CN115694659A - 通信方法、装置及系统 - Google Patents
通信方法、装置及系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115694659A CN115694659A CN202110859534.XA CN202110859534A CN115694659A CN 115694659 A CN115694659 A CN 115694659A CN 202110859534 A CN202110859534 A CN 202110859534A CN 115694659 A CN115694659 A CN 115694659A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- frequency
- service signal
- frequency offset
- module
- receiving end
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/50—Transmitters
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/60—Receivers
- H04B10/61—Coherent receivers
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Optical Communication System (AREA)
Abstract
一种通信方法、装置及系统,属于通信技术领域。该方法用于接收端,接收端和发送端之间的光纤上设置有至少一个滤波器。该方法包括:接收端在接收发送端发送的业务信号之后,获取业务信号的频谱信息,并根据频谱信息,向发送端发送业务信号的频偏参数;其中,频偏参数用于指示:业务信号的中心频率相对该至少一个滤波器的中心频率的偏移量大小和偏移方向中的至少一种信息。在这种情况下,发送端可以在接收接收端发送的频偏参数后,根据该频偏参数调节发送端的中心频率。本申请解决了发送端和接收端之间的通信效果较差的问题,本申请用于发送端的中心频率的校正。
Description
技术领域
本申请涉及通信技术领域,特别涉及一种通信方法、装置及系统。
背景技术
随着通信技术的发展,通信装置越来越多的进入人们的生产和生活中。通信装置之间可以传输业务信号,其中,发送业务信号的通信装置称为发送端,接收业务信号的通信装置称为接收端。
发送端和接收端通常通过光纤连接,光纤上设置有滤波器,如波长选择开关(Wavelength Selective Switch,WSS)。发送端向接收端发出的业务信号会经过WSS进行滤波,之后再传输至接收端。
但是,业务信号的中心频率与WSS的中心频率往往存在偏移,WSS对业务信号进行滤波时会滤除业务信号中较多有用的信号,从而影响发送端和接收端之间的通信效果。
发明内容
本申请提供了一种通信方法、装置及系统,可以解决发送端和接收端之间的通信效果较差的问题,所述技术方案如下:
第一方面,提供了一种通信方法,该方法用于接收端,所述接收端与发送端通过光纤连接,所述光纤上设置有至少一个滤波器,所述方法包括:接收端在接收所述发送端发送的业务信号之后,获取所述业务信号的频谱信息,并根据所述频谱信息,向所述发送端发送所述业务信号的频偏参数;其中,所述频偏参数用于指示:所述业务信号的中心频率相对所述至少一个滤波器的中心频率的偏移量大小和偏移方向中的至少一种信息。在这种情况下,发送端可以在接收接收端发送的频偏参数后,根据该频偏参数调节发送端的中心频率。
在本申请实施例提供的通信方法中,接收端能够向发送端发送频偏参数,且频偏参数用于指示业务信号的中心频率相对光纤上串联的至少一个滤波器的中心频率的偏移量大小和偏移方向中的至少一种信息。所以,发送端可以根据该频偏参数指示的该至少一种信息调节发送端的中心频率。这样一来,便实现了对业务信号的频偏进行校正,进而降低了业务信号的ISI,降低了滤波器对业务信号的滤波代价。保证了发送端和接收端之间的通信效果,使得发送端和接收端之间的业务信号能够长距离传输。
第二方面,提供了一种通信方法,该方法用于接收端,所述接收端与发送端通过光纤连接,所述光纤上设置有至少一个滤波器,所述方法包括:接收端在接收所述发送端发送的业务信号之后,获取所述业务信号的频谱信息,并向所述发送端发送所述频谱信息。在这种情况下,发送端可以在接收接收端发送的业务信号的频谱信息后,根据该频谱信息确定上述频偏参数,进而根据该频偏参数调节发送端的中心频率。
在本申请实施例提供的通信方法中,接收端能够向发送端发送频谱信息,以便于发送端根据该频谱信息确定频偏参数,且频偏参数用于指示业务信号的中心频率相对光纤上串联的至少一个滤波器的中心频率的偏移量大小和偏移方向中的至少一种信息。之后,发送端可以根据该频偏参数指示的该至少一种信息调节发送端的中心频率。这样一来,便实现了对业务信号的频偏进行校正,进而降低了业务信号的ISI,降低了滤波器对业务信号的滤波代价。保证了发送端和接收端之间的通信效果,使得发送端和接收端之间的业务信号能够长距离传输。
在上述第一方面和第二方面中,上述业务信号的频谱信息可以是指业务信号的信号谱和/或噪声谱的信息,其中,噪声谱能指示噪声对业务信号的影响。业务信号在从发送端传输至接收端的过程中,会受到噪声的影响,频谱信息能够指示噪声对业务信号的影响。
示例地,在上述第一方面和第二方面中,业务信号的频谱信息包括业务信号的信道响应或谱估计系数。信道响应和谱估计系数均能够反映业务信号的信号谱和/或噪声谱的信息。
一方面,在频谱信息包括信道响应的情况下,在上述第一方面和第二方面中,接收端可以对所述信道响应进行快速傅立叶变换,得到频域响应,并根据所述频域响应和所述业务信号的波特率,得到所述频偏参数。
示例地,所述信道响应包括N个采样点,N表示所述快速傅里叶变换的点数;所述频域响应包括所述业务信号在N个频率下的功率,且所述N个采样点与所述N个频率一一对应,所述业务信号在每个所述频率下的功率经过对应的采样点变换得到;接收端在根据所述频域响应和所述业务信号的波特率,得到所述频偏参数时,可以根据频偏公式,得到所述频偏参数;其中,所述频偏公式包括:f=(N/2-M)*F/N;f表示所述频偏参数;M表示功率最小的所述频率对应的采样点的索引;F表示所述业务信号的波特率。
另一方面,在频谱信息包括谱估计系数的情况下,在上述第一方面和第二方面中,接收端可以根据所述频谱信息确定所述谱估计系数的虚部,并根据所述谱估计系数的虚部的正负确定所述频偏参数。此时,频偏参数指示的上述至少一种信息包括所述偏移方向。
又一方面,在频谱信息包括谱估计系数的情况下,在上述第一方面和第二方面中,接收端可以根据所述频谱信息确定所述谱估计系数的虚部,并根据所述谱估计系数的虚部确定所述频偏参数。此时,频偏参数指示的所述至少一种信息包括所述偏移方向,所述频偏参数还用于指示所述谱估计系数的虚部的绝对值。
可选地,在上述第一方面中,接收端在向所述发送端发送所述业务信号的频偏参数之前,可以确定所述业务信号的频偏程度大于频偏程度阈值。在上述第二方面中,接收端在向所述发送端发送所述业务信号的频谱信息之前,也可以确定所述业务信号的频偏程度大于频偏程度阈值。其中,所述业务信号的频偏程度为:所述业务信号的中心频率相对所述至少一个滤波器的中心频率的频偏程度。在业务信号的频偏程度大于频偏程度阈值时,接收端可以确定当前业务信号的频偏程度较高,此时接收端可以向所述发送端发送第一方面中的频偏参数或第二方面中的频谱信息,以便于发送端根据接收到的信息调节其中心频率,从而对业务信号的频偏进行校正。在业务信号的频偏程度小于或等于频偏程度阈值时,接收端可以确定当前业务信号的频偏程度较低,此时无需对业务信号的频偏进行校正,因此,接收端无需向所述发送端发送第一方面中的频偏参数或第二方面中的频谱信息。
在上述第一方面和第二方面中,接收端判断业务信号的频偏程度是否大于频偏程度阈值的方式多种多样,以下将以其中的两种可实现方式为例进行讲解。
在第一种可实现方式中,接收端会根据频谱信息确定频偏参数,且频偏参数指示的至少一种信息包括所述偏移量大小。此时,接收端可以在所述偏移量大小大于偏移量大小阈值时,确定所述业务信号的频偏程度大于频偏程度阈值。
在第二种可实现方式中,频谱信息是业务信号的谱估计系数,此时,接收端可以在谱估计系数的虚部的绝对值大于绝对值阈值时,确定业务信号的频偏程度大于频偏程度阈值;在谱估计系数的虚部的绝对值小于或等于绝对值阈值时,确定业务信号的频偏程度小于或等于频偏程度阈值。
可选地,在上述第一方面和第二方面中,接收端在获取所述业务信号的频谱信息时,可以首先对所述业务信号进行均衡处理;之后,再根据所述均衡处理后的所述业务信号,获取所述频谱信息。接收端对业务信号进行均衡处理能够消除业务信号受到的环境因素(如光纤摆动、打雷或闪电等)影响,提升获取到的频谱信息的准确度。
可选地,在上述第一方面中,所述方法还包括:接收端在所述业务信号的频偏程度小于或等于频偏程度阈值时,向所述发送端发送所述频谱信息。发送端可以根据该频谱信息对业务信号进行预补偿。需要说明的是,业务信号在传输过程中受到的影响包括:由于业务信号频偏所带来的滤波器对业务信号滤波的第一影响,以及除第一影响之外的第二影响(如发送端和接收端上光电器件对业务信号滤波带来的影响,以及在业务信号未频偏时滤波器对业务信号滤波所带来的影响)。在业务信号的频偏程度小于频偏程度阈值时,第一影响可以忽略不计,此时频谱信息主要反映上述第二影响。因此,在业务信号的频偏程度小于频偏程度阈值时,接收端可以将业务信号的频谱信息反馈给发送端,以便于发送端根据该频谱信息对业务信号进行预补偿,以消除上述第二影响,进一步降低滤波代价。
可选地,在上述第一方面中,所述方法包括:接收端在获取所述业务信号的谱估计系数后,根据第一频率更新所述谱估计系数中的实部,以更新所述谱估计系数;之后,接收端根据当前的所述谱估计系数,对所述业务信号进行滤波。在第一条件满足时,接收端可以降低所述第一频率,所述第一条件包括:所述接收端向所述发送端发送所述频谱信息。换句话说,在接收端向发送端发送用于预补偿的频谱信息之后,接收端可以将第一频率降低。需要说明的是,接收端在根据谱估计系数对业务信号进行滤波时,谱估计系数中的实部与消除业务信号受到的第二影响相关。谱估计系数中实部的更新频率(上述第一频率)越大,接收端在根据谱估计系数对业务信号进行滤波对第二影响的消除能力越高。本申请实施例中,在接收端向发送端发送用于预补偿的频谱信息后,发送端可以根据该频谱信息对业务信号进行预补偿,以降低或消除第二影响。此时,谱估计系数中实部会变小,降低谱估计系数中实部的更新频率(上述第一频率),虽然会降低接收端对第二影响的消除能力,但由于业务信号在发送端已经进行了预补偿,所以,第二影响不会较高。并且,由于降低了谱估计系数中实部的更新频率,因此,降低了接收端的功耗。
可选地,所述第一条件还包括:所述实部的绝对值小于第一阈值。由于谱估计系数的实部的绝对值的大小与接收端对第二影响的消除能力正相关,在谱估计系数的实部的绝对值小于第一阈值时,说明第二影响较小。此时降低谱估计系数中实部的更新频率,虽然会降低接收端对第二影响的消除能力,但能够保证经过接收端滤波之后的业务信号受到的第二影响较小。
可选地,在上述第一方面和第二方面中,所述方法包括:接收端在获取所述业务信号的谱估计系数后,根据第二频率更新所述谱估计系数中的虚部,以更新所述谱估计系数;之后,接收端根据当前的所述谱估计系数,对所述业务信号进行滤波;在第二条件满足时,接收端可以降低所述第二频率。在上述第一方面中,所述第二条件包括:所述接收端向所述发送端发送所述频偏参数。在上述第二方面中,所述第二条件包括:所述接收端向所述发送端发送所述频谱信息。
需要说明的是,接收端中的接收端在根据谱估计系数对业务信号进行滤波时,谱估计系数中的虚部与消除业务信号受到的第一影响相关。谱估计系数中虚部的更新频率(上述第二频率)越大,接收端对第一影响的消除能力越高。
在接收端向发送端发送第一方面中的频偏参数或第二方面中的频谱信息之后,发送端可以根据接收到的信息调节发送端的中心频率,从而对业务信号的频偏进行一定的校正。此时,谱估计系数中虚部会变小,降低谱估计系数中虚部的更新频率(上述第二频率),虽然会降低接收端对第一影响的消除能力,但由于业务信号的频偏程度已经降低,所以,业务信号的频偏程度不会较高。并且,由于降低了谱估计系数中虚部的更新频率,因此,降低了接收端的功耗,降低了接收端的功耗。
可选地,上述第二条件还包括:谱估计系数的虚部的绝对值小于第二阈值。由于谱估计系数的虚部的绝对值的大小与业务信号的频偏程度相关,在谱估计系数的虚部的绝对值小于第二阈值时,说明业务信号的频偏程度较小,此时降低谱估计系数中虚部的更新频率,虽然会降低接收端对第一影响的消除能力,但能够保证经过接收端滤波之后的业务信号受到的第一影响较小。
第三方面,提供了一种通信方法,该方法可以用于发送端,所述发送端与接收端通过光纤连接,所述光纤上设置有至少一个滤波器,所述方法包括:发送端在获取业务信号的频偏参数后,根据所述频偏参数所指示的至少一种信息,调节所述发送端的中心频率。其中,所述频偏参数用于指示的所述至少一种信息为:所述业务信号的中心频率相对所述至少一个滤波器的中心频率的偏移量大小和偏移方向中的至少一种信息;所述频偏参数是根据所述业务信号的频谱信息确定的参数。
在本申请实施例提供的通信方法中,发送端能够获取到频偏参数,且频偏参数用于指示业务信号的中心频率相对光纤上串联的至少一个滤波器的中心频率的偏移量大小和偏移方向中的至少一种信息。并且,发送端可以根据该频偏参数指示的该至少一种信息调节发送端的中心频率。这样一来,便实现了对业务信号的频偏进行校正,进而降低了业务信号的ISI,降低了滤波器对业务信号的滤波代价。保证了发送端和接收端之间的通信效果,使得发送端和接收端之间的业务信号能够长距离传输。
可选地,由于发送端的中心频率与发送端中数字信号的频率和激光器的工作频率均相关,因此发送端在调节发送端的中心频率时,可以调节发送端中激光器的工作频率(和/或,发送端中数字信号的频率),从而实现对发送端的中心频率的调节。在发送端的中心频率被调节后,发送端发出的信号(如业务信号和非业务信号)的中心频率被调节,从而能够实现对业务信号的频偏的校正。
发送端获取频偏参数的方式多种多样。
在发送端获取频偏参数的第一种可选方式中,发送端可以接收接收端发送的频偏参数。此时,频偏参数可以由接收端根据业务信号的频谱信息确定。并且,发送端在接收接收端发送的频偏参数之前,还可以向发送端发送上述业务信号。
在该第一种可选方式中,发送端还可以接收接收端发送的频谱信息,此时,发送端还可以根据该频谱信息对后续待发送的业务信号进行预补偿。
需要说明的是,接收端可以在所述业务信号的频偏程度小于或等于频偏程度阈值时,向所述发送端发送所述频谱信息。业务信号在传输过程中受到的影响包括:由于业务信号频偏所带来的滤波器对业务信号滤波的第一影响,以及除第一影响之外的第二影响(如发送端和接收端上光电器件对业务信号滤波带来的影响,以及在业务信号未频偏时滤波器对业务信号滤波所带来的影响)。在业务信号的频偏程度小于频偏程度阈值时,第一影响可以忽略不计,此时频谱信息主要反映上述第二影响。因此,在业务信号的频偏程度小于频偏程度阈值时,接收端可以将业务信号的频谱信息反馈给发送端,以便于发送端根据该频谱信息对业务信号进行预补偿,以消除上述第二影响,进一步降低滤波代价。
在发送端获取频偏参数的第二种可选方式中,发送端可以接收接收端发送的业务信号的频谱信息,并根据该频谱信息确定该频偏参数。此时,发送端在接收接收端发送的频谱信息之前,还可以向发送端发送上述业务信号。发送端根据频谱信息确定该频偏参数的过程可以参考上述第一方面中接收端根据频谱信息确定频偏参数的过程,本申请在此不做赘述。
上述频偏参数可以用于指示偏移量大小和偏移方向中的至少一种参数。当频偏参数未能指示偏移量大小和偏移方向中的一种参数时,发送端需要采用其他方式确定这种参数。
示例地,在频偏参数用于指示该偏移方向,且不用于指示偏移量大小时,发送端可以根据该偏移方向确定发送端的中心频率的调节方向,并且发送端还可以获取发送端的中心频率的调节量大小。该调节量大小可以预先配置在发送端中,也可以由发送端随机生成,也可以由其他设备发送给发送端,本申请对此不作限定。
又示例地,在频偏参数用于指示该偏移量大小,且不用于指示偏移方向时,发送端可以将该偏移量大小作为发送端的中心频率的调节量大小,并且发送端还可以获取发送端的中心频率的调节方向。该调节方向可以预先配置在发送端中,也可以由发送端随机生成,也可以由其他设备发送给发送端,本申请对此不作限定。并且,在发送端每次调节发送端的中心频率之后,发送端可以再次获取频偏参数(如接收发送端发送的频偏参数),并判断该频偏参数所指示的偏移量大小是否减小。如果频偏参数所指示的偏移量大小减小,说明发送端对其的中心频率的调节方向是正确的,后续可以继续向该调节方向调节发送端的中心频率。如果频偏参数所指示的偏移量大小增大,说明发送端对其中心频率的调节方向是错误的,后续发送端可以改变其中心频率的调节方向,以向相反的方向调节发送端的中心频率。
可选地,发送端可以在调节其中心频率之前,对业务信号的频偏程度是否大于频偏程度阈值进行判断,并在确定业务信号的频偏程度大于频偏程度阈值时,才调节发送端的中心频率。在业务信号的频偏程度小于或等于频偏程度阈值时,发送端无需对其中心频率进行调节。
发送端对业务信号的频偏程度是否大于频偏程度阈值进行判断的方式多种多样,以下将以其中的两种可实现方式为例进行讲解。
在第一种可实现方式中,发送端获取的频偏参数用于指示上述偏移量大小,此时,发送端判断频偏程度是否大于频偏程度阈值的过程,可以参考接收端根据偏移量大小判断频偏程度是否大于频偏程度阈值的过程,本申请在此不作赘述。
在第二种可实现方式中,接收端发送的频偏参数(或频谱信息)包括谱估计系数的虚部。发送端可以根据谱估计系数的虚部对业务信号的频偏程度是否大于频偏程度阈值进行判断。发送端根据谱估计系数的虚部判断频偏程度是否大于频偏程度阈值的过程,可以参考接收端根据谱估计系数的虚部判断频偏程度是否大于频偏程度阈值的过程,本申请在此不作赘述。
在发送端和接收端均对业务信号的频偏程度是否大于频偏程度阈值进行判断时,通过发送端和接收端的双重判断,提升了判断结果的准确度。
第四方面,提供了一种通信装置,用于接收端,所述接收端与发送端通过光纤连接,所述光纤上设置有至少一个滤波器,所述通信装置包括:接收模块、获取模块和第一发送模块。其中,接收模块用于接收所述发送端发送的业务信号;获取模块用于获取所述业务信号的频谱信息;第一发送模块用于根据所述频谱信息,向所述发送端发送所述业务信号的频偏参数;所述频偏参数用于指示:所述业务信号的中心频率相对所述至少一个滤波器的中心频率的偏移量大小和偏移方向中的至少一种信息。
在本申请实施例提供的通信装置中,第一发送模块能够向发送端发送频偏参数,且频偏参数用于指示业务信号的中心频率相对光纤上串联的至少一个滤波器的中心频率的偏移量大小和偏移方向中的至少一种信息。所以,发送端可以根据该频偏参数指示的该至少一种信息调节发送端的中心频率。这样一来,便实现了对业务信号的频偏进行校正,进而降低了业务信号的ISI,降低了滤波器对业务信号的滤波代价。保证了发送端和接收端之间的通信效果,使得发送端和接收端之间的业务信号能够长距离传输。
第五方面,提供了一种通信装置,该通信装置用于接收端,所述接收端与发送端通过光纤连接,所述光纤上设置有至少一个滤波器,所述通信装置包括:接收模块、获取模块和第一发送模块。其中,接收模块用于接收所述发送端发送的业务信号,获取模块用于获取所述业务信号的频谱信息,第一发送模块用于向所述发送端发送所述频谱信息。在这种情况下,发送端可以在接收接收端发送的业务信号的频谱信息后,根据该频谱信息确定上述频偏参数,进而根据该频偏参数调节发送端的中心频率。
在本申请实施例提供的通信装置中,第一发送模块能够向发送端发送频谱信息,以便于发送端根据该频谱信息确定频偏参数,且频偏参数用于指示业务信号的中心频率相对光纤上串联的至少一个滤波器的中心频率的偏移量大小和偏移方向中的至少一种信息。之后,发送端可以根据该频偏参数指示的该至少一种信息调节发送端的中心频率。这样一来,便实现了对业务信号的频偏进行校正,进而降低了业务信号的ISI,降低了滤波器对业务信号的滤波代价。保证了发送端和接收端之间的通信效果,使得发送端和接收端之间的业务信号能够长距离传输。
在上述第四方面和第五方面中,上述业务信号的频谱信息可以是指业务信号的信号谱和/或噪声谱的信息,其中,噪声谱能指示噪声对业务信号的影响。业务信号在从发送端传输至接收端的过程中,会受到噪声的影响,频谱信息能够指示噪声对业务信号的影响。
示例地,在上述第四方面和第五方面中,业务信号的频谱信息包括业务信号的信道响应或谱估计系数。信道响应和谱估计系数均能够反映业务信号的信号谱和/或噪声谱的信息。
一方面,在频谱信息包括信道响应的情况下,上述第四方面和第五方面中的所述通信装置还包括:第一处理模块和第二处理模块,第一处理模块,用于对所述信道响应进行快速傅立叶变换,得到频域响应;第二处理模块,用于根据所述频域响应和所述业务信号的波特率,得到所述频偏参数。
示例地,所述信道响应包括N个采样点,N表示所述快速傅里叶变换的点数;所述频域响应包括所述业务信号在N个频率下的功率,且所述N个采样点与所述N个频率一一对应,所述业务信号在每个所述频率下的功率经过对应的采样点变换得到;所述第二处理模块用于:根据频偏公式,得到所述频偏参数;其中,所述频偏公式包括:f=(N/2-M)*F/N;f表示所述频偏参数;M表示功率最小的所述频率对应的采样点的索引;F表示所述业务信号的波特率。
另一方面,在频谱信息包括谱估计系数的情况下,上述第四方面和第五方面中的所述通信装置还包括:第一确定模块和第二确定模块。第一确定模块,用于根据所述频谱信息确定所述谱估计系数的虚部;第二确定模块,用于根据所述谱估计系数的虚部的正负确定所述频偏参数,所述至少一种信息包括所述偏移方向。
又一方面,在频谱信息包括谱估计系数的情况下,上述第四方面和第五方面中的所述通信装置还包括:第三确定模块和第四确定模块。第三确定模块,用于根据所述频谱信息确定所述谱估计系数的虚部;第四确定模块,用于根据所述谱估计系数的虚部确定所述频偏参数,所述至少一种信息包括所述偏移方向,所述频偏参数还用于指示所述谱估计系数的虚部的绝对值。
可选地,在上述第四方面中,接收端在向所述发送端发送所述业务信号的频偏参数之前,还可以利用第五确定模块确定所述业务信号的频偏程度大于频偏程度阈值。在上述第五方面中,接收端在向所述发送端发送所述业务信号的频谱信息之前,也可以利用第五确定模块确定所述业务信号的频偏程度大于频偏程度阈值。其中,所述业务信号的频偏程度为:所述业务信号的中心频率相对所述至少一个滤波器的中心频率的频偏程度。在业务信号的频偏程度大于频偏程度阈值时,接收端可以确定当前业务信号的频偏程度较高,此时接收端可以向所述发送端发送第四方面中的频偏参数或第五方面中的频谱信息,以便于发送端根据接收到的信息调节其中心频率,从而对业务信号的频偏进行校正。在业务信号的频偏程度小于或等于频偏程度阈值时,接收端可以确定当前业务信号的频偏程度较低,此时无需对业务信号的频偏进行校正,因此,接收端无需向所述发送端发送第四方面中的频偏参数或第五方面中的频谱信息。
在上述第四方面和第五方面中,接收端判断业务信号的频偏程度是否大于频偏程度阈值的方式多种多样,以下将以其中的两种可实现方式为例进行讲解。
在第一种可实现方式中,第五确定模块会根据频谱信息确定频偏参数,且频偏参数指示的至少一种信息包括所述偏移量大小。此时,接收端可以在所述偏移量大小大于偏移量大小阈值时,确定所述业务信号的频偏程度大于频偏程度阈值。
在第二种可实现方式中,频谱信息是业务信号的谱估计系数,此时,接收端可以在谱估计系数的虚部的绝对值大于绝对值阈值时,可以利用第六确定模块确定业务信号的频偏程度大于频偏程度阈值;在谱估计系数的虚部的绝对值小于或等于绝对值阈值时,确定业务信号的频偏程度小于或等于频偏程度阈值。
可选地,在上述第四方面和第五方面中,获取模块在获取所述业务信号的频谱信息时,可以首先对所述业务信号进行均衡处理;之后,再根据所述均衡处理后的所述业务信号,获取所述频谱信息。接收端对业务信号进行均衡处理能够消除业务信号受到的环境因素(如光纤摆动、打雷或闪电等)影响,提升获取到的频谱信息的准确度。
可选地,在上述第四方面中,所述通信装置还包括:第二发送模块,用于在所述业务信号的频偏程度小于或等于频偏程度阈值时,向所述发送端发送所述频谱信息。发送端可以根据该频谱信息对业务信号进行预补偿。需要说明的是,业务信号在传输过程中受到的影响包括:由于业务信号频偏所带来的滤波器对业务信号滤波的第一影响,以及除第一影响之外的第二影响(如发送端和接收端上光电器件对业务信号滤波带来的影响,以及在业务信号未频偏时滤波器对业务信号滤波所带来的影响)。在业务信号的频偏程度小于频偏程度阈值时,第一影响可以忽略不计,此时频谱信息主要反映上述第二影响。因此,在业务信号的频偏程度小于频偏程度阈值时,接收端可以将业务信号的频谱信息反馈给发送端,以便于发送端根据该频谱信息对业务信号进行预补偿,以消除上述第二影响,进一步降低滤波代价。
可选地,在上述第四方面中,所述通信装置包括:第一更新模块、第一滤波模块和第一降低模块。其中,第一更新模块,用于在获取所述业务信号的谱估计系数后,根据第一频率更新所述谱估计系数中的实部,以更新所述谱估计系数;第一滤波模块,用于根据当前的所述谱估计系数,对所述业务信号进行滤波;第一降低模块,用于在第一条件满足时,降低所述第一频率,所述第一条件包括:所述接收端向所述发送端发送所述频谱信息。换句话说,在接收端向发送端发送用于预补偿的频谱信息之后,接收端可以将第一频率降低。需要说明的是,接收端在根据谱估计系数对业务信号进行滤波时,谱估计系数中的实部与消除业务信号受到的第二影响相关。谱估计系数中实部的更新频率(上述第一频率)越大,接收端在根据谱估计系数对业务信号进行滤波对第二影响的消除能力越高。本申请实施例中,在接收端向发送端发送用于预补偿的频谱信息后,发送端可以根据该频谱信息对业务信号进行预补偿,以降低或消除第二影响。此时,谱估计系数中实部会变小,降低谱估计系数中实部的更新频率(上述第一频率),虽然会降低接收端对第二影响的消除能力,但由于业务信号在发送端已经进行了预补偿,所以,第二影响不会较高。并且,由于降低了谱估计系数中实部的更新频率,因此,降低了接收端的功耗。
可选地,所述第一条件还包括:所述实部的绝对值小于第一阈值。由于谱估计系数的实部的绝对值的大小与接收端对第二影响的消除能力正相关,在谱估计系数的实部的绝对值小于第一阈值时,说明第二影响较小。此时降低谱估计系数中实部的更新频率,虽然会降低接收端对第二影响的消除能力,但能够保证经过接收端滤波之后的业务信号受到的第二影响较小。
可选地,在上述第四方面和第五方面中,所述通信装置包括:第二更新模块、第二滤波模块和第二降低模块。第二更新模块,用于在获取所述业务信号的谱估计系数后,根据第二频率更新所述谱估计系数中的虚部,以更新所述谱估计系数;第二滤波模块,用于根据当前的所述谱估计系数,对所述业务信号进行滤波;第二降低模块,用于在第二条件满足时,降低所述第二频率。在上述第四方面中,所述第二条件包括:所述接收端向所述发送端发送所述频偏参数。在上述第五方面中,所述第二条件包括:所述接收端向所述发送端发送所述频谱信息。
需要说明的是,接收端中的接收端在根据谱估计系数对业务信号进行滤波时,谱估计系数中的虚部与消除业务信号受到的第一影响相关。谱估计系数中虚部的更新频率(上述第二频率)越大,接收端对第一影响的消除能力越高。
在接收端向发送端发送第四方面中的频偏参数或第五方面中的频谱信息之后,发送端可以根据接收到的信息调节发送端的中心频率,从而对业务信号的频偏进行一定的校正。此时,谱估计系数中虚部会变小,降低谱估计系数中虚部的更新频率(上述第二频率),虽然会降低接收端对第一影响的消除能力,但由于业务信号的频偏程度已经降低,所以,业务信号的频偏程度不会较高。并且,由于降低了谱估计系数中虚部的更新频率,因此,降低了接收端的功耗,降低了接收端的功耗。
可选地,上述第二条件还包括:谱估计系数的虚部的绝对值小于第二阈值。由于谱估计系数的虚部的绝对值的大小与业务信号的频偏程度相关,在谱估计系数的虚部的绝对值小于第二阈值时,说明业务信号的频偏程度较小,此时降低谱估计系数中虚部的更新频率,虽然会降低接收端对第一影响的消除能力,但能够保证经过接收端滤波之后的业务信号受到的第一影响较小。
第六方面,提供了一种通信装置,该通信装置可以用于发送端,所述发送端与接收端通过光纤连接,所述光纤上设置有至少一个滤波器,所述通信装置包括:获取模块和调节模块。其中,获取模块,用于获取业务信号的频偏参数,所述频偏参数用于指示:所述业务信号的中心频率相对所述至少一个滤波器的中心频率的偏移量大小和偏移方向中的至少一种信息;所述频偏参数是根据所述业务信号的频谱信息确定的参数;调节模块,用于根据所述频偏参数所指示的所述至少一种信息,调节所述发送端的中心频率。
在本申请实施例提供的通信装置中,获取模块能够获取到频偏参数,且频偏参数用于指示业务信号的中心频率相对光纤上串联的至少一个滤波器的中心频率的偏移量大小和偏移方向中的至少一种信息。并且,调节模块可以根据该频偏参数指示的该至少一种信息调节发送端的中心频率。这样一来,便实现了对业务信号的频偏进行校正,进而降低了业务信号的ISI,降低了滤波器对业务信号的滤波代价。保证了发送端和接收端之间的通信效果,使得发送端和接收端之间的业务信号能够长距离传输。
可选地,由于发送端的中心频率与发送端中数字信号的频率和激光器的工作频率均相关,因此调节模块在调节发送端的中心频率时,可以调节发送端中激光器的工作频率(和/或,发送端中数字信号的频率),从而实现对发送端的中心频率的调节。在发送端的中心频率被调节后,发送端发出的信号(如业务信号和非业务信号)的中心频率被调节,从而能够实现对业务信号的频偏的校正。
获取模块获取频偏参数的方式多种多样。
在获取模块获取频偏参数的第一种可选方式中,获取模块可以接收接收端发送的频偏参数。此时,频偏参数可以由接收端根据业务信号的频谱信息确定。并且,在获取模块接收接收端发送的频偏参数之前,发送端还可以利用发送模块向发送端发送上述业务信号。
在该第一种可选方式中,通信装置还包括接收模块和预补偿模块,接收模块可以用于接收接收端发送的频谱信息,预补偿模块可以用于根据该频谱信息对后续待发送的业务信号进行预补偿。
需要说明的是,接收端可以在所述业务信号的频偏程度小于或等于频偏程度阈值时,向所述发送端发送所述频谱信息。业务信号在传输过程中受到的影响包括:由于业务信号频偏所带来的滤波器对业务信号滤波的第一影响,以及除第一影响之外的第二影响(如发送端和接收端上光电器件对业务信号滤波带来的影响,以及在业务信号未频偏时滤波器对业务信号滤波所带来的影响)。在业务信号的频偏程度小于频偏程度阈值时,第一影响可以忽略不计,此时频谱信息主要反映上述第二影响。因此,在业务信号的频偏程度小于频偏程度阈值时,接收端可以将业务信号的频谱信息反馈给发送端,以便于发送端根据该频谱信息对业务信号进行预补偿,以消除上述第二影响,进一步降低滤波代价。
在获取模块获取频偏参数的第二种可选方式中,获取模块可以接收接收端发送的业务信号的频谱信息,并根据该频谱信息确定该频偏参数。此时,发送端在接收接收端发送的频谱信息之前,发送端还可以利用发送模块向发送端发送上述业务信号。获取模块根据频谱信息确定该频偏参数的过程可以参考上述第一方面中接收端根据频谱信息确定频偏参数的过程,本申请在此不做赘述。
上述频偏参数可以用于指示偏移量大小和偏移方向中的至少一种参数。当频偏参数未能指示偏移量大小和偏移方向中的一种参数时,获取模块需要采用其他方式确定这种参数。
示例地,在频偏参数用于指示该偏移方向,且不用于指示偏移量大小时,获取模块可以根据该偏移方向确定发送端的中心频率的调节方向,并且获取模块还可以获取发送端的中心频率的调节量大小。该调节量大小可以预先配置在获取模块中,也可以由获取模块随机生成,也可以由其他设备发送给获取模块,本申请对此不作限定。
又示例地,在频偏参数用于指示该偏移量大小,且不用于指示偏移方向时,获取模块可以将该偏移量大小作为发送端的中心频率的调节量大小,并且获取模块还可以获取发送端的中心频率的调节方向。该调节方向可以预先配置在获取模块中,也可以由获取模块随机生成,也可以由其他设备发送给获取模块,本申请对此不作限定。并且,在调节模块每次调节发送端的中心频率之后,获取模块可以再次获取频偏参数(如接收发送端发送的频偏参数),并判断该频偏参数所指示的偏移量大小是否减小。如果频偏参数所指示的偏移量大小减小,说明调节模块对发送端的中心频率的调节方向是正确的,后续可以继续向该调节方向调节发送端的中心频率。如果频偏参数所指示的偏移量大小增大,说明调节模块对发送端的中心频率的调节方向是错误的,后续调节模块可以改变其中心频率的调节方向,以向相反的方向调节发送端的中心频率。
可选地,调节模块可以在调节发送端的中心频率之前,可以对业务信号的频偏程度是否大于频偏程度阈值进行判断,并在确定业务信号的频偏程度大于频偏程度阈值时,才调节发送端的中心频率。在业务信号的频偏程度小于或等于频偏程度阈值时,调节模块无需对其中心频率进行调节。
调节模块对业务信号的频偏程度是否大于频偏程度阈值进行判断的方式多种多样,以下将以其中的两种可实现方式为例进行讲解。
在第一种可实现方式中,频偏参数用于指示上述偏移量大小,此时,调节模块判断频偏程度是否大于频偏程度阈值的过程,可以参考接收端根据偏移量大小判断频偏程度是否大于频偏程度阈值的过程,本申请在此不作赘述。
在第二种可实现方式中,接收端发送的频偏参数(或频谱信息)包括谱估计系数的虚部。调节模块可以根据谱估计系数的虚部对业务信号的频偏程度是否大于频偏程度阈值进行判断。调节模块根据谱估计系数的虚部判断频偏程度是否大于频偏程度阈值的过程,可以参考接收端根据谱估计系数的虚部判断频偏程度是否大于频偏程度阈值的过程,本申请在此不作赘述。
在发送端和接收端均对业务信号的频偏程度是否大于频偏程度阈值进行判断时,通过发送端和接收端的双重判断,提升了判断结果的准确度。
第七方面,提供了一种通信系统,该通信系统包括:发送端和接收端。所述发送端包括第四方面或第五方面中任一设计所述的通信装置;所述接收端包括第六方面中任一设计所述的通信装置。
第二方面至第七方面中任一种设计方式所带来的技术效果可参见第一方面中相应设计方式所带来的技术效果,此处不再赘述。
附图说明
图1为本申请实施例提供的一种通信系统的结构示意图;
图2为本申请实施例提供的另一种通信系统的结构示意图;
图3为本申请实施例提供的一种业务信号的功率谱和WSS的功率谱的示意图;
图4为本申请实施例提供的另一种业务信号的功率谱和WSS的功率谱的示意图;
图5为本申请实施例提供的又一种业务信号的功率谱和WSS的功率谱的示意图;
图6为本申请实施例提供的一种通信方法的流程图;
图7为本申请实施例提供的一种接收端的功能模块示意图;
图8为本申请实施例提供的一种发送端和接收端的功能模块示意图;
图9为本申请实施例提供的一种业务信号在三种频偏情况下的频域响应的示意图;
图10为本申请实施例提供的另一种业务信号在这三种频偏情况下的频域响应的示意图;
图11为本申请实施例提供的一种谱估计系数中虚部的变化情况的示意图;
图12为本申请实施例提供的另一种谱估计系数中虚部的变化情况的示意图;
图13为本申请实施例提供的又一种谱估计系数中虚部的变化情况的示意图;
图14为本申请实施例提供的一种通信装置的结构示意图;
图15为本申请实施例提供的另一种通信装置的结构示意图。
具体实施方式
为使本申请的原理和技术方案更加清楚,下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。
图1为本申请实施例提供的一种通信系统的结构示意图,如图1所示,通信系统包括发送端和接收端,并且,发送端和接收端之间通过光纤链路连接。光纤链路包括:光纤,以及设置在光纤上的光中继(如图1中的WSS)。光中继可以包括至少一个滤波器、信号放大器等。并且,当光中继包括多个滤波器时,这些滤波器可以串联在光纤上。上述滤波器为光滤波器,示例性地,光滤波器可以是WSS、梳状滤波器(interleaver,ITL)或者阵列波导光栅(arrayed waveguide grating,AWG)等。图1中以光中继包括1个WSS为例。
示例地,请参考图2,发送端可以包括:电发射机和光发射机。其中,电发射机包括:数字信号调制模块和数模转换模块等。光发射机包括:激光器和光调制器等。数字信号调制模块用于根据需要传输的数据调制数字信号;数模转换模块用于将数字信号转换为模拟信号;激光器用于发出激光;光调制器用于根据模拟信号将激光器发出的激光调制为光信号(如相干光信号或非相干光信号等),并将光信号发送至光纤。
请继续参考图2,接收端包括:光接收机和电接收机。其中,光接收机包括光探测器等,电接收机包括模数转换模块和信号解调模块。光探测器用于接收光纤上的光信号,并将该光信号转换为模拟信号;模数转换模块用于将该模拟信号转换为数字信号;信号解调模块用于对该数字信号进行解调,得到发送端需要传输的数据。
光纤上传输的光信号包括业务信号。发送端发送的业务信号经过光纤传输和滤波器(如WSS)滤波被接收端接收。其中,滤波器在对业务信号进行滤波时,滤波器允许某一频段的信号通过,并且,禁止该频段之外的信号通过。滤波器所允许通过的信号的频段的中心频率称为滤波器的中心频率。当光纤上设置有多个滤波器时,不同滤波器的中心频率可以相同也可以不同。
目前,业务信号存在频偏,使得滤波器对业务信号进行滤波时往往会滤除业务信号中较多有用的信号,导致滤波器对业务信号的滤波代价较高。其中,业务信号频偏是指:业务信号的中心频率与光纤上设置的至少一个滤波器的中心频率存在偏移。当该至少一个滤波器包括一个滤波器时,该至少一个滤波器的中心频率也即是这一个滤波器的中心频率。当该至少一个滤波器包括多个滤波器时,该至少一个滤波器的中心频率也即是该多个滤波器的级联中心频率。需要说明的是,多个滤波器对信号的滤波效果与具有该级联中心频率的滤波器对该信号的滤波效果相同。
示例地,以滤波器为WSS为例,假设业务信号的功率谱和WSS的功率谱如图3所示。其中,业务信号的功率谱上的每个点对应有一个频率和一个功率,该点表示业务信号在该频率下的功率。WSS的功率谱上的每个点也对应有一个频率和一个功率,WSS允许通过的信号满足一个条件:信号的频率为该功率谱上某一点对应的频率,并且该信号的功率小于该点对应的功率。对于不满足该条件的信号,WSS会进行滤除。当业务信号的中心频率相对WSS的中心频率的偏移情况图3所示时,图3中业务信号的功率谱中位于WSS的功率谱左侧和右侧的部分所表示的信号均会被WSS滤除。
又示例地,请参考图4,当业务信号的中心频率相对WSS的中心频率的偏移情况图4所示时,图4中业务信号的功率谱中位于WSS的功率谱右侧的部分所表示的信号会被WSS滤除。
再示例地,请参考图5,当业务信号的中心频率相对WSS的中心频率的偏移情况图5所示时,图5中业务信号的功率谱中位于WSS的功率谱左侧的部分所表示的信号会被WSS滤除。
另外,在业务信号存在频偏时,业务信号的符号间干扰(Inter SymbolInterference,ISI)会增大,从而影响发送端和接收端之间的通信效果,限制发送端和接收端之间业务信号的长距离传输。
本申请实施例提供了一种通信方法,该方法中的接收端可以向发送端发送频偏参数,且频偏参数用于指示业务信号的中心频率相对光纤上串联的至少一个滤波器的中心频率的偏移量大小和偏移方向中的至少一种信息。发送端可以根据该频偏参数指示的该至少一种信息调节发送端的中心频率。这样一来,便实现了对业务信号的频偏进行校正,进而降低了业务信号的ISI,降低了滤波器对业务信号的滤波代价。保证了发送端和接收端之间的通信效果,使得发送端和接收端之间的业务信号能够长距离传输。
示例地,图6为本申请实施例提供的一种通信方法的流程图,该方法可以用于本申请实施例提供的通信系统(如图1或图2所示的通信系统)。如图6所示,该方法包括:
S101、发送端向接收端发送业务信号。
发送端发送的业务信号经过光纤传输和滤波器(如WSS)滤波被接收端接收。
业务信号在传输的过程中可能存在以下两种情况。
一方面,如果业务信号存在频偏,那么业务信号在经过滤波器之后,业务信号中会被滤除一些有用信号,业务信号无法完整的到达接收端。
另一方面,如果业务信号不存在频偏,那么业务信号在经过滤波器之后,业务信号基本不存在会被滤除的有用信号,从而使得业务信号能够比较完整的传输至接收端。
S102、接收端对业务信号进行均衡处理。
接收端在接收到业务信号之后,会对业务信号进行均衡处理(如对业务信号进行偏振相关损伤的补偿、载波恢复、消除部分ISI等处理),以消除业务信号受到的环境因素(如光纤摆动、打雷或闪电等)影响。接收端可以基于任一种算法对业务信号进行均衡处理。该任一种算法可以是经典的最小二乘法(Least Squares Method,LS)、梯度下降法(如最小均方误差(Least Mean Square,LMS)算法)等。
S103、接收端根据均衡处理后的业务信号,获取业务信号的频谱信息。
业务信号的频谱信息可以是指业务信号的信号谱和/或噪声谱的信息,其中,噪声谱能指示噪声对业务信号的影响。业务信号在从发送端传输至接收端的过程中,会受到噪声的影响,频谱信息能够指示噪声对业务信号的影响。
示例地,业务信号的频谱信息包括业务信号的信道响应或谱估计系数。信道响应和谱估计系数均能够反映业务信号的信号谱和/或噪声谱的信息。
业务信号在从发送端传输至接收端的过程中,会受到信道对业务信号进行滤波的影响,这一影响可以用信道响应来表示。换句话说,业务信号的信道响应用于指示信道滤波对业务信号的影响值。其中,信道滤波包括:光纤上滤波器对业务信号的滤波,以及发送端和接收端中光电器件对业务信号的滤波等。
谱估计是对随机信号序列进行功率谱密度和频谱估计的算法的总称,谱估计包括经典谱估计(不基于系数的非参数谱估计)和现代谱估计(基于系数的参数谱估计),参数谱估计的系数一般称为谱估计系数。
频谱信息也可以包括除信道响应和谱估计系数之外的其他参数,如信号谱(也称直接信号谱),通过信号谱转换的噪声谱,或者其他基于该信号谱衍生出来的具有等效对称特性的谱等,本申请实施例对此不作限定。
在频谱信息为谱估计系数时,接收端可以采用传统的谱估计算法得到该谱估计系数,该传输的谱估计算法比如是AR-Burg算法(自回归-Burg算法,Burg表示伯格算法,Burg是一种经典的谱估计算法)等。
S103中接收端获取频谱信息的方式多种多样,以下将以频谱信息为谱估计系数为例对其中的三种方式为例进行讲解。
方式1,接收端可以首先对均衡处理后的业务信号进行判决(硬判决或软判决),得到判决后的业务信号。之后,接收端可以将均衡处理后的业务信号减去判决后的业务信号,得到信道噪声。最后,接收端可以对该信道噪声进行谱估计,得到谱估计系数,并将该谱估计系数作为频谱信息。
方式2,接收端可以首先对均衡处理后的业务信号依次进行前向纠错码(ForwardError Correction,FEC)的译码和重构,得到重构后的业务信号。其中,对业务信号进行重构是指,对经过FEC的译码后的业务信号进行重新映射。之后,接收端可以将均衡处理后的业务信号减去重构后的业务信号,得到信道噪声。最后,接收端可以对该信道噪声进行谱估计,得到谱估计系数,并将该谱估计系数作为频谱信息。
需要说明的是,方式1中基于判决后的业务信号得到频谱信息,方式2中基于重构后的业务信号得到频谱信息,由于重构后的业务信号的可靠性高于判决后的业务信号的可靠性,因此,方式2中得到的频谱信息的可靠性较高。
方式3,如果接收端包括用于执行窄带滤波补偿(Narrowband FilteringCompensation,NFC)的模块(称为NFC模块),由于NFC模块在对业务信号进行NFC处理时,通常是基于谱估计系数对业务信号进行滤波,因此,接收端在S103中可以获取NFC模块滤波所基于的谱估计系数,并将该谱估计系数作为频谱信息。这样一来,接收端在执行NFC处理和执行S103的过程中,只需要计算一次谱估计系数,避免了多次计算谱估计系数对计算资源的浪费。
可选地,NFC模块可以采用任一种方法获取谱估计系数,如Burg算法、莱文逊(Levinson-Durbin)算法等。
可选地,如果NFC模块具有多个抽头,那么NFC模块滤波所基于的谱估计系数包括该多个抽头一一对应的多个谱估计系数。此时,接收端可以在该多个谱估计系数中选择除第一个抽头对应的谱估计系数之外的任一谱估计系数作为频谱信息。比如,接收端可以将该多个抽头中第二个或第三个抽头对应的谱估计系数作为频谱信息。
进一步地,S103中以接收端获取一次频谱信息为例,可选地,接收端也可以在S103中多次获取频谱信息,并将多次获取的频谱信息的平均值作为最终获取到的频谱信息,以提升获取到的频谱信息的准确度。其中,多次获取的频谱信息的平均值可以是任一种平均值,如算数平均值、平方平均值、调和平均值或加权平均值等。
可选地,如果接收端包括NFC模块,那么接收端也可以利用NFC模块对均衡处理后的业务信号进行NFC处理,以得到NFC处理后的业务信号。之后,接收端可以基于该NFC处理后的业务信号获取上述频谱信息。接收端基于NFC处理后的业务信号获取频谱信息的过程,可以参考接收端基于均衡处理后的业务信号获取频谱信息的过程,本申请实施例在此不做赘述。
需要说明的是,对业务信号进行NFC处理,能够对业务信号由于信道带宽受限而引入的ISI进行补偿。如果接收端基于NFC处理后的业务信号获取频谱信息,那么获取的频谱信息还能够避免信道带宽受限所带来的影响,提升频谱信息的准确度。
S104、接收端根据业务信号的频谱信息,向发送端发送业务信号的频偏参数。
业务信号的频偏参数用于指示上述偏移量大小和偏移方向中的至少一种信息,比如,频偏参数用于指示该偏移量大小,或者,频偏参数用于指示该偏移方向,或者,频偏参数用于指示该偏移量大小和偏移方向。本申请实施例对此不作限定。
接收端在得到业务信号的频谱信息后,需要根据业务信号的频谱信息,确定业务信号的频偏参数,再将该频偏参数发送给发送端。
需要说明的是,S104中以接收端根据频谱信息向发送端发送频偏参数为例,可选地,接收端在S104中也可以直接将业务信号的频谱信息发送给发送端,再由发送端根据该频谱信息确定业务信号的频偏参数。总的来说,接收端在S104中可以向发送端发送用于频率调节的信息,该信息可以包括频偏参数或频谱信息,本申请实施例对此不作限定。
S105、发送端根据业务信号的频偏参数,调节发送端的中心频率。
无论S104中接收端发送给发送端的用于频率调节的信息是频偏参数还是频谱信息,发送端均需要获取该频偏参数。当S104中接收端发送的用于频率调节的信息是频偏参数时,发送端直接获取该频偏参数即可,当S104中接收端发送的用于频率调节的信息是频谱信息时,发送端需要根据该频谱信息确定频偏参数,以得到该频偏参数。
频偏参数指示上述偏移量大小和偏移方向中的至少一种信息,发送端可以根据频偏参数所指示的该至少一种信息,确定发送端的中心频率的调节方向和调节量大小,之后根据该调节方向和调节量大小调节发送端的中心频率。
比如,以频偏参数指示上述偏移量大小和偏移方向为例。
若频偏参数的值为+X(指示业务信号的中心频率比光纤上设置的至少一个滤波器的中心频率大X),那么发送端可以确定发送端的中心频率的调节方向为频率减小的方向,调节量大小为X,发送端可以将发送端的中心频率减小X。
若频偏参数的值为-X(指示业务信号的中心频率比上述至少一个滤波器的中心频率小X),那么发送端可以确定发送端的中心频率的调节方向为频率增大的方向,调节量大小为X,发送端可以将其中心频率增大X。
由于发送端的中心频率与发送端中数字信号的频率和激光器的工作频率均相关,因此发送端在调节发送端的中心频率时,可以调节发送端中激光器的工作频率(和/或,发送端中数字信号的频率),从而实现对发送端的中心频率的调节。需要说明的是,发送端的中心频率被调节后,发送端发出的信号(如业务信号和非业务信号)的中心频率被调节,从而能够实现对业务信号的频偏的校正。
S104中,接收端(或发送端)需要根据业务信号的频谱信息,确定业务信号的频偏参数。其中,接收端(或发送端)根据频谱信息确定频偏参数的方式多种多样,以下将以接收端根据频谱信息确定频偏参数的几种可实现方式为例进行讲解。发送端根据频谱信息确定频偏参数的方式可以参考接收端根据频谱信息确定频偏参数的方式,本申请实施例在此不做赘述。
(1)在第一种可实现方式中,频谱信息为业务信号的信道响应。接收端可以首先对信道响应进行快速傅立叶变换,得到频域响应。之后,再根据频域响应和业务信号的波特率(单位可以是赫兹),得到业务信号的频偏参数。该频偏参数用于指示:业务信号的中心频率相对上述至少一个滤波器的中心频率的偏移量大小和偏移方向。
需要说明的是,信道响应是信道在时域上的响应,频域响应是信道在频域上的响应。利用快速傅里叶变换(fast Fourier transform,FFT)能够将信道响应从时域转换到频域,从而得到频域响应。
FFT具有点数N,N通常是2的n次方(n≥1),如64、128或256等。接收端在对信道响应进行FFT时,可以先根据FFT的点数N在信道响应中采样,得到N个采样点;之后,再对N个采样点中的每个采样点进行变换,得到业务信号在N个频率下的功率(也即频域响应)。其中,N个采样点与该N个频率一一对应,业务信号在每个所述频率下的功率经过对应的采样点变换得到。
示例地,如表1所示,信道响应包括采样点0.1、0.2和0.3,频域响应包括:业务信号在频率1.1下的功率2.1,业务信号在频率1.2下的功率2.2,以及业务信号在频率1.3下的功率2.3。功率2.1由采样点0.1变换得到;功率2.2由采样点0.2变换得到;功率2.3由采样点0.3变换得到。
表1
采样点 | 业务信号的频率 | 业务信号在该频率下的功率 |
0.1 | 1.1 | 2.1 |
0.2 | 1.2 | 2.2 |
0.3 | 1.3 | 2.3 |
在得到频域响应后,接收端可以将频域响应和业务信号的波特率代入频偏公式,得到频偏参数。其中,频偏公式包括:f=(N/2-M)*F/N。f表示频偏参数;M表示功率最小的频率对应的采样点的索引;F表示业务信号的波特率。
接收端根据该频偏公式所得到的频偏参数的绝对值能够用于表示上述偏移量大小,频偏参数的正负能够用于表示上述偏移方向。
比如,当频偏参数为正值时,频偏参数用于指示偏移方向为右偏(也即业务信号的中心频率大于上述至少一个滤波器的的中心频率);当频偏参数为负值时,频偏参数用于指示偏移方向为左偏(也即业务信号的中心频率小于上述至少一个滤波器的中心频率)。
又比如,当频偏参数为正值时,频偏参数用于指示偏移方向为左偏;当频偏参数为负值时,频偏参数用于指示偏移方向为右偏。
(2)在第二种可实现方式中,频谱信息为业务信号的谱估计系数。接收端在确定谱估计系数之后,可以确定该谱估计系数的虚部,并根据该虚部的正负确定频偏参数。此时,频偏参数用于指示业务信号的中心频率相对上述至少一个滤波器的中心频率的偏移方向。
比如,虚部的正负与上述偏移方向相反。当谱估计系数的虚部是正数时,偏移方向为左偏。当谱估计系数的虚部是负数时,偏移方向为右偏。
可选地,接收端在根据该虚部的正负确定频偏参数之前,还可以对该虚部的正负进行核对。比如,当虚部的绝对值小于绝对值阈值时,核对后的虚部为0;当虚部的绝对值大于或等于绝对值阈值时,核对后的虚部与核对之前的虚部相同。之后,接收端可以根据核对后的虚部的正负确定频偏参数。
(3)在第三种可实现方式中,频谱信息为业务信号的谱估计系数。接收端在确定谱估计系数之后,可以确定该谱估计系数的虚部,并根据该虚部确定频偏参数(比如将该虚部作为频偏参数)。此时,频偏参数用于指示业务信号的中心频率相对上述至少一个滤波器的中心频率的偏移方向,并且,该频偏参数还用于指示该虚部的绝对值。
(4)在第四种可实现方式中,接收端可以参考前三种可实现方式中的任一种可实现方式中获取频偏参数的过程,获取上述偏移量大小和偏移方向中至少一种参数。之后,接收端再根据该至少一种参数,得到频偏参数。其中,当该至少一种参数包括偏移量大小时,该频偏参数包括发送端的中心频率的调节量大小;当该至少一种参数包括偏移方向时,该频偏参数包括发送端对其中心频率的调节方向。这样一来,发送端接收到的频偏参数包括调节方向和/或调节量大小,发送端可以按照频偏参数中的调节方向和/或调节量大小,调节发送端的中心频率,降低了发送端的负载。
S105中以频偏参数用于指示偏移量大小和偏移方向为例。当频偏参数未能指示偏移量大小和偏移方向中的一种参数时,发送端需要采用其他方式确定这种参数。
示例地,在频偏参数用于指示该偏移方向,且不用于指示偏移量大小时,发送端可以根据该偏移方向确定发送端的中心频率的调节方向,并且发送端还可以获取发送端的中心频率的调节量大小。该调节量大小可以预先配置在发送端中,也可以由发送端随机生成,也可以由其他设备发送给发送端,本申请实施例对此不作限定。
又示例地,在频偏参数用于指示该偏移量大小,且不用于指示偏移方向时,发送端可以将该偏移量大小作为发送端的中心频率的调节量大小,并且发送端还可以获取发送端的中心频率的调节方向。该调节方向可以预先配置在发送端中,也可以由发送端随机生成,也可以由其他设备发送给发送端,本申请实施例对此不作限定。并且,在发送端每次调节发送端的中心频率之后,发送端可以再次获取频偏参数(如接收发送端发送的频偏参数),并判断该频偏参数所指示的偏移量大小是否减小。如果频偏参数所指示的偏移量大小减小,说明发送端对其的中心频率的调节方向是正确的,后续可以继续向该调节方向调节发送端的中心频率。如果频偏参数所指示的偏移量大小增大,说明发送端对其中心频率的调节方向是错误的,后续发送端可以改变其中心频率的调节方向,以向相反的方向调节发送端的中心频率。
进一步地,以上内容中以接收端在S103后直接执行S104(根据频谱信息向发送端发送频偏参数)为例。可选地,接收端也可以是在业务信号的频偏程度大于频偏程度阈值时,才执行S104。在业务信号的频偏程度小于或等于频偏程度阈值时,接收端无需执行S104。
在业务信号的频偏程度大于频偏程度阈值时,接收端可以确定当前业务信号的频偏程度较高,此时接收端可以执行S104,以便于发送端根据频偏参数调节其中心频率,从而对业务信号的频偏进行校正。在业务信号的频偏程度小于或等于频偏程度阈值时,接收端可以确定当前业务信号的频偏程度较低,此时无需对业务信号的频偏进行校正,因此,接收端无需执行S104。
接收端判断业务信号的频偏程度是否大于频偏程度阈值的方式多种多样,以下将以其中的几种可实现方式为例进行讲解。
在第一种可实现方式中,频偏参数用于指示上述偏移量大小,此时,接收端可以判断业务信号的中心频率相对上述至少一个滤波器的中心频率的偏移量大小是否大于偏移量大小阈值。在业务信号的中心频率相对至少一个滤波器的中心频率的偏移量大小大于偏移量大小阈值时,接收端可以确定业务信号的频偏程度大于频偏程度阈值。在业务信号的中心频率相对至少一个滤波器的中心频率的偏移量大小小于或等于偏移量大小阈值时,接收端可以确定业务信号的频偏程度小于或等于频偏程度阈值。
在第二种可实现方式中,频谱信息是业务信号的谱估计系数,此时,接收端可以在谱估计系数的虚部的绝对值大于绝对值阈值时,确定业务信号的频偏程度大于频偏程度阈值;在谱估计系数的虚部的绝对值小于或等于绝对值阈值时,确定业务信号的频偏程度小于或等于频偏程度阈值。
可选地,接收端在向发送端发送频偏参数之前,也可以不对业务信号的频偏程度是否大于频偏程度阈值进行判断,本申请实施例对此不作限定。
可选地,无论接收端是否对业务信号的频偏程度是否大于频偏程度阈值进行判断,发送端均可以在S105之前对业务信号的频偏程度是否大于频偏程度阈值进行判断,并在确定业务信号的频偏程度大于频偏程度阈值时,才执行S105对发送端的中心频率进行调节。在业务信号的频偏程度小于或等于频偏程度阈值时,发送端无需对其中心频率进行调节。
发送端对业务信号的频偏程度是否大于频偏程度阈值进行判断的方式多种多样,以下将以其中的两种可实现方式为例进行讲解。
在第一种可实现方式中,频偏参数用于指示上述偏移量大小,此时,发送端判断频偏程度是否大于频偏程度阈值的过程,可以参考接收端判断频偏程度是否大于频偏程度阈值的第一种可实现方式,本申请实施例在此不作赘述。
在第二种可实现方式中,发送端可以根据谱估计系数的虚部对业务信号的频偏程度是否大于频偏程度阈值进行判断。此时,在S104中接收端发送的频偏参数(或频谱信息)包括谱估计系数的虚部。发送端判断频偏程度是否大于频偏程度阈值的过程,可以参考接收端判断频偏程度是否大于频偏程度阈值的第二种可实现方式,本申请实施例在此不作赘述。
需要说明的是,在发送端和接收端均对业务信号的频偏程度是否大于频偏程度阈值进行判断时,通过发送端和接收端的双重判断,提升了判断结果的准确度。
可选地,发送端和接收端可以重复执行本申请实施例提供的通信方法,以不断对业务信号的频偏程度是否大于频偏程度阈值进行判断。在业务信号的频偏程度大于频偏程度阈值时,执行S104和S105,从而将业务信号的频偏程度调节至小于或等于频偏程度阈值的状态。
进一步地,如果接收端在业务信号的频偏程度大于频偏程度阈值时才执行S104。那么在业务信号的频偏程度小于或等于频偏程度阈值时,接收端无需执行S104,此时,接收端可以向发送端发送用于预补偿的信息,该信息包括业务信号的频谱信息。发送端可以根据该用于预补偿的信息对业务信号进行预补偿。
业务信号在传输过程中受到的影响包括:由于业务信号频偏所带来的滤波器对业务信号滤波的第一影响,以及除第一影响之外的第二影响(如发送端和接收端上光电器件对业务信号滤波带来的影响,以及在业务信号未频偏时滤波器对业务信号滤波所带来的影响)。在业务信号的频偏程度小于频偏程度阈值时,第一影响可以忽略不计,此时频谱信息主要反映上述第二影响。因此,在业务信号的频偏程度小于频偏程度阈值时,接收端可以将业务信号的频谱信息反馈给发送端,以便于发送端根据该频谱信息对业务信号进行预补偿,以消除上述第二影响,进一步降低滤波代价。
示例地,发送端包括数字信号处理(digital signal processing,DSP)模块,发送端可以利用该DSP模块根据业务信号的频谱信息对业务信号进行预补偿。
另外,在接收端具有NFC模块时,该NFC模块会获取业务信号的谱估计系数,并根据第一频率更新谱估计系数中的实部,以及根据第二频率更新谱估计系数中的虚部,以更新谱估计系数。NFC模块还会根据当前的谱估计系数,对业务信号进行滤波。
一方面,在本申请实施例中,接收端可以根据第一条件对第一频率进行调整。比如,在第一条件满足时,接收端可以降低第一频率(降低后的第一频率可以大于或等于零)。其中,第一条件包括:接收端向发送端发送频谱信息。换句话说,在接收端向发送端发送用于预补偿的频谱信息之后,接收端可以将第一频率降低。
需要说明的是,接收端中的NFC模块在根据谱估计系数对业务信号进行滤波时,谱估计系数中的实部与消除业务信号受到的第二影响相关。谱估计系数中实部的更新频率(上述第一频率)越大,NFC模块对第二影响的消除能力越高。本申请实施例中,在接收端向发送端发送用于预补偿的频谱信息后,发送端可以根据该频谱信息对业务信号进行预补偿,以降低或消除第二影响。此时,谱估计系数中实部会变小,降低谱估计系数中实部的更新频率(上述第一频率),虽然会降低NFC模块对第二影响的消除能力,但由于业务信号在发送端已经进行了预补偿,所以,第二影响不会较高。并且,由于降低了谱估计系数中实部的更新频率,因此,降低了NFC模块的功耗,降低了接收端的功耗。
可选地,上述第一条件还包括:谱估计系数的实部的绝对值小于第一阈值。由于谱估计系数的实部的绝对值的大小与NFC模块对第二影响的消除能力正相关,在谱估计系数的实部的绝对值小于第一阈值时,说明第二影响较小。此时降低谱估计系数中实部的更新频率,虽然会降低NFC模块对第二影响的消除能力,但能够保证经过NFC模块滤波之后的业务信号受到的第二影响较小。
可选地,接收端可以周期性地根据第一条件对该第一频率进行调整,其中,接收端调整第一频率的周期可以是任意周期,如分钟级的周期、小时级的周期或天级的周期等。
另一方面,在本申请实施例中,接收端还可以根据第二条件对第二频率进行调整。比如,在第二条件满足时,接收端可以降低第二频率(降低后的第二频率可以大于或等于零),其中,第二条件包括:接收端向发送端发送用于频率调节的信息(如上述频偏参数)。
需要说明的是,接收端中的NFC模块在根据谱估计系数对业务信号进行滤波时,谱估计系数中的虚部与消除业务信号受到的第一影响相关。谱估计系数中虚部的更新频率(上述第二频率)越大,NFC模块对第一影响的消除能力越高。
在接收端向发送端发送频偏参数之后,发送端可以根据该频偏参数调节发送端的中心频率,从而对业务信号的频偏进行一定的校正。此时,谱估计系数中虚部会变小,降低谱估计系数中虚部的更新频率(上述第二频率),虽然会降低NFC模块对第一影响的消除能力,但由于业务信号的频偏程度已经降低,所以,业务信号的频偏程度不会较高。并且,由于降低了谱估计系数中虚部的更新频率,因此,降低了NFC模块的功耗,降低了接收端的功耗。
可选地,上述第二条件还包括:谱估计系数的虚部的绝对值小于第二阈值。由于谱估计系数的虚部的绝对值的大小与业务信号的频偏程度相关,在谱估计系数的虚部的绝对值小于第二阈值时,说明业务信号的频偏程度较小,此时降低谱估计系数中虚部的更新频率,虽然会降低NFC模块对第一影响的消除能力,但能够保证经过NFC模块滤波之后的业务信号受到的第一影响较小。
可选地,接收端可以周期性地根据第二条件对该第二频率进行调整,其中,接收端调整第二频率的周期可以是任意周期,如分钟级的周期、小时级的周期或天级的周期等。
以下将结合图7对本申请实施例提供的通信方法进行举例说明。
如图7所示,接收端包括:接收模块、均衡模块、频谱信息获取模块、频偏参数获取模块以及发送模块。其中,接收模块用于接收发送端发送的业务信号。均衡模块用于对业务信号进行均衡处理,得到均衡处理后的业务信号。频谱信息获取模块用于根据均衡处理后的业务信号,获取业务信号的频谱信息。频偏参数获取模块用于根据该频谱信息,得到与频谱信息不同的频偏参数。发送模块用于将该频偏参数发送至发送端。
频谱信息获取模块获取频谱信息的方式多种多样。
在频谱信息获取模块获取频谱信息的第一种实现方式中,接收端还包括判决模块,判决模块用于对均衡处理后的业务信号进行判决。频谱信息获取模块可以用于将均衡处理后的业务信号减去判决后的业务信号,得到信道噪声,再根据信道噪声得到谱估计系数(频谱信息的一个例子)。
在频谱信息获取模块获取频谱信息的第二种实现方式中,接收端还包括FEC译码模块和重构模块。FEC译码模块用于对均衡处理后的业务信号进行FEC的译码,重构模块用于对译码后的业务信号进行重构。频谱信息获取模块可以用于将均衡处理后的业务信号减去重构后的业务信号,得到信道噪声,再根据信道噪声得到谱估计系数。
可选地,接收端还包括NFC模块,接收端可以对均衡处理后的业务信号进行NFC处理,得到NFC处理后的业务信号。接收端可以基于该NFC处理后的业务信号获取上述频谱信息。接收端基于NFC处理后的业务信号获取频谱信息的过程,可以参考接收端基于均衡处理后的业务信号获取频谱信息的过程,本申请实施例在此不做赘述。
比如,在频谱信息获取模块获取频谱信息的第一种实现方式中,判决模块可以对该NFC处理后的业务信号进行判决,频谱信息获取模块可以将NFC处理后的业务信号减去判决后的业务信号,得到信道噪声,再根据信道噪声得到谱估计系数。
在频谱信息获取模块获取频谱信息的第二种实现方式中,FEC译码模块可以用于对NFC处理后的业务信号依次进行FEC的译码,频谱信息获取模块可以用于将NFC处理后的业务信号减去重构后的业务信号,得到信道噪声,再根据信道噪声得到谱估计系数。
可选地,在接收端包括NFC模块时,接收端也可以不基于NFC处理后的业务信号获取上述频谱信息。比如,接收端还可以包括选择模块,该选择模块用于选择获取上述频谱信息所基于的业务信号是均衡处理后的业务信号,还是NFC处理后的业务信号。在频谱信息获取模块获取频谱信息的第一种实现方式中,选择模块还用于将选择得到的信号分别输入判决模块和频谱信息获取模块。在频谱信息获取模块获取频谱信息的第二种实现方式中,选择模块还用于将选择得到的信号输入频谱信息获取模块。
可选地,接收端还可以包括除图7所示的模块之外的其他模块。
如图8所示,接收端包括:相干接收机(Integrated Coherent Receiver,ICR)模块、模拟数字转换器(analog to digital converter,ADC)模块、时钟恢复(timerecovery,TR)模块、均衡模块、NFC模块和FEC译码模块。TR模块、均衡模块和NFC模块可以在接收端的DSP模块(图8中未示出)中实现。其中,ICR模块用于实现图2中光探测器的功能,TR模块、均衡模块、NFC模块和FEC译码模块用于实现图2中信号解调模块的功能。
相应地,发送端包括:FEC编码模块、DSP模块、数字模拟转换器(digital toanalog converter,DAC)模块、驱动模块、调制模块和激光器。其中,FEC编码模块和DSP模块用于实现图2中数字信号调制模块的功能,调制模块用于实现图2中调制器的功能。
在发送端中,FEC编码模块用于对待传输的数据进行FEC的编码,得到数字信号;DSP模块用于对该数字信号进行预补偿,DAC模块用于将预补偿后的数字信号转换为模拟信号;驱动模块用于将DAC输出后的电信号(上述模拟信号)放大;激光器用于发出激光;调制模块用于根据模拟信号对激光器发出的激光进行调制,得到业务信号。
业务信号会经过光纤以及光纤上的至少一个WSS传输至接收端。
在接收端中,ICR模块用于将接收到的业务信号转换为模拟信号;ADC模块用于将该模拟信号转换为数字信号;TR模块用于对该数字信号进行时钟恢复;均衡模块用于对时钟恢复后的数字信号进行均衡处理,得到均衡处理后的业务信号;NFC模块用于对均衡处理后的业务信号进行NFC处理,得到NFC处理后的业务信号;FEC译码模块用于对NFC处理后的业务信号进行FEC的译码,得到发送端需要传输的数据。
请继续参考图8,接收端还包括频偏模块。
在一种实现方式中,频偏模块具有图7中的频谱信息获取模块和判决模块的功能。
一方面,如果接收端基于均衡处理后的业务信号,获取上述频谱信息,那么如图8所示,频偏模块与均衡模块连接,用于根据均衡模块输出的均衡处理后的业务信号,获取上述频谱信息。
另一方面,如果接收端基于NFC处理后的业务信号获取上述频谱信息,那么频偏模块与NFC模块连接,用于根据NFC模块输出的NFC处理后的业务信号,获取上述频谱信息。
在另一种实现方式中,频偏模块具有图7中的频谱信息获取模块和重构模块的功能。
一方面,如果接收端基于均衡处理后的业务信号,获取上述频谱信息,那么频偏模块与均衡模块和FEC译码模块连接,用于根据均衡模块输出的均衡处理后的业务信号,以及FEC译码模块译码后的业务信号,获取上述频谱信息。
另一方面,如果接收端基于NFC处理后的业务信号,获取上述频谱信息,那么频偏模块与FEC译码模块和NFC模块连接,用于根据NFC模块输出的NFC处理后的业务信号,以及FEC译码模块译码后的业务信号,获取上述频谱信息。
进一步地,无论频偏模块与接收端中的其他模块如何连接,频偏模块均可以与发送端连接(如与发送端中的DSP模块连接),用于根据频谱信息向发送端发送频偏参数。
需要说明的是,图7和图8所示的接收端中的各个模块可以通过软件和/或硬件实现,并且,不同的模块可以相互独立或者集成为一个模块,本申请实施例对此不作限定。
根据本申请实施例提供的以上通信方法可知,接收端可以根据发送端发送的业务信号,向发送端发送频偏参数,以指示发送端调节其中心频率,进而实现对业务信号的频偏的校正。目前,存在一些对业务信号的频偏进行校正的方案,但这些方案均存在一些问题,以下将对这些方案存在的问题进行详细说明。
方案(1):发送端在向接收端发送业务信号之前,向接收端发送导频序列(或训练序列)。接收端可以根据接收到的导频序列(或训练序列)指示发送端调节激光器的工作频率,以对发送端的中心频率与上述至少一个滤波器的中心频率的偏移进行校正。
但是,发送端向接收端发送导频序列(或训练序列)会占用一定的频谱资源,使得频谱资源的利用率较低。本申请实施例提供的通信方法中,发送端无需向接收端发送导频序列或训练序列,因此,避免了发送这些序列对频谱资源的占用,避免了频谱资源的利用率较低的情况。
方案(2):接收端读取发送端发送的信号的平均误码率(Bit Error Rate,BER),然后根据该平均BER指示发送端调节其的中心频率。之后,接收端再次读取该平均BER,并确定该平均BER的变化趋势。如果该平均BER的变化趋势为下降趋势,那么说明之前发送端调节其中心频率的方向是正确的,此时接收端可以继续指示发送端朝这个方向调节该中心频率。如果该平均BER的变化趋势为上升趋势,那么说明之前发送端调节其中心频率的方向是错误的,此时接收端可以指示发送端朝相反的方向调节上述中心频率。如此往复,直至平均BER达到局部最优值。
但是,发送端第一次对其中心频率的调节属于盲调,盲调较容易不收敛,容易找不到上述局部最优值,从而无法将业务信号的频偏调整到比较小的状态。并且,接收端确定出的平均BER会受到环境因素(如光纤摆动、打雷、闪电等)的影响,导致平均BER的准确度较低,因此,接收端根据平均BER指示发送端调节其中心频率的效果较差。
本申请实施例提供的方法中,接收端向发送端反馈的频偏参数能够指示偏移量大小和偏移方向中的至少一种信息,此时发送端根据这些信息调整中心频率并不是盲调,所以不存在不收敛的问题,能够将业务信号的频偏调整到比较小的状态。并且,接收端发送的频偏参数所基于的频谱信息是根据均衡处理后的业务信号确定的,在对业务信号进行均衡处理的过程中,消除了业务信号所受到的环境因素的影响。因此,频偏参数所指示的信息较为准确,发送端根据频偏参数对业务信号的频偏的校正效果较好,实现了在复杂场景下对偏移量大小和偏移方向中至少一种信息的精准估计。
方案(3):接收端提取发送端发送的信号的功率谱,并根据功率谱的对称性确定发送端的中心频率的调节方向,进而指示发送端向该调节方向调节其中心频率。
但是,接收端只能向发送端指示调节方向,无法指示调节量大小,发送端调节其中心频率的效果较差。而且,接收端对功率谱进行存储和分析需要占用较多资源,影响接收端的正常运行。另外,接收端提取出的功率谱会受到环境因素(如光纤摆动、打雷、闪电等)的影响,导致功率谱的准确度较低,因此,接收端根据功率谱确定出的调节方向的准确度较低,进而接收端指示发送端调节其中心频率的效果较差。
本申请实施例提供的方法中,接收端向发送端发送的频偏参数能够指示偏移方向和偏移量大小,因此,发送端调节其中心频率的效果较好。并且,在频谱信息为谱估计系数时,如果接收端包括NFC模块,那么就可以利用已有的NFC模块获取谱估计系数,而无需另外占用其他资源获取频谱信息,降低了对接收端正常运行的影响。并且,接收端发送的频偏参数所基于的频谱信息是根据均衡处理后的业务信号确定的,因此发送端根据频偏参数对业务信号的频偏的校正效果较好,实现了在复杂场景下对偏移量大小和偏移方向中至少一种信息的精准估计。
以下将以两个示例为例(均以滤波器为WSS为例),对本申请实施例提供的通信方法对频偏的校正效果进行说明。
示例(1),假设接收端采用确定频偏参数的第一种可实现方式,此时,频谱信息为业务信号的信道响应,接收端可以首先对信道响应进行快速傅立叶变换得到频域响应,再根据频域响应和业务信号的波特率得到业务信号的频偏参数。
在发送端和接收端之间的光纤上串联有27个WSS时,业务信号在三种频偏情况下的频域响应如图9所示。这三种频偏情况包括:业务信号的中心频率相对27个WSS的中心频率的频偏为2.5吉赫兹(GHz)的频偏情况1,业务信号的中心频率相对该27个WSS的中心频率的频偏为-2.5GHz的频偏情况2,以及业务信号的中心频率相对27个WSS的中心频率的频偏为0GHz的频偏情况3。
需要说明的是,图9中的横坐标表示频率,单位为GHz,纵坐标表示业务信号在某一频率下的功率,单位为分别(dB)。并且,横坐标中值为0GHz的频率为当前信号波特率下的截止频率。图9所示的每种频偏情况下的频域响应中,功率最小的频率与该截止频率之差为接收端确定出的频偏参数。
如图9所示,业务信号在频偏情况1下的频域响应中,功率最小的频率与该截止频率之差为2.10GHz,频偏参数为2.10GHz(与2.5GHz较为相似)。业务信号在频偏情况2下的频域响应中,功率最小的频率与该截止频率之差为-2.27GHz,频偏参数为-2.27GHz(与-2.5GHz较为相似)。业务信号在频偏情况3下的频域响应中,功率最小的频率与该截止频率之差为0.07GHz(图9中未标出),频偏参数为0.07GHz(与0GHz较为相似)。
进一步地,如果将图9中的三种频偏情况修改为:业务信号的中心频率相对27个WSS的中心频率的频偏为2GHz的频偏情况1,业务信号的中心频率相对27个WSS的中心频率的频偏为-2GHz的频偏情况2,以及业务信号的中心频率相对27个WSS的中心频率的频偏为0GHz的频偏情况3。那么,业务信号在这三种频偏情况下的频域响应如图10所示。
请参考图10,业务信号在频偏情况1下的频域响应中,功率最小的频率与该截止频率之差为1.84GHz,频偏参数为2.10GHz(与2GHz较为相似)。业务信号在频偏情况2下的频域响应中,功率最小的频率与该截止频率之差为-1.64GHz,频偏参数为-1.64GHz(与-2GHz较为相似)。业务信号在频偏情况3下的频域响应中,功率最小的频率与该截止频率之差为0.07GHz,频偏参数为0.07GHz(与0GHz较为相似)。
可见,本申请实施例中确定出的频偏参数所指示的偏移方向与实际的偏移方向较为相似,频偏参数指示的偏移量大小与实际的偏移量大小也较为相似。这样一来,发送端根据该频偏参数调节其中心频率之后,业务信号的频偏便能够得到有效地校正。
示例(2),假设接收端采用确定频偏参数的第二种可实现方式,此时,频谱信息为业务信号的谱估计系数。接收端可以根据谱估计系数的虚部的正负确定频偏参数。此时,频偏参数用于指示业务信号的频偏方向(业务信号的中心频率相对上述27个WSS的中心频率的偏移方向。
如果该谱估计系数为NFC模块执行滤波所基于的谱估计系数,且NFC模块具有4个抽头,那么NFC模块会基于这四个抽头一一对应的四个谱估计系数进行滤波。示例地,假设业务信号的调制格式为正交振幅调制(Quadrature Amplitude Modulation,QAM)格式,且发送端和接收端之间信道的容量为400吉赫兹/每秒。在发送端和接收端之间的光纤上串联有27个WSS时,在七种频偏情况下NFC模块所基于的四个谱估计系数的实部和虚部分别如表2所示。
表2
在示例(2)中,接收端可以采用第二个抽头对应的谱估计系数作为频偏参数。根据表2可知,业务信号的中心频率相对27个WSS的中心频率的频偏越大,第二个抽头对应的谱估计系数的虚部越大,且业务信号的频偏方向与第二个抽头对应的谱估计系数的虚部的正负相反。
并且,对表2中的偏移情况1、4和7下后三个抽头对应的谱估计系数的虚部进行监控,可以得到如图11所示的在偏移情况1、4和7下第二个抽头对应的谱估计系数中虚部的变化情况,如图12所示的在偏移情况1、4和7下第三个抽头对应的谱估计系数中虚部的变化情况,以及如图13所示的在偏移情况1、4和7下第四个抽头对应的谱估计系数中虚部的变化情况。图11、12和13中的横轴表示监控的时间,纵轴表示该虚部的值。从这三幅图可以看出,业务信号的频偏方向与这些虚部的正负相反。
所以,在示例(2)中,当该第二个抽头对应的谱估计系数的虚部是正数时,接收端根据该虚部的正负所确定出的频偏参数可以用于指示的偏移方向为左偏(业务信号的中心频率小于27个WSS的中心频率)。当该第二个抽头对应的谱估计系数的虚部是负数时,接收端根据该虚部的正负所确定出的频偏参数可以用于指示的偏移方向为右偏(业务信号的中心频率大于27个WSS的中心频率)。
可见,本申请实施例中确定出的频偏参数所指示的偏移方向与实际的偏移方向一致。这样一来,发送端根据该频偏参数调节其中心频率之后,业务信号的频偏便能够得到有效地校正。另外,经过实验得知,光纤上串连的WSS越多,谱估计系数的实部的绝对值越大。
上文中结合图1至图13,详细描述了本申请所提供的通信方法,可以理解的是,通信装置为了实现上述各方法所描述的功能,其需包含执行各个功能相应的硬件和/或软件模块。结合本文中所公开的实施例描述的各方法的执行过程,本申请能够以硬件或硬件和计算机软件的结合形式来实现。某个功能究竟以硬件还是计算机软件驱动硬件的方式来执行,取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。本领域技术人员可以结合实施例对每个特定的应用来使用不同方式来实现所描述的功能,但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
本实施例可以根据上述方法实施例对相应的通信装置进行功能模块的划分,例如,可以对应各个功能划分各个功能模块,也可以将两个或两个以上的功能集成在一个处理模块中。上述集成的模块可以采用硬件的形式实现。
当采用功能模块划分方式时,下面将结合图14和图15描述本申请所提供的通信装置。
图14为本申请实施例提供的一种通信装置的框图,该通信装置例如可以是前述各实施例中的接收端。该接收端与发送端通过光纤连接,光纤上设置有至少一个滤波器。如图14所示,该通信装置包括:接收模块1401、获取模块1402和第一发送模块1403。
在第一种可实现方式中,接收模块1401用于接收所述发送端发送的业务信号。接收模块1401用于执行的操作可以参考上述S101中与接收端相关的内容。获取模块1402用于获取所述业务信号的频谱信息;获取模块1402用于执行的操作可以参考上述S102和S103中与接收端相关的内容。第一发送模块1403用于根据所述频谱信息,向所述发送端发送所述业务信号的频偏参数;所述频偏参数用于指示:所述业务信号的中心频率相对所述至少一个滤波器的中心频率的偏移量大小和偏移方向中的至少一种信息。第一发送模块1403用于执行的操作可以参考上述S104中与接收端相关的内容。
在第二种可实现方式中,接收模块1401用于接收所述发送端发送的业务信号,接收模块1401用于执行的操作可以参考上述S101中与接收端相关的内容。获取模块1402用于获取所述业务信号的频谱信息,获取模块1402用于执行的操作可以参考上述S102和S103中与接收端相关的内容。第一发送模块1403用于向所述发送端发送所述频谱信息。在这种情况下,发送端可以在接收接收端发送的业务信号的频谱信息后,根据该频谱信息确定上述频偏参数,进而根据该频偏参数调节发送端的中心频率。
综上所述,在本申请实施例提供的通信装置中,第一发送模块能够向发送端发送频偏参数,且频偏参数用于指示业务信号的中心频率相对光纤上串联的至少一个滤波器的中心频率的偏移量大小和偏移方向中的至少一种信息。或者,第一发送模块能够向发送端发送频谱信息,以便于发送端根据该频谱信息确定频偏参数,且频偏参数用于指示业务信号的中心频率相对光纤上串联的至少一个滤波器的中心频率的偏移量大小和偏移方向中的至少一种信息。之后,发送端可以根据该频偏参数指示的该至少一种信息调节发送端的中心频率。这样一来,便实现了对业务信号的频偏进行校正,进而降低了业务信号的ISI,降低了滤波器对业务信号的滤波代价。保证了发送端和接收端之间的通信效果,使得发送端和接收端之间的业务信号能够长距离传输。
接收模块1401、获取模块1402和第一发送模块1403可以通过软件和/硬件的方式实现,比如,接收模块1401、获取模块1402和第一发送模块1403均可以在接收端的处理器中实现。
在上述第一种可实现方式和第二种可实现方式中,上述业务信号的频谱信息可以是指业务信号的信号谱和/或噪声谱的信息,其中,噪声谱能指示噪声对业务信号的影响。业务信号在从发送端传输至接收端的过程中,会受到噪声的影响,频谱信息能够指示噪声对业务信号的影响。
示例地,在上述第一种可实现方式和第二种可实现方式中,业务信号的频谱信息包括业务信号的信道响应或谱估计系数。信道响应和谱估计系数均能够反映业务信号的信号谱和/或噪声谱的信息。
一方面,在频谱信息包括信道响应的情况下,上述第一种可实现方式和第二种可实现方式中的所述通信装置还包括:第一处理模块(图14中未示出)和第二处理模块(图14中未示出),第一处理模块,用于对所述信道响应进行快速傅立叶变换,得到频域响应;第二处理模块,用于根据所述频域响应和所述业务信号的波特率,得到所述频偏参数。第一处理模块和第二处理模块可以通过软件和/硬件的方式实现,比如,第一处理模块和第二处理模块均可以在接收端的处理器中实现。
示例地,所述信道响应包括N个采样点,N表示所述快速傅里叶变换的点数;所述频域响应包括所述业务信号在N个频率下的功率,且所述N个采样点与所述N个频率一一对应,所述业务信号在每个所述频率下的功率经过对应的采样点变换得到;所述第二处理模块用于:根据频偏公式,得到所述频偏参数;其中,所述频偏公式包括:f=(N/2-M)*F/N;f表示所述频偏参数;M表示功率最小的所述频率对应的采样点的索引;F表示所述业务信号的波特率。
另一方面,在频谱信息包括谱估计系数的情况下,上述第一种可实现方式和第二种可实现方式中的所述通信装置还包括:第一确定模块(图14中未示出)和第二确定模块(图14中未示出)。第一确定模块,用于根据所述频谱信息确定所述谱估计系数的虚部;第二确定模块,用于根据所述谱估计系数的虚部的正负确定所述频偏参数,所述至少一种信息包括所述偏移方向。第一确定模块和第二确定模块可以通过软件和/硬件的方式实现,比如,第一确定模块和第二确定模块均可以在接收端的处理器中实现。
又一方面,在频谱信息包括谱估计系数的情况下,上述第一种可实现方式和第二种可实现方式中的所述通信装置还包括:第三确定模块(图14中未示出)和第四确定模块(图14中未示出)。第三确定模块,用于根据所述频谱信息确定所述谱估计系数的虚部;第四确定模块,用于根据所述谱估计系数的虚部确定所述频偏参数,所述至少一种信息包括所述偏移方向,所述频偏参数还用于指示所述谱估计系数的虚部的绝对值。第三确定模块和第四确定模块可以通过软件和/硬件的方式实现,比如,第三确定模块和第四确定模块均可以在接收端的处理器中实现。
可选地,在上述第一种可实现方式中,接收端在向所述发送端发送所述业务信号的频偏参数之前,还可以利用第五确定模块(图14中未示出)确定所述业务信号的频偏程度大于频偏程度阈值。在上述第二种可实现方式中,接收端在向所述发送端发送所述业务信号的频谱信息之前,也可以利用第五确定模块(图14中未示出)确定所述业务信号的频偏程度大于频偏程度阈值。其中,所述业务信号的频偏程度为:所述业务信号的中心频率相对所述至少一个滤波器的中心频率的频偏程度。在业务信号的频偏程度大于频偏程度阈值时,接收端可以确定当前业务信号的频偏程度较高,此时接收端可以向所述发送端发送第一种可实现方式中的频偏参数或第二种可实现方式中的频谱信息,以便于发送端根据接收到的信息调节其中心频率,从而对业务信号的频偏进行校正。在业务信号的频偏程度小于或等于频偏程度阈值时,接收端可以确定当前业务信号的频偏程度较低,此时无需对业务信号的频偏进行校正,因此,接收端无需向所述发送端发送第一种可实现方式中的频偏参数或第二种可实现方式中的频谱信息。第五确定模块可以通过软件和/硬件的方式实现,比如,第五确定模块均可以在接收端的处理器中实现。
在上述第一种可实现方式和第二种可实现方式中,接收端判断业务信号的频偏程度是否大于频偏程度阈值的方式多种多样,以下将以其中的两种可实现方式为例进行讲解。
在第一种可实现方式中,第五确定模块会根据频谱信息确定频偏参数,且频偏参数指示的至少一种信息包括所述偏移量大小。此时,接收端可以在所述偏移量大小大于偏移量大小阈值时,确定所述业务信号的频偏程度大于频偏程度阈值。
在第二种可实现方式中,频谱信息是业务信号的谱估计系数,此时,接收端可以在谱估计系数的虚部的绝对值大于绝对值阈值时,可以利用第六确定模块(图14中未示出)确定业务信号的频偏程度大于频偏程度阈值;在谱估计系数的虚部的绝对值小于或等于绝对值阈值时,确定业务信号的频偏程度小于或等于频偏程度阈值。第六确定模块可以通过软件和/硬件的方式实现,比如,第六确定模块可以在接收端的处理器中实现。
可选地,在上述第一种可实现方式和第二种可实现方式中,获取模块1402在获取所述业务信号的频谱信息时,可以首先对所述业务信号进行均衡处理;之后,再根据所述均衡处理后的所述业务信号,获取所述频谱信息。接收端对业务信号进行均衡处理能够消除业务信号受到的环境因素(如光纤摆动、打雷或闪电等)影响,提升获取到的频谱信息的准确度。可选地,获取模块1402中用于对对所述业务信号进行均衡处理的部分可以在接收端的DSP中实现。
可选地,在上述第一种可实现方式中,所述通信装置还包括:第二发送模块(图14中未示出),用于在所述业务信号的频偏程度小于或等于频偏程度阈值时,向所述发送端发送所述频谱信息。发送端可以根据该频谱信息对业务信号进行预补偿。需要说明的是,业务信号在传输过程中受到的影响包括:由于业务信号频偏所带来的滤波器对业务信号滤波的第一影响,以及除第一影响之外的第二影响(如发送端和接收端上光电器件对业务信号滤波带来的影响,以及在业务信号未频偏时滤波器对业务信号滤波所带来的影响)。在业务信号的频偏程度小于频偏程度阈值时,第一影响可以忽略不计,此时频谱信息主要反映上述第二影响。因此,在业务信号的频偏程度小于频偏程度阈值时,接收端可以将业务信号的频谱信息反馈给发送端,以便于发送端根据该频谱信息对业务信号进行预补偿,以消除上述第二影响,进一步降低滤波代价。第二发送模块可以通过软件和/硬件的方式实现,比如,第二发送模块可以在接收端的处理器中实现。
可选地,在上述第一种可实现方式中,所述通信装置包括:第一更新模块(图14中未示出)、第一滤波模块(图14中未示出)和第一降低模块(图14中未示出)。其中,第一更新模块,用于在获取所述业务信号的谱估计系数后,根据第一频率更新所述谱估计系数中的实部,以更新所述谱估计系数;第一滤波模块,用于根据当前的所述谱估计系数,对所述业务信号进行滤波;第一降低模块,用于在第一条件满足时,降低所述第一频率,所述第一条件包括:所述接收端向所述发送端发送所述频谱信息。换句话说,在接收端向发送端发送用于预补偿的频谱信息之后,接收端可以将第一频率降低。需要说明的是,接收端在根据谱估计系数对业务信号进行滤波时,谱估计系数中的实部与消除业务信号受到的第二影响相关。谱估计系数中实部的更新频率(上述第一频率)越大,接收端在根据谱估计系数对业务信号进行滤波对第二影响的消除能力越高。本申请实施例中,在接收端向发送端发送用于预补偿的频谱信息后,发送端可以根据该频谱信息对业务信号进行预补偿,以降低或消除第二影响。此时,谱估计系数中实部会变小,降低谱估计系数中实部的更新频率(上述第一频率),虽然会降低接收端对第二影响的消除能力,但由于业务信号在发送端已经进行了预补偿,所以,第二影响不会较高。并且,由于降低了谱估计系数中实部的更新频率,因此,降低了接收端的功耗。第一更新模块、第一滤波模块和第一降低模块可以通过软件和/硬件的方式实现,比如,第一更新模块、第一滤波模块和第一降低模块均可以在接收端的DSP中实现。
可选地,所述第一条件还包括:所述实部的绝对值小于第一阈值。由于谱估计系数的实部的绝对值的大小与接收端对第二影响的消除能力正相关,在谱估计系数的实部的绝对值小于第一阈值时,说明第二影响较小。此时降低谱估计系数中实部的更新频率,虽然会降低接收端对第二影响的消除能力,但能够保证经过接收端滤波之后的业务信号受到的第二影响较小。
可选地,在上述第一种可实现方式和第二种可实现方式中,所述通信装置包括:第二更新模块(图14中未示出)、第二滤波模块(图14中未示出)和第二降低模块(图14中未示出)。第二更新模块,用于在获取所述业务信号的谱估计系数后,根据第二频率更新所述谱估计系数中的虚部,以更新所述谱估计系数;第二滤波模块,用于根据当前的所述谱估计系数,对所述业务信号进行滤波;第二降低模块,用于在第二条件满足时,降低所述第二频率。在上述第一种可实现方式中,所述第二条件包括:所述接收端向所述发送端发送所述频偏参数。在上述第二种可实现方式中,所述第二条件包括:所述接收端向所述发送端发送所述频谱信息。第二更新模块、第二滤波模块和第二降低模块可以通过软件和/硬件的方式实现,比如,第二更新模块、第二滤波模块和第二降低模块均可以在接收端的DSP中实现。
需要说明的是,接收端中的接收端在根据谱估计系数对业务信号进行滤波时,谱估计系数中的虚部与消除业务信号受到的第一影响相关。谱估计系数中虚部的更新频率(上述第二频率)越大,接收端对第一影响的消除能力越高。
在接收端向发送端发送第一种可实现方式中的频偏参数或第二种可实现方式中的频谱信息之后,发送端可以根据接收到的信息调节发送端的中心频率,从而对业务信号的频偏进行一定的校正。此时,谱估计系数中虚部会变小,降低谱估计系数中虚部的更新频率(上述第二频率),虽然会降低接收端对第一影响的消除能力,但由于业务信号的频偏程度已经降低,所以,业务信号的频偏程度不会较高。并且,由于降低了谱估计系数中虚部的更新频率,因此,降低了接收端的功耗,降低了接收端的功耗。
可选地,上述第二条件还包括:谱估计系数的虚部的绝对值小于第二阈值。由于谱估计系数的虚部的绝对值的大小与业务信号的频偏程度相关,在谱估计系数的虚部的绝对值小于第二阈值时,说明业务信号的频偏程度较小,此时降低谱估计系数中虚部的更新频率,虽然会降低接收端对第一影响的消除能力,但能够保证经过接收端滤波之后的业务信号受到的第一影响较小。
图15为本申请实施例提供的一种通信装置的框图,该通信装置例如可以是前述各实施例中的发送端。发送端和接收端通过光纤连接,光纤上设置有至少一个滤波器。如图15所示,该通信装置包括:获取模块1501和调节模块1502。
获取模块1501,用于获取业务信号的频偏参数,所述频偏参数用于指示:所述业务信号的中心频率相对所述至少一个滤波器的中心频率的偏移量大小和偏移方向中的至少一种信息;所述频偏参数是根据所述业务信号的频谱信息确定的参数;
调节模块1502,用于根据所述频偏参数所指示的所述至少一种信息,调节所述发送端的中心频率。调节模块1502用于执行的操作可以参考上述S105中与发送端相关的内容。
在本申请实施例提供的通信装置中,获取模块能够获取到频偏参数,且频偏参数用于指示业务信号的中心频率相对光纤上串联的至少一个滤波器的中心频率的偏移量大小和偏移方向中的至少一种信息。并且,调节模块可以根据该频偏参数指示的该至少一种信息调节发送端的中心频率。这样一来,便实现了对业务信号的频偏进行校正,进而降低了业务信号的ISI,降低了滤波器对业务信号的滤波代价。保证了发送端和接收端之间的通信效果,使得发送端和接收端之间的业务信号能够长距离传输。
可选地,由于发送端的中心频率与发送端中数字信号的频率和激光器的工作频率均相关,因此调节模块1502在调节发送端的中心频率时,可以调节发送端中激光器的工作频率(和/或,发送端中数字信号的频率),从而实现对发送端的中心频率的调节。在发送端的中心频率被调节后,发送端发出的信号(如业务信号和非业务信号)的中心频率被调节,从而能够实现对业务信号的频偏的校正。
获取模块和调节模块可以通过软件和/硬件的方式实现。比如,在调节模块调节发送端中数字信号的频率以调节发送端的中心频率时,获取模块和调节模块均可以在发送端的DSP模块中实现。又比如,在调节模块调节发送端中激光器的工作频率以调节发送端的中心频率时,获取模块和调节模块均可以在发送端的激光器中实现。可选地,获取模块和调节模块中的部分功能也可以在发送端的处理器上实现。
获取模块1501获取频偏参数的方式多种多样。
在获取模块1501获取频偏参数的第一种可选方式中,获取模块1501可以接收接收端发送的频偏参数。获取模块1501用于执行的操作可以参考上述S104中与发送端相关的内容。此时,频偏参数可以由接收端根据业务信号的频谱信息确定。并且,在获取模块1501接收接收端发送的频偏参数之前,发送端还可以利用发送模块向发送端发送上述业务信号。
在该第一种可选方式中,通信装置还包括接收模块(图15中未示出)和预补偿模块(图15中未示出),接收模块可以用于接收接收端发送的频谱信息,预补偿模块可以用于根据该频谱信息对后续待发送的业务信号进行预补偿。
需要说明的是,接收端可以在所述业务信号的频偏程度小于或等于频偏程度阈值时,向所述发送端发送所述频谱信息。业务信号在传输过程中受到的影响包括:由于业务信号频偏所带来的滤波器对业务信号滤波的第一影响,以及除第一影响之外的第二影响(如发送端和接收端上光电器件对业务信号滤波带来的影响,以及在业务信号未频偏时滤波器对业务信号滤波所带来的影响)。在业务信号的频偏程度小于频偏程度阈值时,第一影响可以忽略不计,此时频谱信息主要反映上述第二影响。因此,在业务信号的频偏程度小于频偏程度阈值时,接收端可以将业务信号的频谱信息反馈给发送端,以便于发送端根据该频谱信息对业务信号进行预补偿,以消除上述第二影响,进一步降低滤波代价。
在获取模块1501获取频偏参数的第二种可选方式中,获取模块1501可以接收接收端发送的业务信号的频谱信息,并根据该频谱信息确定该频偏参数。此时,发送端在接收接收端发送的频谱信息之前,发送端还可以利用发送模块(图15中未示出)向发送端发送上述业务信号。获取模块根据频谱信息确定该频偏参数的过程可以参考接收端根据频谱信息确定频偏参数的过程,本申请在此不做赘述。
上述频偏参数可以用于指示偏移量大小和偏移方向中的至少一种参数。当频偏参数未能指示偏移量大小和偏移方向中的一种参数时,获取模块需要采用其他方式确定这种参数。
示例地,在频偏参数用于指示该偏移方向,且不用于指示偏移量大小时,获取模块1501可以根据该偏移方向确定发送端的中心频率的调节方向,并且获取模块1501还可以获取发送端的中心频率的调节量大小。该调节量大小可以预先配置在获取模块中,也可以由获取模块随机生成,也可以由其他设备发送给获取模块,本申请对此不作限定。
又示例地,在频偏参数用于指示该偏移量大小,且不用于指示偏移方向时,获取模块1501可以将该偏移量大小作为发送端的中心频率的调节量大小,并且获取模块1501还可以获取发送端的中心频率的调节方向。该调节方向可以预先配置在获取模块1501中,也可以由获取模块1501随机生成,也可以由其他设备发送给获取模块1501,本申请对此不作限定。并且,在调节模块1502每次调节发送端的中心频率之后,获取模块1501可以再次获取频偏参数(如接收发送端发送的频偏参数),并判断该频偏参数所指示的偏移量大小是否减小。如果频偏参数所指示的偏移量大小减小,说明调节模块1502对发送端的中心频率的调节方向是正确的,后续可以继续向该调节方向调节发送端的中心频率。如果频偏参数所指示的偏移量大小增大,说明调节模块1502对发送端的中心频率的调节方向是错误的,后续调节模块1502可以改变其中心频率的调节方向,以向相反的方向调节发送端的中心频率。
可选地,调节模块1502可以在调节发送端的中心频率之前,可以对业务信号的频偏程度是否大于频偏程度阈值进行判断,并在确定业务信号的频偏程度大于频偏程度阈值时,才调节发送端的中心频率。在业务信号的频偏程度小于或等于频偏程度阈值时,调节模块1502无需对其中心频率进行调节。
调节模块1502对业务信号的频偏程度是否大于频偏程度阈值进行判断的方式多种多样,以下将以其中的两种可实现方式为例进行讲解。
在第一种可实现方式中,频偏参数用于指示上述偏移量大小,此时,调节模块1502判断频偏程度是否大于频偏程度阈值的过程,可以参考接收端根据偏移量大小判断频偏程度是否大于频偏程度阈值的过程,本申请在此不作赘述。
在第二种可实现方式中,接收端发送的频偏参数(或频谱信息)包括谱估计系数的虚部。调节模块1502可以根据谱估计系数的虚部对业务信号的频偏程度是否大于频偏程度阈值进行判断。调节模块1502根据谱估计系数的虚部判断频偏程度是否大于频偏程度阈值的过程,可以参考接收端根据谱估计系数的虚部判断频偏程度是否大于频偏程度阈值的过程,本申请在此不作赘述。
在发送端和接收端均对业务信号的频偏程度是否大于频偏程度阈值进行判断时,通过发送端和接收端的双重判断,提升了判断结果的准确度。
本申请实施例还提供了一种通信系统,该通信系统包括:发送端和接收端。该发送端包括本申请实施例提供的任一种用于发送端的通信装置(如图14所示的通信装置);接收端包括本申请实施例提供的任一种用于接收端的通信装置(如图15所示的通信装置)。
在本申请中,术语“第一”和“第二”等仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。术语“至少一个”指一个或多个,“多个”指两个或两个以上,除非另有明确的限定。术语“和/或”,仅仅是一种描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,A和/或B,可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B这三种情况。
本申请实施例提供的方法实施例和装置实施例等不同类型的实施例均可以相互参考,本申请实施例对此不做限定。本申请实施例提供的方法实施例操作的先后顺序能够进行适当调整,操作也能够根据情况进行相应增减,任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内,可轻易想到变化的方法,都应涵盖在本申请的保护范围之内,因此不再赘述。
在本申请提供的相应实施例中,应该理解到,所揭露的系统和装置等可以通过其它的构成方式实现。例如,以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如,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,例如多个模块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。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,作为单元描述的部件可以是或者也可以不是物理单元,既可以位于一个地方,或者也可以分布到多个装置上。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。
以上所述,仅为本申请的可选实施方式,但本申请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申请揭露的技术范围内,可轻易想到各种等效的修改或替换,这些修改或替换都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此,本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (37)
1.一种通信方法,其特征在于,用于接收端,所述接收端与发送端通过光纤连接,所述光纤上设置有至少一个滤波器,所述方法包括:
接收所述发送端发送的业务信号;
获取所述业务信号的频谱信息;
根据所述频谱信息,向所述发送端发送所述业务信号的频偏参数;
其中,所述频偏参数用于指示:所述业务信号的中心频率相对所述至少一个滤波器的中心频率的偏移量大小和偏移方向中的至少一种信息。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述频谱信息包括:信道响应。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述频谱信息包括:谱估计系数。
4.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,在向所述发送端发送所述业务信号的频偏参数之前,所述方法还包括:
对所述信道响应进行快速傅立叶变换,得到频域响应;
根据所述频域响应和所述业务信号的波特率,得到所述频偏参数。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述信道响应包括N个采样点,N表示所述快速傅里叶变换的点数;所述频域响应包括所述业务信号在N个频率下的功率,且所述N个采样点与所述N个频率一一对应,所述业务信号在每个所述频率下的功率经过对应的采样点变换得到;
根据所述频域响应和所述业务信号的波特率,得到所述频偏参数,包括:
根据频偏公式,得到所述频偏参数;
其中,所述频偏公式包括:f=(N/2-M)*F/N;f表示所述频偏参数;M表示功率最小的所述频率对应的采样点的索引;F表示所述业务信号的波特率。
6.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,在向所述发送端发送所述业务信号的频偏参数之前,所述方法还包括:
根据所述频谱信息确定所述谱估计系数的虚部;
根据所述谱估计系数的虚部的正负确定所述频偏参数,所述至少一种信息包括所述偏移方向。
7.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,在向所述发送端发送所述业务信号的频偏参数之前,所述方法还包括:
根据所述频谱信息确定所述谱估计系数的虚部;
根据所述谱估计系数的虚部确定所述频偏参数,所述至少一种信息包括所述偏移方向,所述频偏参数还用于指示所述谱估计系数的虚部的绝对值。
8.根据权利要求1至7任一所述的方法,其特征在于,在向所述发送端发送所述业务信号的频偏参数之前,所述方法还包括:
确定所述业务信号的频偏程度大于频偏程度阈值,所述业务信号的频偏程度为:所述业务信号的中心频率相对所述至少一个滤波器的中心频率的频偏程度。
9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,所述至少一种信息包括所述偏移量大小,确定所述业务信号的频偏程度大于频偏程度阈值,包括:
在所述偏移量大小大于偏移量大小阈值时,确定所述业务信号的频偏程度大于频偏程度阈值。
10.根据权利要求3、6或7所述的方法,其特征在于,在向所述发送端发送所述业务信号的频偏参数之前,所述方法还包括:
在所述谱估计系数的虚部的绝对值大于绝对值阈值时,确定所述业务信号的频偏程度大于频偏程度阈值。
11.根据权利要求1至10任一所述的方法,其特征在于,获取所述业务信号的频谱信息,包括:
对所述业务信号进行均衡处理;
根据所述均衡处理后的所述业务信号,获取所述频谱信息。
12.根据权利要求1至11任一所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
在所述业务信号的频偏程度小于或等于频偏程度阈值时,向所述发送端发送所述频谱信息。
13.根据权利要求12所述的方法,其特征在于,所述方法包括:
在获取所述业务信号的谱估计系数后,根据第一频率更新所述谱估计系数中的实部,以更新所述谱估计系数;
根据当前的所述谱估计系数,对所述业务信号进行滤波;
在第一条件满足时,降低所述第一频率,所述第一条件包括:所述接收端向所述发送端发送所述频谱信息。
14.根据权利要求13所述的方法,其特征在于,所述第一条件还包括:所述实部的绝对值小于第一阈值。
15.根据权利要求1至14任一所述的方法,其特征在于,所述方法包括:
在获取所述业务信号的谱估计系数后,根据第二频率更新所述谱估计系数中的虚部,以更新所述谱估计系数;
根据当前的所述谱估计系数,对所述业务信号进行滤波;
在第二条件满足时,降低所述第二频率,所述第二条件包括:所述接收端向所述发送端发送所述频偏参数。
16.根据权利要求15所述的方法,其特征在于,所述第二条件还包括:所述虚部的绝对值小于第二阈值。
17.一种通信方法,其特征在于,用于发送端,所述发送端与接收端通过光纤连接,所述光纤上设置有至少一个滤波器,所述方法包括:
获取业务信号的频偏参数,所述频偏参数用于指示:所述业务信号的中心频率相对所述至少一个滤波器的中心频率的偏移量大小和偏移方向中的至少一种信息;所述频偏参数是根据所述业务信号的频谱信息确定的参数;
根据所述频偏参数所指示的所述至少一种信息,调节所述发送端的中心频率。
18.根据权利要求17所述的方法,其特征在于,所述调节所述发送端的中心频率,包括:
调节所述发送端中数字信号的频率和激光器的工作频率中的至少一种频率,以调节所述发送端的中心频率。
19.一种通信装置,其特征在于,用于接收端,所述接收端与发送端通过光纤连接,所述光纤上设置有至少一个滤波器,所述通信装置包括:
接收模块,用于接收所述发送端发送的业务信号;
获取模块,用于获取所述业务信号的频谱信息;
第一发送模块,用于根据所述频谱信息,向所述发送端发送所述业务信号的频偏参数;
其中,所述频偏参数用于指示:所述业务信号的中心频率相对所述至少一个滤波器的中心频率的偏移量大小和偏移方向中的至少一种信息。
20.根据权利要求18所述的装置,其特征在于,所述频谱信息包括:信道响应。
21.根据权利要求18所述的装置,其特征在于,所述频谱信息包括:谱估计系数。
22.根据权利要求20所述的装置,其特征在于,所述通信装置还包括:
第一处理模块,用于对所述信道响应进行快速傅立叶变换,得到频域响应;
第二处理模块,用于根据所述频域响应和所述业务信号的波特率,得到所述频偏参数。
23.根据权利要求22所述的装置,其特征在于,所述信道响应包括N个采样点,N表示所述快速傅里叶变换的点数;所述频域响应包括所述业务信号在N个频率下的功率,且所述N个采样点与所述N个频率一一对应,所述业务信号在每个所述频率下的功率经过对应的采样点变换得到;
所述第二处理模块用于:根据频偏公式,得到所述频偏参数;
其中,所述频偏公式包括:f=(N/2-M)*F/N;f表示所述频偏参数;M表示功率最小的所述频率对应的采样点的索引;F表示所述业务信号的波特率。
24.根据权利要求21所述的装置,其特征在于,所述通信装置还包括:
第一确定模块,用于根据所述频谱信息确定所述谱估计系数的虚部;
第二确定模块,用于根据所述谱估计系数的虚部的正负确定所述频偏参数,所述至少一种信息包括所述偏移方向。
25.根据权利要求21所述的装置,其特征在于,所述通信装置还包括:
第三确定模块,用于根据所述频谱信息确定所述谱估计系数的虚部;
第四确定模块,用于根据所述谱估计系数的虚部确定所述频偏参数,所述至少一种信息包括所述偏移方向,所述频偏参数还用于指示所述谱估计系数的虚部的绝对值。
26.根据权利要求19至25任一所述的装置,其特征在于,所述通信装置还包括:
第五确定模块,用于确定所述业务信号的频偏程度大于频偏程度阈值,所述业务信号的频偏程度为:所述业务信号的中心频率相对所述至少一个滤波器的中心频率的频偏程度。
27.根据权利要求26所述的装置,其特征在于,所述至少一种信息包括所述偏移量大小,所述第五确定模块用于:
在所述偏移量大小大于偏移量大小阈值时,确定所述业务信号的频偏程度大于频偏程度阈值。
28.根据权利要求21、24或25所述的装置,其特征在于,所述通信装置还包括:
第六确定模块,用于在所述谱估计系数的虚部的绝对值大于绝对值阈值时,确定所述业务信号的频偏程度大于频偏程度阈值。
29.根据权利要求19至28任一所述的装置,其特征在于,所述获取模块用于:
对所述业务信号进行均衡处理;
根据所述均衡处理后的所述业务信号,获取所述频谱信息。
30.根据权利要求19至29任一所述的装置,其特征在于,所述通信装置还包括:
第二发送模块,用于在所述业务信号的频偏程度小于或等于频偏程度阈值时,向所述发送端发送所述频谱信息。
31.根据权利要求30所述的装置,其特征在于,所述通信装置包括:
第一更新模块,用于在获取所述业务信号的谱估计系数后,根据第一频率更新所述谱估计系数中的实部,以更新所述谱估计系数;
第一滤波模块,用于根据当前的所述谱估计系数,对所述业务信号进行滤波;
第一降低模块,用于在第一条件满足时,降低所述第一频率,所述第一条件包括:所述接收端向所述发送端发送所述频谱信息。
32.根据权利要求31所述的装置,其特征在于,所述第一条件还包括:所述实部的绝对值小于第一阈值。
33.根据权利要求19至32任一所述的装置,其特征在于,所述通信装置包括:
第二更新模块,用于在获取所述业务信号的谱估计系数后,根据第二频率更新所述谱估计系数中的虚部,以更新所述谱估计系数;
第二滤波模块,用于根据当前的所述谱估计系数,对所述业务信号进行滤波;
第二降低模块,用于在第二条件满足时,降低所述第二频率,所述第二条件包括:所述接收端向所述发送端发送所述频偏参数。
34.根据权利要求33所述的装置,其特征在于,所述第二条件还包括:所述虚部的绝对值小于第二阈值。
35.一种通信装置,其特征在于,用于发送端,所述发送端与接收端通过光纤连接,所述光纤上设置有至少一个滤波器,所述通信装置包括:
获取模块,用于获取业务信号的频偏参数,所述频偏参数用于指示:所述业务信号的中心频率相对所述至少一个滤波器的中心频率的偏移量大小和偏移方向中的至少一种信息;所述频偏参数是根据所述业务信号的频谱信息确定的参数;
调节模块,用于根据所述频偏参数所指示的所述至少一种信息,调节所述发送端的中心频率。
36.根据权利要求35所述的装置,其特征在于,所述调节模块用于:
调节所述发送端中数字信号的频率和激光器的工作频率中的至少一种频率,以调节所述发送端的中心频率。
37.一种通信系统,其特征在于,包括:发送端和接收端;
所述发送端包括权利要求19至34任一所述的通信装置;
所述接收端包括权利要求35或36任一所述的通信装置。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202110859534.XA CN115694659A (zh) | 2021-07-28 | 2021-07-28 | 通信方法、装置及系统 |
PCT/CN2022/105087 WO2023005655A1 (zh) | 2021-07-28 | 2022-07-12 | 通信方法、装置及系统 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202110859534.XA CN115694659A (zh) | 2021-07-28 | 2021-07-28 | 通信方法、装置及系统 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN115694659A true CN115694659A (zh) | 2023-02-03 |
Family
ID=85058035
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202110859534.XA Pending CN115694659A (zh) | 2021-07-28 | 2021-07-28 | 通信方法、装置及系统 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN115694659A (zh) |
WO (1) | WO2023005655A1 (zh) |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20050271394A1 (en) * | 2004-06-02 | 2005-12-08 | James Whiteaway | Filter to improve dispersion tolerance for optical transmission |
CN106792281B (zh) * | 2015-11-20 | 2019-09-24 | 上海诺基亚贝尔股份有限公司 | 光线路终端及光网络单元 |
JP2018133720A (ja) * | 2017-02-16 | 2018-08-23 | 富士通株式会社 | 光伝送装置および波長ずれ検出方法 |
JP7099125B2 (ja) * | 2018-07-25 | 2022-07-12 | 富士通株式会社 | 光伝送装置および光伝送システム |
-
2021
- 2021-07-28 CN CN202110859534.XA patent/CN115694659A/zh active Pending
-
2022
- 2022-07-12 WO PCT/CN2022/105087 patent/WO2023005655A1/zh unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2023005655A1 (zh) | 2023-02-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8731413B1 (en) | DAC-based optical modulator and demodulator | |
US8639126B1 (en) | Coarse frequency offset estimation and correction for high-speed optical communications | |
US9614617B2 (en) | Multichannel nonlinearity compensation in an optical communications link | |
EP3152850B1 (en) | Method, transmitter and system for transmitting data over optical super-channel | |
CN113875170B (zh) | 光传输特性补偿方法及光传输特性补偿系统 | |
US8619845B2 (en) | Optimizing data rate of multi-band multi-carrier communication systems | |
JP2017529000A (ja) | 光スーパーチャネルを介してデータを送信するための方法及びシステム | |
WO2012029613A1 (ja) | デジタルフィルタ装置、デジタルフィルタリング方法及びデジタルフィルタ装置の制御プログラム | |
CN109361471B (zh) | 一种基于幅度偏差分析的光通信信号调制格式识别方法 | |
CN111010239A (zh) | 一种相干光纤通信系统中非线性相位噪声补偿方法及系统 | |
EP2355432A1 (en) | Method and arrangement for transmitting an orthogonal frequency diversity multiplex signal via at least one optical filter | |
WO2018123717A1 (ja) | 受信装置、送信装置、光通信システムおよび光通信方法 | |
US11165502B2 (en) | Optical transmission device and optical transmission system | |
WO2015132776A1 (en) | Osnr margin monitoring for optical coherent signals | |
Rafique et al. | Digital pre-emphasis in optical communication systems: On the nonlinear performance | |
US9887798B2 (en) | Transmission apparatus, reception apparatus and modulation method | |
CN113507325B (zh) | 一种基于非线性差分编码和二次vnle的imdd光通信系统 | |
Nguyen et al. | Quantifying the gain of entropy-loaded digital multicarrier for beyond 100 Gbaud transmission systems | |
CN107623548B (zh) | 一种认知光网络中主从信号传输方法 | |
CN115694659A (zh) | 通信方法、装置及系统 | |
US20180109315A1 (en) | Noise margin monitor and control method | |
CN113141196B (zh) | 一种信道补偿方法及通信装置 | |
Mazurczyk | Optical spectral shaping and high spectral efficiency in long haul systems | |
US20240031027A1 (en) | Optical transceiver, optical communication apparatus, optical communication system, and method of determining number of subcarriers | |
EP3133751A1 (en) | Method for nonlinearity compensation in optical transmission systems |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication |