信道质量检测方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种信道质量检测方法及系统，包括：步骤S1：发射端发送预设的周期性伪随机码序列；步骤S2：在接收端集成同样的伪随机码发生器，产生相同序列的伪随机码；步骤S3：接收端接收的信号包括传输信号和反射信号，并进行信号采样；步骤S4：接收端将采样信号和相同序列的伪随机码做相关性计算，确定信号不连续点或反射点相对于主信号的时间延迟和能量大小；步骤S5：根据主信号的时间延迟和能量大小，计算出信号不连续点或反射点的物理距离和对信号造成影响的大小。信号造成影响的大小。信号造成影响的大小。

【技术实现步骤摘要】
信道质量检测方法及系统


[0001]本专利技术涉及光电子
，具体地，涉及信道质量检测方法及系统，更为具体地，涉及光电器件及信道测量方法。

技术介绍

[0002]如图1所示，发送端A发送信号到接收端B，中间信道有多个不连续点1,2,...,N，信号传输过程中，碰到不连续点会产生反射，反射信号在其它不连续点又会产生第二次或者更多次反射(如图，信号在不连续点2第一次反射，反射信号碰到不连续点1产生第二次反射，然后再不连续点N产生第三次反射，最后再不连续点N
‑
1产生第四次反射)，如图2所示，最终各反射信号会在接收端B和接收到的信号叠加，影响接收的信号质量，从而导致误码。
[0003]信道的质量通常通过专有的TDR或者OTDR设备进行测量，并且需要将正常通信线路断开进行检测。在进行TDR/OTDR测试时，需要将专有的设备替代发送端A，发送特定信号，根据反射信号的强弱和延迟检测信道不连续点。
[0004]专利文献CN113091795A(申请号：202110335135.3)公开了光电器件与信道的测量方法及系统、装置、介质，包括：步骤S1：配置周期性激励源发送周期性激励信号A；步骤S2：在周期性激励信号A的输出点用采样设备AA采集输出信号A+NA，并进行多个周期的平均，过滤噪声；步骤S3：将采集到的输出信号A+NA作为输入接到待测器件或者信道H；步骤S4：在待测器件或者信道H的输出点用采样设备BB采集输出信号B+NB，并进行多个周期的平均值计算，过滤噪声；步骤S5：将采样设备AA和采样设备BB的采样结果传送给分析软件C，计算待测器件或信道H的传递函数。
[0005]本专利技术在发送端A和接收端B的设备中集成信号处理算法，提供在线检测信道质量的方法，定位不连续点的位置和反射强度。

技术实现思路

[0006]针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种信道质量检测方法及系统。
[0007]根据本专利技术提供的一种信道质量检测方法，包括：
[0008]步骤S1：在发射端发送预设的周期性伪随机码序列；
[0009]步骤S2：在接收端集成同样的伪随机码发生器，产生相同序列的伪随机码；
[0010]步骤S3：在接收端进行信号采样，接收的采样信号包括传输信号和反射信号；
[0011]步骤S4：在接收端将采样信号和相同序列的伪随机码做相关性计算，确定信号不连续点或反射点相对于主信号的时间延迟和能量大小；
[0012]步骤S5：根据主信号的时间延迟和能量大小，计算出信号不连续点或反射点的物理距离和对信号造成影响的大小。
[0013]优选地，所述伪随机码序列的周期长度比信号在信道的单程传输时间大于预设倍。
[0014]优选地，所述步骤S3采用：
[0015]D(t)为发送端的伪随机序列信号；H(t)为传输信道的冲击响应；到达接收端后信号为D(t)*H(t)，其中*为卷积运算；
[0016]由于不连续点的反射叠加，假设不连续点的总体冲击响应为H
r
(t)，则由于信号不连续点或反射而导致的叠加信号为D(t)*H
r
(t)，其中*为卷积运算；
[0017]接收端的信号R＝D(t)*H(t)+D(t)*H
r
(t)＝D(t)*(H(t)+H
r
(t))＝D(t)*H
c
(t),其中，H
c
(t)为信道冲击响应和反射冲击响应的叠加冲击响应；
[0018]R(k)＝sum
t
(x(t)h(k
‑
t)),k＝
‑
m,...0,1,...n；
[0019]其中，R(k)为接收端的信号采样，k是每个采样时间点；x(t)表示延迟为0的信号x，h(k
‑
t)表示信道冲击响应h(t)在延迟k时刻后在时间上做镜像映射，m表示需要分析到主信号之前m个时刻的影响，n表示需要分析到主信号之后n个时刻的影响，sum
t
表示对所有t的取值下x(t)h(k
‑
t)的乘积进行加法求和。
[0020]优选地，所述步骤S4采用：采样的信号和接收端产生的同样序列伪随机码进行相关性运算或将采样信号先进行存储，然后从存储单元中将采样信号读出，离线和同序列伪随机码进行相关性运算。
[0021]优选地，所述步骤S4采用：为了减少随机噪声对计算结果的影响，将接收信号在多个伪随机序列周期M进行平均，从而降低随机噪声在最终结果中的分量；
[0022]将采样信号R(k)和同样的伪随机序列D
r
(t)进行相关计算：
[0023]Correlation(D
r
,R(k))/M＝H(t)+H
r
(t),当D
r
和D的序列周期同步；
[0024]Correlation(D
r
,R(k))/M＝1/M or 0,当D
r
(t)和D(t)的序列周期不同步；
[0025]其中，M表示序列码型周期长度；Correlation(Dr,R)表示采样的信号和接收端产生的同样序列伪随机码进行相关性运算；
[0026]改变D
r
(t)的序列周期起始时间位置j，和采样接收信号R(k)进行相关计算，对于每个不同起始位置,把伪随机序列D
r
(t
‑
j)和采样信号进行相关运算，从而得到每个采样时间点j的信道冲击响应，冲击响应中包括每个反射在主接收信号之后的延迟和能量大小；
[0027]correlation(D
r
(t
‑
j),R(k))/M＝H
c
(j)＝H(j)+H
r
(j),j＝
‑
m,...0,1,...n。
[0028]优选地，所述步骤S5采用：如果和接收采样信号进行相关的是伪随机序列的冲击序列D
ri
，D
ri
表示每个伪随机码bit周期中只有一个采样时间点代表伪随机码，利用伪随机序列的相关特性，M值达到预设值时，忽略1/M，则得到每个采样时间点j的信道脉冲响应：
[0029]correlation(D
ri
(t
‑
j),R(k))/M＝H
cp
(j)＝H
p
(j)+H
rp
(j),j＝
‑
m,...0,1,...n；
[0030]其中，H
cp
(j)是信道的脉冲响应；由于信号不连续点或反射点通常距离发送端有一定距离，因而H
rp
(j)离开H
p
(j)的主信号能量有一定延迟，H
cp
(j)中距离主信号能量达到预设值的能量就是信号不连续点或反射造成的；通本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种信道质量检测方法，其特征在于，包括：步骤S1：在发射端发送预设的周期性伪随机码序列；步骤S2：在接收端集成同样的伪随机码发生器，产生相同序列的伪随机码；步骤S3：在接收端进行信号采样，接收的采样信号包括传输信号和反射信号；步骤S4：在接收端将采样信号和相同序列的伪随机码做相关性计算，确定信号不连续点或反射点相对于主信号的时间延迟和能量大小；步骤S5：根据主信号的时间延迟和能量大小，计算出信号不连续点或反射点的物理距离和对信号造成影响的大小。2.根据权利要求1所述的信道质量检测方法，其特征在于，所述伪随机码序列的周期长度比信号在信道的单程传输时间大于预设倍。3.根据权利要求1所述的信道质量检测方法，其特征在于，所述步骤S3采用：D(t)为发送端的伪随机序列信号；H(t)为传输信道的冲击响应；到达接收端后信号为D(t)*H(t)，其中*为卷积运算；由于不连续点的反射叠加，假设不连续点的总体冲击响应为H
r
(t)，则由于信号不连续点或反射而导致的叠加信号为D(t)*H
r
(t)，其中*为卷积运算；接收端的信号R＝D(t)*H(t)+D(t)*H
r
(t)＝D(t)*(H(t)+H
r
(t))＝D(t)*H
c
(t),其中，H
c
(t)为信道冲击响应和反射冲击响应的叠加冲击响应；R(k)＝sum
t
(x(t)h(k
‑
t)),k＝
‑
m,...0,1,...n；其中，R(k)为接收端的信号采样，k是每个采样时间点；x(t)表示延迟为0的信号x，h(k
‑
t)表示信道冲击响应h(t)在延迟k时刻后在时间上做镜像映射，m表示需要分析到主信号之前m个时刻的影响，n表示需要分析到主信号之后n个时刻的影响，sum
t
表示对所有t的取值下x(t)h(k
‑
t)的乘积进行加法求和。4.根据权利要求1所述的信道质量检测方法，其特征在于，所述步骤S4采用：采样的信号和接收端产生的同样序列伪随机码进行相关性运算或将采样信号先进行存储，然后从存储单元中将采样信号读出，离线和同序列伪随机码进行相关性运算。5.根据权利要求1所述的信道质量检测方法，其特征在于，所述步骤S4采用：为了减少随机噪声对计算结果的影响，将接收信号在多个伪随机序列周期M进行平均，从而降低随机噪声在最终结果中的分量；将采样信号R(k)和同样的伪随机序列D
r
(t)进行相关计算：Correlation(D
r
,R(k))/M＝H(t)+H
r
(t),当D
r
和D的序列周期同步；Correlation(D
r
,R(k))/M＝1/M or 0,当D
r
(t)和D(t)的序列周期不同步；其中，M表示序列码型周期长度；Correlation(Dr,R)表示采样的信号和接收端产生的同样序列伪随机码进行相关性运算；改变D
r
(t)的序列周期起始时间位置j，和采样接收信号R(k)进行相关计算，对于每个不同起始位置,把伪随机序列D
r
(t
‑
j)和采样信号进行相关运算，从而得到每个采样时间点j的信道冲击响应，冲击响应中包括每个反射在主接收信号之后的延迟和能量大小；correlation(D
r
(t
‑
j),R(k))/M＝H
c
(j)＝H(j)+H
r
(j),j＝
‑
m,...0,1,...n。6.根据权利要求5所述的信道质量检测方法，其特征在于，所述步骤S5采用：如果和接收采样信号进行相关的是伪随机序列的冲击序列D
ri
，D
ri
表示每个伪随机码bit周期中只有
一个采样时间点代表伪随机码，利用伪随机序列的相关特性，M值达到预设值时，忽略1/M，则得到每个采样时间点j的信道脉冲响应：correlation(D
ri
(t
‑
j),R(k))/M＝H
cp
(j)＝H
p
(j)+H
rp
(j),j＝
‑
m,...0,1,...n；其中，H
cp
(j)是信道的脉冲响应；由于信号不连续点或反射点通常距离发送端有一定距离，因而H
rp
(j)离开H
p
(j)的主信号能量有一定延迟，H
cp
(j)中距离主信号能量达到预设值的能量就是信号不连续点或反射造成的；通过分析H
cp
(j)中各信号不连续点或反射能量的幅度以及距离主信号能量...

【专利技术属性】
技术研发人员：王珲，王炯明，
申请(专利权)人：上海橙科微电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：