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信号处理方法及装置、电子设备及存储介质与流程

2022-03-19 20:28:04 来源:中国专利 TAG:


1.本发明涉及通信领域,尤其涉及一种信号处理方法及装置、电子设备及存储介质。


背景技术:

2.在目前的通信领域,例如光通信应用场景下,为了满足5g前传需求,运营商提出开放式波分复用(open-wavelength division multiplexing,open-wdm)技术方案。该方案中操作维护管理(operation administration and maintenance,oam)物理层采用曼彻斯特编码,为了提取oam信息实现对网络节点的监控,现有技术中一般采用专用芯片或者专用现场可编程逻辑门阵列(field programmable gate array,fpga)对曼彻斯特编码进行译码。但是这样会带来极大的译码成本,且在数据量较大的应用场景下由于误码等因素导致译码准确度不高,同时需要更多的芯片或fpga开销。


技术实现要素:

3.本发明实施例提供一种信号处理方法及装置、电子设备及存储介质。
4.本发明实施例的技术方案是这样实现的:
5.第一方面,本发明实施例提供一种信号处理方法,包括:
6.对曼彻斯特编码信号进行采样;
7.根据采样得到的采样数据,确定所述曼彻斯特编码信号的跳变沿;
8.基于所述曼彻斯特编码信号的第n个跳变沿的出现时刻与第n-1个跳变沿的出现时刻之间的时间间隔,确定所述第n个跳变沿是否为有效沿;所述n为大于1的正整数;
9.输出所述有效沿对应所述曼彻斯特编码信号的解码数据。
10.进一步地,所述基于所述曼彻斯特编码信号的第n个跳变沿的出现时刻与第n-1个跳变沿的出现时刻之间的时间间隔,确定所述第n-1个跳变沿是否为有效沿,包括:
11.基于所述曼彻斯特编码信号的第n个跳变沿的出现时刻与第n-1个跳变沿的出现时刻之间的时间间隔及所述第n-1个跳变沿是否有效,确定所述第n个跳变沿是否为有效沿。
12.进一步地,所述基于所述曼彻斯特编码信号的第n个跳变沿的出现时刻与第n-1个跳变沿的出现时刻之间的时间间隔及所述第n-1个跳变沿是否有效,确定所述第n个跳变沿是否为有效沿,包括:
13.若所述曼彻斯特编码信号的第n个跳变沿的出现时刻与第n-1个跳变沿的出现时刻之间的时间间隔大于预设阈值,则确定所述第n个跳变沿为有效沿。
14.进一步地,所述方法还包括:
15.若所述第n个跳变沿的出现时刻与第n-1个跳变沿的出现时刻之间的时间间隔小于或等于所述预设阈值,根据所述第n-1个跳变沿是否有效,确定所述第n个跳变沿是否为有效沿。
16.进一步地,所述根据所述第n-1个跳变沿是否有效,确定所述第n个跳变沿是否为
有效沿,包括:
17.若所述第n-1个跳变沿为有效沿,则确定所述第n个跳变沿为无效沿;
18.若所述第n-1个跳变沿为无效沿,且第n-2个跳变沿为有效沿,则确定所述第n个跳变沿为有效沿。
19.进一步地,所述对曼彻斯特编码信号进行采样,包括:
20.将曼彻斯特编码信号转换为数字信号;
21.基于所述曼彻斯特编码信号的频率,确定所述数字信号的时钟周期;
22.将每一所述时钟周期等分为预设数量的子周期;
23.根据预设采样频率对每一所述子周期的数字信号进行采样。
24.进一步地,所述根据采样得到的采样数据,确定所述曼彻斯特编码信号的跳变沿,包括:
25.确定每一所述子周期中多个采样数据的平均值;
26.将所述平均值与预设门限进行比较;
27.若第m个所述子周期的所述平均值与第m-1个子周期的所述平均值位于所述预设门限的不同侧,确定第m个所述子周期出现跳变沿;所述m为大于1的正整数。
28.进一步地,所述输出所述有效沿对应所述曼彻斯特编码信号的解码数据,包括:
29.获取所述有效沿对应的消息帧;所述消息帧用于记录所述有效沿的数据;
30.输出所述消息帧。
31.进一步地,所述获取所述有效沿对应的消息帧,包括:
32.检测所述有效沿对应的消息帧的帧头数据以及帧尾数据;所述帧头数据为j个字节的预设数据;所述帧尾数据为k个字节的预设数据;所述j和k均为大于0的正整数;
33.若连续检测到j k个字节的预设数据,将所述j k个字节的预设数据之前的数据拼接得到一个有效沿对应的消息帧。
34.第二方面,本发明实施例提供一种信号处理装置,包括:
35.采样单元,用于对曼彻斯特编码信号进行采样;
36.确定单元,用于根据采样得到的采样数据,确定所述曼彻斯特编码信号的跳变沿;基于所述曼彻斯特编码信号的第n个跳变沿的出现时刻与第n-1个跳变沿的出现时刻之间的时间间隔,确定所述第n个跳变沿是否为有效沿;所述n为大于1的正整数;
37.输出单元,用于输出所述有效沿对应所述曼彻斯特编码信号的解码数据。
38.第三方面,本发明实施例提供一种电子设备,所述电子设备包括:处理器和用于存储能够在处理器上运行的计算机程序的存储器;
39.处理器运行所述计算机程序时,执行前述一个或多个技术方案所述方法的步骤。
40.第四方面,本发明实施例提供一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令;计算机可执行指令被处理器执行后,能够实现前述一个或多个技术方案所述方法。
41.本发明实施例提供的信号处理方法,包括:对曼彻斯特编码信号进行采样;根据采样得到的采样数据,确定所述曼彻斯特编码信号的跳变沿;基于所述曼彻斯特编码信号的第n个跳变沿的出现时刻与第n-1个跳变沿的出现时刻之间的时间间隔,确定所述第n个跳变沿是否为有效沿;所述n为大于1的正整数;输出所述有效沿对应所述曼彻斯特编码信号
的解码数据。如此,通过对编码信号中的跳变沿进行识别,进而筛选出其中的有效跳变沿,有效抑制误码、信号毛刺等导致解码出现大量无效数据,从而可以更加准确地得到曼彻斯特编码信号的解码信号。基于此,既可以提高解码数据的准确性和有效性,基于解码过程的简化又可以使解码过程通过较低成本的单片机即可实现,无需使用专用的芯片或fpga,从而降低解码开销。
附图说明
42.图1为本发明实施例提供的一种信号处理方法的流程示意图;
43.图2为本发明实施例提供的数字信号与曼彻斯特编码信号波形对比图;
44.图3为本发明实施例提供的一种信号处理方法的流程示意图;
45.图4为本发明实施例提供的一种信号处理方法的流程示意图;
46.图5为本发明实施例提供的一种信号处理方法的流程示意图;
47.图6为本发明实施例提供的信号跳变沿示意图;
48.图7为本发明实施例提供的一种队列的结构示意图;
49.图8为本发明实施例提供的一种消息帧的结构示意图;
50.图9为本发明实施例提供的并行多路解码的流程示意图;
51.图10为本发明实施例提供的一种信号处理装置的结构示意图。
具体实施方式
52.为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述,所描述的实施例不应视为对本发明的限制,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它实施例,都属于本发明保护的范围。
53.在以下的描述中,涉及到“一些实施例”,其描述了所有可能实施例的子集,但是可以理解,“一些实施例”可以是所有可能实施例的相同子集或不同子集,并且可以在不冲突的情况下相互结合。
54.在以下的描述中,所涉及的术语“第一\第二\第三”仅仅是区别类似的对象,不代表针对对象的特定排序,可以理解地,“第一\第二\第三”在允许的情况下可以互换特定的顺序或先后次序,以使这里描述的本发明实施例能够以除了在这里图示或描述的以外的顺序实施。
55.除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的术语只是为了描述本发明实施例的目的,不是旨在限制本发明。
56.如图1所示,本发明实施例提供一种信号处理方法,包括:
57.s110:对曼彻斯特编码信号进行采样;
58.s120:根据采样得到的采样数据,确定所述曼彻斯特编码信号的跳变沿;
59.s130:基于所述曼彻斯特编码信号的第n个跳变沿的出现时刻与第n-1个跳变沿的出现时刻之间的时间间隔,确定所述第n个跳变沿是否为有效沿;所述n为大于1的正整数;
60.s140:输出所述有效沿对应所述曼彻斯特编码信号的解码数据。
61.在本发明实施例中,曼彻斯特编码信号为基于曼彻斯特编码方式形成的信号,如
图2所示,曼彻斯特编码信号中,0代表由低到高的电平跳变,1代表由高到低的电平跳变。例如,在波分复用(wavelength division multiplexing,wdm)的光信号传输场景中,曼彻斯特编码信号可以为由远端生成的基于曼彻斯特编码的调顶信号。这里,调顶信号可以为与远端发射的主信号共同传输的光随路信号,可携带远端wdm光模块的信息。因此,曼彻斯特编码信号由本端接收后,可以用于解析获取其中携带的oam数据,从而实现监控本端和远端wdm光模块的状态信息,而无需另外访问光模块硬件管理接口或者光监控信道(optical supervisory channel,osc)。
62.在一个实施例中,对曼彻斯特编码信号进行采样可包括:对曼彻斯特编码信号进行模数转换,得到对应的数字信号;对数字信号进行采样。例如,当曼彻斯特编码信号为光信号时,对其进行光电转换得到数字信号。
63.在另一个实施例中,对曼彻斯特编码信号进行采样后,还可以对采样数据进行滤波,例如进行均值滤波和/或幅值滤波。所述s120可包括:根据滤波后的采样数据,确定曼彻斯特编码信号的跳变沿。
64.在一个实施例中,根据采样得到的采样数据,确定曼彻斯特编码信号的跳变沿,可以为根据采样数据对应的电平值的变化情况,确定是否出现跳变沿。例如,当某一时刻对应的电平值与前一时刻的电平值不同时,或者,当某一时刻对应的电平值与前一时刻对应的电平值分别位于预设电平门限的两侧时,或者,当某一时刻的电平值与前一时刻的电平值之间的差值大于预设电平差阈值时,可以确定该时刻出现了电平跳变,即确定出现了一个跳变沿。
65.确定曼彻斯特编码信号中的所有跳变沿后,可以确定每个跳变沿是否为有效沿。示例性地,在进行解码前可以初始化确定第一个跳变沿的有效性,例如,第一个跳变沿可默认为无效沿。从第二个跳变沿开始,基于出现时刻与前一个跳变沿的出现时刻的时间间隔确定是否为有效沿。
66.在另一个实施例中,确定曼彻斯特编码信号中的跳变沿后,还可以确定每一跳变沿的出现时刻,即开始出现电平跳变的时刻,进而可基于跳变沿的出现时刻计算与前一个跳变沿出现时刻之间的时间间隔。
67.示例性地,可以根据时间间隔与预设阈值进行比对,根据比对结果确定跳变沿是否为有效沿。这里,预设阈值可以根据曼彻斯特编码信号对应的数字信号时钟周期进行设置,例如,可以为时钟周期的一半。如此,基于时间间隔确定的有效沿,可以有效筛除跳变沿中时间间隔较短的误码数据,即所形成的无效沿,从而更准确地提供解码数据。
68.在又一个实施例中,在曼彻斯特编码信号对应的跳变沿中确定出有效沿后,可以将有效沿数据输出作为解码数据,或者,获取有效沿数据对应的oam帧数据,将oam帧数据作为解码数据输出。这里,解码数据可以用于确定曼彻斯特编码信号的发送端的状态信息,例如远端wdm光模块的状态信息,从而实现对光路硬件信息的监控。
69.如此,对编码信号中的跳变沿进行识别,可以准确还原出曼彻斯特编码之前的原始信号特性,进而通过跳变沿之间的时间间隔筛选出其中的有效跳变沿,更好地抑制误码、信号毛刺等因素导致解码出现的无效跳变沿。因此,可以更加准确地得到曼彻斯特编码信号的解码信号,从而可以更加准确地对wdm光模块状态信息进行监控。在提高曼彻斯特编码信号解码的准确性和有效性基础上,基于解码过程的简化又使解码过程可以通过较低成本
的单片机即可实现,既可提高响应速度,又无需使用专用的芯片或fpga,从而降低解码开销。
70.在一些实施例中,如图3所示,所述s130,可包括:
71.s131:基于所述曼彻斯特编码信号的第n个跳变沿的出现时刻与第n-1个跳变沿的出现时刻之间的时间间隔及所述第n-1个跳变沿是否有效,确定所述第n个跳变沿是否为有效沿。
72.在本发明实施例中,可以基于第n个跳变沿的出现时刻与第n-1个跳变沿的出现时刻之间的时间间隔初步确定第n个跳变沿是否为有效沿,例如,比对时间间隔和预设阈值,大于预设阈值的时候,第n个跳变沿为有效沿。若时间间隔小于等于预设阈值,暂不确定第n个跳变沿无效,还可以进一步结合第n-1个跳变沿是否为有效沿,进一步确定第n个跳变沿是否为有效沿。
73.在一个实施例中,n=3时,确定第3个跳变沿与第2个跳变沿出现时刻的时间间隔,若时间间隔大于预设阈值,则确定第3个跳变沿为有效沿。若时间间隔小于等于预设阈值,则根据第2个跳变沿是否为有效沿,确定第2个跳变沿是否有效。
74.如此,可以在基于时间间隔筛选有效沿的基础上,结合前一个跳变沿的有效性进行有效沿的进一步筛选,从而抑制基于时间间隔确定有效沿过程中将部分有效沿误认为无效沿,进一步提高信号解码的准确性。
75.在一些实施例中,如图4所示,所述s131,可包括:
76.s1311:若所述曼彻斯特编码信号的第n个跳变沿的出现时刻与第n-1个跳变沿的出现时刻之间的时间间隔大于预设阈值,则确定所述第n个跳变沿为有效沿。
77.在本发明实施例中,基于时间间隔初步筛选有效沿时,可以将时间间隔与预设阈值比对,若时间间隔大于预设阈值,表明第n个跳变沿与第n-1个跳变沿之间经过了足够长的时间,可以认定为有效沿。
78.在一个实施例中,预设阈值可以根据曼彻斯特编码信号对应的数字信号时钟周期确定,例如可以设置为时钟周期的一半。示例性地,曼彻斯特编码信号对应的时钟周期为1ms时,预设阈值可以设置为0.5ms,若第n个跳变沿的出现时刻与第n-1个跳变沿出现时刻之间的时间间隔大于0.5ms,可确定第n个跳变沿为有效沿。
79.由于在曼彻斯特编码前的原始数字信号中,当出现连续的1或0时,编码后容易在连续的1或0对应位置出现误码,即误编码导致出现无效跳变沿。无效沿与前一个跳变沿的出现时刻之间的时间间隔较小,因而基于预设阈值和时间间隔的比对,确定时间间隔高于预设阈值的一定为有效沿。如此,可以实现对有效沿的初步筛选,提高有效沿识别准确度。
80.在一些实施例中,如图5所示,所述方法还包括:
81.s1312:若所述第n个跳变沿的出现时刻与第n-1个跳变沿的出现时刻之间的时间间隔小于或等于所述预设阈值,根据所述第n-1个跳变沿是否有效,确定所述第n个跳变沿是否为有效沿。
82.在本发明实施例中,若基于时间间隔的初步筛选无法确定第n个跳变沿是有效沿,则基于第n-1个跳变沿是否有效来进一步判断。
83.在一个实施例中,预设阈值为曼彻斯特编码信号对应的数字信号时钟周期的一半,若第n个跳变沿出现时刻与第n-1个跳变沿出现时刻间的时间间隔小于或等于预设阈
值,表明第n个跳变沿与前一个跳变沿的时间间隔较短,此时需要根据第n-1个跳变沿是否有效,来确定第n个跳变沿是否有效。
84.在一些实施例中,所述s1312,可包括:
85.若所述第n-1个跳变沿为有效沿,则确定所述第n个跳变沿为无效沿;
86.若所述第n-1个跳变沿为无效沿,且第n-2个跳变沿为有效沿,则确定所述第n个跳变沿为有效沿。
87.在本发明实施例中,根据第n-1个跳变沿是否有效确定第n个跳变沿是否为有效沿,可以包括根据第n-1个跳变沿和第n-2个跳变沿是否有效,确定第n个跳变沿是否为有效沿。
88.在一个实施例中,如图6所示,若n=5,预设阈值为半个时钟周期,首先确定第5个跳变沿出现时刻与第4个跳变沿出现时刻的时间间隔,经过比对确定该时间间隔小于等于预设阈值。进一步地,确定第4个跳变沿为无效沿,且第3个跳变沿为有效沿,则可以确定第5个跳变沿为有效沿。
89.在另一个实施例中,若第n-1个跳变沿为无效沿,且第n-2个跳变沿也为无效沿,则确定第n个跳变沿为无效沿。对于确定出的无效沿,可以选择丢弃,不作为解码数据输出。例如,输出解码数据时仅输出获取的有效沿对应的数据。
90.由于曼彻斯特编码对于数字信号中存在的连续“0”或连续“1”,为抑制无法准确识别每一位“0”或“1”的起始和结束点,而在对应的时段内产生多个跳变沿。而这种编码特性会导致连续“0”或“1”的数字信号对应的曼彻斯特编码信号中存在大量无效跳变沿。如此,可以基于时间间隔和前一个跳变沿是否为有效沿,更加准确可靠地在跳变沿中筛选出有效沿,进而有效提高信号解码的准确度。
91.在一些实施例中,所述s110,可包括:
92.将曼彻斯特编码信号转换为数字信号;
93.基于所述曼彻斯特编码信号的频率,确定所述数字信号的时钟周期;
94.将每一所述时钟周期等分为预设数量的子周期;
95.根据预设采样频率对每一所述子周期的数字信号进行采样。
96.在本发明实施例中,曼彻斯特编码信号的频率可以直接基于信号参数获取,也可以基于信号的电平变化情况计算确定。曼彻斯特编码信号的频率与对应的数字信号时钟周期互为倒数,例如,确定曼彻斯特编码信号的频率为1khz时,可确定数字信号的时钟周期为1ms。
97.在一个实施例中,为了在每个时钟周期对应的信号中更加准确地定位到每个跳变沿的边缘,因而可以将每一时钟周期等分为预设数量的子周期,例如,预设数量可以为8,则每个子周期为125μs。
98.在另一个实施例中,对每个子周期的数字信号进行多次采样,例如可以按一定的预设采样频率。示例性地,预设采样频率可以为每一子周期采集8次,即在每个125μs内采样8次。采样得到的数据可以用于计算平均值,作为所在子周期的数字信号电平值。
99.在一个实施例中,确定曼彻斯特编码信号的频率,可以包括:确定对应的数字信号的电平变化情况;根据电平变化情况,确定数字信号中的最小电平宽度;根据最小电平宽度确定曼彻斯特编码信号的频率。这里,最小电平宽度为数字信号中一个电平值保持不变的
最短时长,例如,数字信号中的所有电平值中,最小电平宽度为某一个电平值持续500μs保持不变等。
100.在另一个实施例中,最小电平宽度还可以为数字信号中一个电平状态保持不变的最短时长,电平状态可以包括第一电平状态和第二电平状态。示例性地,第一电平状态可以为高电平状态,第二电平状态可以为低电平状态,例如,根据预设的电平阈值判断每一时刻的电平属于高电平状态还是低电平状态,高电平状态可以为高于电平阈值的电平值,低电平状态可以为低于或等于电平阈值的电平值。
101.确定最小电平宽度后,可以将最小电平宽度x进行计算确定曼彻斯特编码信号的频率f,例如,可以通过f=1/(2x)计算曼彻斯特编码信号的频率。
102.如此,对每个时钟周期进行等分,可以更加精准地检测定位到所出现的跳变沿的边缘,从而提高对跳变沿出现时刻定位的准确性,进而提高基于出现时刻判定有效沿的准确性。另根据预设采样频率对子周期的数字信号采样,可以基于采样数据的丰富,更加准确地获取数字信号的电平值。
103.在一些实施例中,所述s120,可包括:
104.确定每一所述子周期中多个采样数据的平均值;
105.将所述平均值与预设门限进行比较;
106.若第m个所述子周期的所述平均值与第m-1个子周期的所述平均值位于所述预设门限的不同侧,确定第m个所述子周期出现跳变沿;所述m为大于1的正整数。
107.在本发明实施例中,计算确定子周期内多个采样数据平均值作为该子周期信号的电平值。将平均值与预设电平门限进行比较,以确定该子周期的信号电平状态,例如,平均值大于预设门限的子周期信号电平状态可认为是较高的电平,平均值小于等于预设门限的子周期信号电平状态可认为是较低的电平。
108.在一个实施例中,若一个子周期的平均值与前一个子周期的平均值位于预设门限不同侧,即,第m个子周期的平均值大于预设门限且第m-1个子周期的平均值小于等于预设门限时,或者,第m个子周期的平均值小于等于预设门限且第m-1个子周期的平均值大于预设门限时,可认为第m个子周期出现跳变沿。
109.在另一个实施例中,若确定第m个子周期出现跳变沿,可以根据第m个子周期确定跳变沿出现时刻,例如,跳变沿出现时刻可以为第m个子周期的起始时刻,或者,第m个子周期的中间时刻等。
110.如此,可以基于相邻子周期的电平变化情况,确定是否出现电平的跳变,进而确定的跳变沿及跳变沿出现时刻的准确性均可以得到有效提升。
111.在一些实施例中,所述s140,可包括:
112.获取所述有效沿对应的消息帧;所述消息帧用于记录所述有效沿的数据;
113.输出所述消息帧。
114.在本发明实施例中,有效沿的数据以消息帧的方式记录在曼彻斯特编码信号中。远端wdm光模块可将数字信号以oam消息帧的形式进行曼彻斯特编码后发送至本端,本端接收后通过跳变沿检测以及有效沿识别,确定出有效沿的数据即oam消息帧。
115.在一个实施例中,获取所述有效沿对应的消息帧之前,还可以包括:将确定的有效沿写入队列,例如,0代表有效的上升沿,1代表有效的下降沿,如图7所示,将有效沿按出现
时刻从先到后依次写入一个队列。这里,队列可以为一个环形队列。
116.基于此,获取有效沿对应的消息帧,可以包括:在所述队列中获取有效沿对应的消息帧,例如,可以为通过设置一个窗口对队列中的数据进行筛选。筛选得到的消息帧即为远端wdm光模块编码的oam消息帧,可以输出为曼彻斯特编码信号对应的解码数据。
117.在一些实施例中,所述获取所述有效沿对应的消息帧,包括:
118.检测所述有效沿对应的消息帧的帧头数据以及帧尾数据;所述帧头数据为j个字节的预设数据;所述帧尾数据为k个字节的预设数据;所述j和k均为大于0的正整数;
119.若连续检测到j k个字节的预设数据,将所述j k个字节的预设数据之前的数据拼接得到一个有效沿对应的消息帧。
120.在本发明实施例中,消息帧可以为oam消息帧,消息帧的格式如图8所示,一个消息帧的长度为64字节(byte),消息内容根据内容定义可变长的x字节,对于每帧内的空闲字节采用填充码0,长度为y字节。模块id代表生成及发送曼彻斯特编码信号的wdm光模块的身份标识信息(identity document,id),消息id代表该消息帧的身份标识信息。
121.在一个实施例中,由于消息帧之间无间隔紧密连接,仅通过1个7e的窗口检测帧尾时,由于帧头中也存在7e数据,可导致检测出现较多误差。因此检测有效沿对应的消息帧的帧头数据以及帧尾数据,可以为通过设置一个窗口,使队列顺序通过窗口进行检测,这里,窗口可以为帧头数据与帧尾数据合并的数据。例如,帧头数据可以为0
×
7e7e7e7e即4个7e的数据,帧尾数据可以为0
×
7e即1个7e的数据。因此,预设数据为7e,j=4,k=1,窗口长度可以设置为5个字节。当检测到窗口中的数据均为7e,即检测到连续的5个7e数据时,可以确定检测到了一个消息帧的帧尾数据和下一个消息帧的帧头数据。
122.在另一个实施例中,窗口内容可以设置为j k=5个7e的数据,当数据符合窗口内容时,可以确定检测到了一个消息帧的帧尾数据和下一个消息帧的帧头数据。
123.若连续检测到j k个字节的预设数据,即一个消息帧的帧尾数据和下一个消息帧的帧头数据,则从这5个7e数据开始,向前查找63个字节的数据,与窗口中的第一个7e数据拼接,则可以得到一个完整的64字节的消息帧。
124.在一个实施例中,获取到消息帧后,还可以对消息帧进行校验,例如,可以通过消息帧中的校验码进行校验。若校验成功,则将消息帧作为解码数据输出。
125.在另一个实施例中,如图9所示,可以通过配置模数转换器(analog to digital converter,adc)的功能引脚,设置adc的多通道功能。例如,可以将曼彻斯特编码信号转换为数字信号后,将转换结果即数字信号存放在内存中的缓冲区,并按一定周期从缓冲区读取转换结果进行前述的跳变沿识别、有效沿筛选及消息帧定位等步骤。如此,可以实现并行处理多路曼彻斯特编码信号。
126.如此,基于连续的帧头数据与帧尾数据的检测,可以更加准确地检测到消息帧的尾部,降低消息帧定位的误差率,从而更加精准地提供解码数据,可以更好地监控远端wdm光模块状态。
127.如图10所示,本发明实施例提供一种信号处理装置,所述装置包括:
128.采样单元10,用于对曼彻斯特编码信号进行采样;
129.确定单元20,用于根据采样得到的采样数据,确定所述曼彻斯特编码信号的跳变沿;基于所述曼彻斯特编码信号的第n个跳变沿的出现时刻与第n-1个跳变沿的出现时刻之
间的时间间隔,确定所述第n个跳变沿是否为有效沿;所述n为大于1的正整数;
130.输出单元30,用于输出所述有效沿对应所述曼彻斯特编码信号的解码数据。
131.在一些实施例中,所述确定单元20,具体用于:
132.基于所述曼彻斯特编码信号的第n个跳变沿的出现时刻与第n-1个跳变沿的出现时刻之间的时间间隔及所述第n-1个跳变沿是否有效,确定所述第n个跳变沿是否为有效沿。
133.在一些实施例中,所述确定单元20,具体用于:
134.若所述曼彻斯特编码信号的第n个跳变沿的出现时刻与第n-1个跳变沿的出现时刻之间的时间间隔大于预设阈值,则确定所述第n个跳变沿为有效沿。
135.在一些实施例中,所述确定单元20,还用于:
136.若所述第n个跳变沿的出现时刻与第n-1个跳变沿的出现时刻之间的时间间隔小于或等于所述预设阈值,根据所述第n-1个跳变沿是否有效,确定所述第n个跳变沿是否为有效沿。
137.在一些实施例中,所述确定单元20,具体用于:
138.若所述第n-1个跳变沿为有效沿,则确定所述第n个跳变沿为无效沿;
139.若所述第n-1个跳变沿为无效沿,且第n-2个跳变沿为有效沿,则确定所述第n个跳变沿为有效沿。
140.在一些实施例中,所述采样单元10,具体用于:
141.将曼彻斯特编码信号转换为数字信号;
142.基于所述曼彻斯特编码信号的频率,确定所述数字信号的时钟周期;
143.将每一所述时钟周期等分为预设数量的子周期;
144.根据预设采样频率对每一所述子周期的数字信号进行采样。
145.在一些实施例中,所述确定单元20,具体用于:
146.确定每一所述子周期中多个采样数据的平均值;
147.将所述平均值与预设门限进行比较;
148.若第m个所述子周期的所述平均值与第m-1个子周期的所述平均值位于所述预设门限的不同侧,确定第m个所述子周期出现跳变沿;所述m为大于1的正整数。
149.在一些实施例中,所述输出单元30,具体用于:
150.获取所述有效沿对应的消息帧;所述消息帧用于记录所述有效沿的数据;
151.输出所述消息帧。
152.在一些实施例中,所述输出单元30,具体用于:
153.检测所述有效沿对应的消息帧的帧头数据以及帧尾数据;所述帧头数据为j个字节的预设数据;所述帧尾数据为k个字节的预设数据;所述j和k均为大于0的正整数;
154.若连续检测到j k个字节的预设数据,将所述j k个字节的预设数据之前的数据拼接得到一个有效沿对应的消息帧。
155.以下结合上述任一实施例提供一个具体示例:
156.本发明实施例提供一种光通信领域曼彻斯特码的解码方法及系统,该系统将wdm光信号中基于曼彻斯特编码的调顶信号所传输的oam信息进行曼彻斯特解码获取oam信息,无需访问光模块硬件管理接口,也不需额外的osc监控信道就可以监控本端和远端wdm光模
块状态。该系统包括:采样单元对光电转换后的曼彻斯特编码信号进行采样;滤波单元对采样后的数据进行均值和幅值滤波;解码单元对滤波后的数据进行分析,根据电平持续时间及跳边沿周期,可以自适应识别速率,依据速率及上次跳变沿是否为有效数据跳变沿及上上次跳变沿是否为有效数据跳变沿,来判定当前跳变沿是否为有效数据跳变沿,并将有效数据跳变沿对应的数据存入缓存队列,并捕获oam信息帧头序列;解帧单元对缓存队列中的数据进行oam帧识别校验,作为oam数据帧输出。该系统响应速度快,容错能力强,结构简单,成本低,采用单个微控制器就可以并行对多个通道进行解码。
157.解码方法及步骤包括:
158.1、确定时钟周期
159.曼彻斯特编码提供足够的跳变来恢复时钟,通过学习锁定每个比特位bit的时钟周期,单片机定时器μs级周期对调顶信号(曼彻斯特编码信号)的ad c转换结果进行处理,和设定的高低电平阈值进行比较,进而准确的获取高/低电平的宽度,从而能够获取曼彻斯特编码的频率。
160.2、确定曼彻斯特编码跳变沿
161.周期性对调顶信号(曼彻斯特编码信号)进行adc转换,为了防止误码,信号毛刺带来的干扰,在每个bit的1/n周期内对信号进行多次采样,提取平均值。假设曼彻斯特编码的速率为1k,则每个bit的周期为1/1k(1毫秒),为了准确采样到每个bit的跳变边缘,又把每个bit分为n个周期,假设n为8,则每个周期为125μs,在这125μs内采样多次(比如8次)并累加,把累加结果平均(除以8)得到这个时刻的电平的模拟-数字量(analog-digital,ad)值,用这个ad值和电平的判决门限比较,从而判决这个时刻的电平是高或是低,再和上一时刻的电平裁决结果进行比较,如果上一时刻的电平和现在的电平有差异,则说明产生了电平的跳变,一个边沿产生了。
162.3、从所有的跳变沿中提取有效的跳变沿,剔出无效的跳变沿
163.接上一步骤,当检测到一个边沿的产生,如果这个边沿距离上一个边沿的时间间隔大于给定的阈值,阈值可以设置,例如这个阈值可以为5(半个bit的周期以上,1个bit周期为1毫秒,对应的值为8),则认为当前这个边沿为有效沿。如果检测到当前沿的上一个沿是无效沿,而当前沿的上上一个沿是有效沿那么当前沿为有效沿,否则为无效沿,丢弃。当出现0~1交替情况,当前沿距离上个沿的时间间隔都应大于半个bit周期,而当出现连续0或连续1的情况,就有无效产生,所有的无效沿和它前面的一个有效沿的时间间隔都小于给定阈值,判决当前沿是否有效的依据就是当前沿的上上个沿是否为有效沿。所有检测到的有效沿按照检测顺序编入一个环形队列,在这个队列中0就是有效的上升沿,1就是有效的下降沿。
164.4、设置窗口从选取的有效沿队列中找出oam协议头部
165.帧头为4个7e,帧尾为1个7e,这里设置窗口为5个byte(字节),当上一步有效沿的bit流经者5个字节的窗口时,若发现窗口中的5byte全部为7e,则说明正确解析到协议的尾部,再移动头尾指针从环形队列中取出前面的数据进行处理。
166.5、并行多路解码
167.微控制器的直接内存访问(direct memory access,dma)方式提供了并行多路进行ad采样的可能。通过配置adc功能引脚,设置adc多通道功能,配置dma通道,使能adc转换
结果从外设到内存,开辟存放结果的缓冲区,并使能adc转换功能。再定时从adc转换结果缓冲区读取转换结果,重复上述1-4的步骤,则能够在一块单板上并行处理多路曼彻斯特的编码信息。
168.本发明实施例还提供一种电子设备,所述电子设备包括:处理器和用于存储能够在处理器上运行的计算机程序的存储器,处理器运行所述计算机程序时,执行前述一个或多个技术方案所述方法的步骤。
169.本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令,计算机可执行指令被处理器执行后,能够实现前述一个或多个技术方案所述方法。
170.本实施例提供的计算机存储介质可为非瞬间存储介质。
171.在本技术所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的设备和方法,可以通过其它的方式实现。以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的,例如,所述单元的划分,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,如:多个单元或组件可以结合,或可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另外,所显示或讨论的各组成部分相互之间的耦合、或直接耦合、或通信连接可以是通过一些接口,设备或单元的间接耦合或通信连接,可以是电性的、机械的或其它形式的。
172.上述作为分离部件说明的单元可以是、或也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是、或也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,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全部单元来实现本实施例方案的目的。
173.另外,在本发明各实施例中的各功能单元可以全部集成在一个处理模块中,也可以是各单元分别单独作为一个单元,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,也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。
174.在一些情况下,上述任一两个技术特征不冲突的情况下,可以组合成新的方法技术方案。
175.在一些情况下,上述任一两个技术特征不冲突的情况下,可以组合成新的设备技术方案。
176.本领域普通技术人员可以理解:实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成,前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中,该程序在执行时,执行包括上述方法实施例的步骤;而前述的存储介质包括:移动存储设备、只读存储器(read-only memory,rom)、随机存取存储器(random access memory,ram)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
177.以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明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发明揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
再多了解一些

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