振频偏(local frenquence offset，LOFO)。
基于与上述图3和图4对应的方法实施例同样的发明构思，本申请实施例还提供了一种导频处理装置，所述装置应用于发送端，所述装置包括，参见图9所示：
傅里叶变换单元901，用于对获取到电信号进行傅里叶变换处理得到频谱信号；
定位单元902，用于确定在所述频谱信号中的预设频率范围内的第一频点对应的幅值以及第二频点对应的幅值的和值，其中，所述第一频点和所述第二频点为所述预设频率范围内任意频率相差第一频率间隔的两个频点；所述第一频率间隔等于预确定的发送端所发射的光信号中两个导频之间的频率间隔；根据所述预设频率范围内任意频率相差第一频率间隔的两个频点的和值定位导频位置。
可选地，所述预设频率范围是预先基于所述接收端的最大频偏以及发送端所发送的信号带宽确定的。
可选地，所述定位单元902，在根据所述预设频率范围内任意频率相差第一频率间隔的两个频点的和值定位导频位置时，具体用于：将所述预设频率范围中和值最高的两个频点定位为导频。
可选地，所述定位单元902，在根据所述预设频率范围内任意频率相差第一频率间隔的两个频点的和值定位导频位置时，具体用于：
确定与所述第一频点的频率间隔不大于第二频率间隔的频点中2N个频点对应的幅值的第一平均值，以及确定与所述第二频点的频率间隔不大于所述第二频率间隔的频点中2M个频点对应的幅值的第二平均值；所述M和N均为正整数；所述2N个频点中每两个频点与所述第一频点的频率间隔相等，所述2M个频点中每两个频点与所述第二频点的频率间隔相等；
将所述第一频点对应的幅值以及所述第二频点对应的幅值的和值，减去所述第一平均值以及减去所述第二平均值得到第一频点以及第二频点对应的差值；
将所述预设频率范围内中差值最高的两个频点定位为导频。
可选地，所述傅里叶变换单元901，在对所述电信号进行傅里叶变换处理得到频谱信号时，具体用于：
通过如下方式对所述电信号包括的两路偏振信号进行傅里叶变换处理得到频谱信号：
P＝[|FFT(X)|2+|FFT(Y)|2]1/2；
其中，P表示频谱信号，X和Y表示两路偏振信号，FFT()表示傅里叶变换函数。
可选地，所述定位单元902，在根据所述预设频率范围内任意频率相差第一频率间隔的两个频点的和值定位导频位置之后，还用于：
基于确定为导频的两个频点对应的幅值之差确定所述接收端接收到的信号与所述接收端的滤波通道之间的频偏。
可选地，所述定位单元902，在根据所述预设频率范围内任意频率相差第一频率间隔的两个频点的和值定位导频位置之后，还用于：
基于确定为导频的两个频点的频率确定所述接收端接收到的信号的中心频率；
基于所述接收端接收到的信号的中心频率与所述接收端的本振频率的差值确定本振频偏。
基于与图7所对应的实施例同样的发明构思，本申请实施例提供了一种导频处理装置，参见图10所示，所述装置应用于接收端，包括：
傅里叶变换单元1001，用于对获取到的电信号进行傅里叶变换处理得到频谱信号。
定位单元1002，用于确定与预设频率范围内的第三频点的频率间隔不大于第二频率间隔的频点中2N个频点对应的幅值的第三平均值。所述N为正整数；所述2N个频点中每两个频点与所述第三频点的频率间隔相等。将所述第三频点对应的幅值减去所述第一平均值得到第三频点对应的差值，从而将所述预设频率范围内中差值最高的频点定位为一个导频，其中，第三频点为预设频率范围内的任一频点。然后基于预确定的发送端所发射的光信号中两个导频之间的频率间隔来确定另一个导频的位置。
在一种可能的设计中，所述傅里叶变换单元1001，在对所述电信号进行傅里叶变换处理得到频谱信号，包括：通过如下方式对所述电信号包括的两路偏振信号进行傅里叶变换处理得到频谱信号：
P＝[|FFT(X)|2+|FFT(Y)|2]1/2；
其中，P表示频谱信号，X和Y表示两路偏振信号，FFT()表示傅里叶变换函数。
通过上述设计，利用频谱平方相加的方法，克服了偏振旋转对导频幅值的影响，从而提高定位导频的准确度。
在一种可能的设计中，所述定位单元1002，在定位两个导频之后，还用于基于确定为导频的两个频点对应的幅值之差确定所述接收端接收到的信号与所述接收端的滤波通道之间的频偏。通过上述设计，可以基于确定的导频来确定接收端接收到的信号与所述接收端的滤波通道之间的频偏。
在一种可能的设计中，所述定位单元1002，在定位两个导频之后，还用于：基于确定为导频的两个频点的频率确定所述接收端接收到的信号的中心频率；基于所述接收端接收到的信号的中心频率与所述接收端的本振频率的差值确定本振频偏。
在一种可能的设计中，所述预设频率范围是预先基于所述接收端的最大频偏以及发送端所发送的信号带宽确定的，通过上述方式确定预设频率范围更精确，从而确定的导频位置更准确。
本申请实施例中对单元的划分是示意性的，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，另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理器中，也可以是单独物理存在，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。
如图11所示，接收端可以包括通信接口1110、处理器1120以及存储器1130。上述图9或者图10中所示的傅里叶变换单元901、定位单元902或傅里叶变换单元1001、定位单元1002均可以由处理器1120实现。处理器1120通过通信接口1110获取电信号，并用于实现图3、图4或者图7中所述的接收端所执行的方法。在实现过程中，处理流程的各步骤可以通过处理器1120中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。处理器1120可以是通用处理器、数字信号处理器、专用集成电路、现场可编程门阵列或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件，可以实现或者执行本申请实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者任何常规的处理器等。结合本申请实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件处理器执行完成，或者用处理器中的硬件及软件单元组合执行完成。处理器1120用于实现上述方法所执行的程序代码可以存储在存储器1130中。存储器1130可以是非易失性存储器，比如硬盘(英文：hard disk drive，缩写：HDD)或固态硬盘(英文：solid-state drive，缩写：SSD)等，还可以是易失性存储器(英文：volatile memory)，例如随机存取存储器(英文：random-access memory，缩写：RAM)。存储器1130是能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其他介质，但不限于此。
本申请实施例中不限定上述通信接口1110、处理器1120以及存储器1130之间的具体连接介质。本申请实施例在图11中以存储器1130、处理器1120以及通信接口1110之间通过总线1140连接，总线在图11中以粗线表示，其它部件之间的连接方式，仅是进行示意性说明，并不引以为限。所述总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图11中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
显然，本领域的技术人员可以对本申请实施例进行各种改动和变型而不脱离本申请实施例的精神和范围。这样，倘若本申请实施例的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (17)
1.一种导频处理方法，其特征在于，包括：
接收端对获取到的电信号进行傅里叶变换处理得到频谱信号；
所述接收端确定在所述频谱信号中的预设频率范围内的第一频点对应的幅值以及第二频点对应的幅值的和值，其中，所述第一频点和所述第二频点为所述预设频率范围内任意频率相差第一频率间隔的两个频点；所述第一频率间隔等于预确定的发送端所发射的光信号中两个导频之间的频率间隔；
所述接收端根据所述预设频率范围内任意频率相差第一频率间隔的两个频点的和值定位导频位置。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述接收端根据所述预设频率范围内任意频率相差第一频率间隔的两个频点的和值定位导频位置，包括：
所述接收端将所述预设频率范围中和值最高的两个频点定位为导频。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述接收端根据所述预设频率范围内任意频率相差第一频率间隔的两个频点的和值定位导频位置，包括：
所述接收端确定与所述第一频点的频率间隔不大于第二频率间隔的频点中2N个频点对应的幅值的第一平均值，以及确定与所述第二频点的频率间隔不大于所述第二频率间隔的频点中2M个频点对应的幅值的第二平均值；所述M和N均为正整数；所述2N个频点中每两个频点与所述第一频点的频率间隔相等，所述2M个频点中每两个频点与所述第二频点的频率间隔相等，所述第二频率间隔小于所述预设频率范围；
所述接收端将所述第一频点对应的幅值以及所述第二频点对应的幅值的和值，减去所述第一平均值以及减去所述第二平均值得到第一频点以及第二频点对应的差值；
所述接收端将所述预设频率范围内中差值最高的两个频点定位为导频。
4.如权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，所述接收端对获取到的电信号进行傅里叶变换处理得到频谱信号，包括：
所述接收端通过如下方式对所述电信号包括的两路偏振信号进行傅里叶变换处理得到频谱信号：
P＝[|FFT(X)|2+|FFT(Y)|2]1/2；
其中，P表示频谱信号，X和Y表示两路偏振信号，FFT()表示傅里叶变换函数。
5.如权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，所述接收端根据所述预设频率范围内任意频率相差第一频率间隔的两个频点的和值定位导频位置之后，所述方法还包括：
所述接收端基于确定为导频的两个频点对应的幅值之差确定所述接收端接收到的信号与所述接收端的滤波通道之间的频偏。
6.如权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，所述接收端根据所述预设频率范围内任意频率相差第一频率间隔的两个频点的和值定位导频位置之后，所述方法还包括：
所述接收端基于确定为导频的两个频点的频率确定所述接收端接收到的信号的中心频率；
所述接收端基于所述接收端接收到的信号的中心频率与所述接收端的本振频率的差值确定本振频偏。
7.如权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，所述预设频率范围是预先基于所述接收端的最大频偏以及发送端所发送的信号带宽确定的。
8.一种导频处理装置，其特征在于，所述装置应用于接收端，包括：
傅里叶变换单元，用于对获取到的电信号进行傅里叶变换处理得到频谱信号；
定位单元，用于确定在所述频谱信号中的预设频率范围内的第一频点对应的幅值以及第二频点对应的幅值的和值，其中，所述第一频点和所述第二频点为所述预设频率范围内任意频率相差第一频率间隔的两个频点；所述第一频率间隔等于预确定的发送端所发射的光信号中两个导频之间的频率间隔；根据所述预设频率范围内任意频率相差第一频率间隔的两个频点的和值定位导频位置。
9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述定位单元，在根据所述预设频率范围内任意频率相差第一频率间隔的两个频点的和值定位导频位置时，具体用于：
将所述预设频率范围中和值最高的两个频点定位为导频。
10.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述定位单元，在根据所述预设频率范围内任意频率相差第一频率间隔的两个频点的和值定位导频位置时，具体用于：
确定与所述第一频点的频率间隔不大于第二频率间隔的频点中2N个频点对应的幅值的第一平均值，以及确定与所述第二频点的频率间隔不大于所述第二频率间隔的频点中2M个频点对应的幅值的第二平均值；所述M和N均为正整数；所述2N个频点中每两个频点与所述第一频点的频率间隔相等，所述2M个频点中每两个频点与所述第二频点的频率间隔相等；
将所述第一频点对应的幅值以及所述第二频点对应的幅值的和值，减去所述第一平均值以及减去所述第二平均值得到第一频点以及第二频点对应的差值；
将所述预设频率范围内中差值最高的两个频点定位为导频。
11.如权利要求8至10任一项所述的装置，其特征在于，所述傅里叶变换单元，在对所述电信号进行傅里叶变换处理得到频谱信号时，具体用于：
通过如下方式对所述电信号包括的两路偏振信号进行傅里叶变换处理得到频谱信号：
P＝[|FFT(X)|2+|FFT(Y)|2]1/2；
其中，P表示频谱信号，X和Y表示两路偏振信号，FFT()表示傅里叶变换函数。
12.如权利要求8至10任一项所述的装置，其特征在于，所述定位单元，在根据所述预设频率范围内任意频率相差第一频率间隔的两个频点的和值定位导频位置之后，还用于：
基于确定为导频的两个频点对应的幅值之差确定所述接收端接收到的信号与所述接收端的滤波通道之间的频偏。
13.如权利要求8至10任一项所述的装置，其特征在于，所述定位单元，在根据所述预设频率范围内任意频率相差第一频率间隔的两个频点的和值定位导频位置之后，还用于：
基于确定为导频的两个频点的频率确定所述接收端接收到的信号的中心频率；
基于所述接收端接收到的信号的中心频率与所述接收端的本振频率的差值确定本振频偏。
14.如权利要求8至10任一项所述的装置，其特征在于，所述预设频率范围是预先基于所述接收端的最大频偏以及发送端所发送的信号带宽确定的。
15.一种导频处理装置，其特征在于，所述装置应用于接收端，所述装置包括存储器以及处理器；
所述存储器，用于存储所述处理器执行的程序；
所述处理器，用于执行所述存储器存储的程序，以执行权利要求1至7任一项所述的方法。
16.一种导频处理系统，其特征在于，所述系统包括接收端以及发送端；
所述发送端，用于向所述接收端发送光信号，所述光信号中包括待发送信号以及导频信号；
所述接收端，用于将接收到所述发送端发送的所述光信号转换为电信号，并对所述电信号进行傅里叶变换处理得到频谱信号；确定在所述频谱信号中的预设频率范围内的第一频点对应的幅值以及第二频点对应的幅值的和值，其中，所述第一频点和所述第二频点为所述预设频率范围内任意频率相差第一频率间隔的两个频点；所述第一频率间隔等于预确定的发送端所发射的光信号中两个导频之间的频率间隔；根据所述预设频率范围内任意频率相差第一频率间隔的两个频点的和值定位导频位置；基于确定为导频的两个频点对应的幅值之差确定所述发送端发送的待发送信号与所述接收端的滤波通道之间的频偏；并将所述频偏通知给所述发送端；
所述发送端基于接收到的所述频偏调整所述待发送信号的中心频率。
17.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于使所述计算机执行权利要求1至7任一项所述的方法。
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