專利名稱：一種基于系統(tǒng)同步與參考通道的多通道數(shù)據對齊的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及光纖通信領域與數(shù)字通信領域，尤其涉及到一種基于系統(tǒng)同步與參考通道的多通道數(shù)據對齊的方法。
背景技術：
在相控陣雷達中，多路AD數(shù)據在傳輸過程中，由于信號傳輸路徑長短的不同，造成信號延遲的差異，致使設計過程中常常會遇到將多路數(shù)據對齊的問題。本發(fā)明還涉及到復分接技術在傳輸線路的發(fā)送端把兩個或兩個以上的支路數(shù)字信號按時分復用方式合并成單一的合路數(shù)字信號的過程稱作數(shù)字復接；在傳輸線路的接收端把一路復合數(shù)字信號分離成兩個或兩個以上的支路數(shù)字信號的過程稱作數(shù)字分接，數(shù)字分接是數(shù)字分接的逆過程。詳細原理可參考《現(xiàn)代通信原理》(參考文獻I)的第八章。 中國發(fā)明專利《一種多通道數(shù)據對齊去偏移的方法及裝置》(申請?zhí)枮镃N201110342980.X)公開了一種多通道去偏移的技術，其具體操作步驟步驟一.檢測到各通道的標記塊，從該標記塊開始將對應通道的數(shù)據依次寫入緩存；步驟二.檢測到第一個標記塊開始計時，若在預定時間內，檢測到所有通道的標記塊都到達，則標記對齊有效；步驟三.在標記對齊有效的情況下，從各個通道緩存的起始位置開始同時讀出數(shù)據；步驟四.檢測到第一個標記塊開始計時，若在預定時間內，檢測到非所有通道的標記塊都到達，則標記對齊失敗，然后對各通道數(shù)據的緩存進行清空操作。該專利還存在以下不足假如其中的一個數(shù)據通道斷開，則檢測到該通道的標記塊在預定時間內未到達，標記對齊失敗，對各通道數(shù)據的緩存進行清空操作，因此導致其它通道的數(shù)據也無法對齊。直到該斷開的通道重新連接上才能實現(xiàn)數(shù)據的去偏移。

發(fā)明內容
針對背景技術的不足，本發(fā)明提供了一種基于系統(tǒng)同步與參考通道的多通道數(shù)據對齊的方法，通過增設“系統(tǒng)同步”信號，使傳輸?shù)亩嗤ǖ罃?shù)據基本保持同步；其后增設“參考通道”數(shù)據，使通道對齊的讀控制模塊與工作通道的數(shù)據無關。本發(fā)明的技術方案是一種基于系統(tǒng)同步與參考通道的多通道數(shù)據對齊的方法，包括如下步驟
步驟一、在發(fā)送端產生“系統(tǒng)同步”信號；
步驟二、根據“系統(tǒng)同步”，在發(fā)送端的N通道數(shù)據中插入同步幀；
步驟四，根據“系統(tǒng)同步”，在發(fā)送端產生“參考通道”數(shù)據，并與N通道數(shù)據進行數(shù)據合
成；
步驟五、在接收端對傳輸?shù)臄?shù)據解合成；
步驟七、在接收端對解合成的數(shù)據進行數(shù)據對齊。其中N大于等于2。其有益效果是任何I個數(shù)據通道斷開時都不會影響其它通道數(shù)據的對齊工作，并且斷開的通道在重新連接上以后，會自動與其它的通道數(shù)據對齊，并且不會影響其它通道的數(shù)據傳輸。如上所述的基于系統(tǒng)同步與參考通道的多通道數(shù)據對齊的方法，其特征在于所述步驟一的“系統(tǒng)同步”信號由時序控制板產生，并通過差分信號接口分發(fā)給N塊AD板。其有益效果是保證N塊AD板使用的同步與時序控制板的“系統(tǒng)同步”保持一致。如上所述的基于系統(tǒng)同步與參考通道的多通道數(shù)據對齊的方法，其特征在于所述步驟二為AD數(shù)據插入幀同步，包括下述內容每塊AD板根據“系統(tǒng)同步”的正脈沖位置在AD變換后的數(shù)據中插入同步幀。其有益效果是因為“系統(tǒng)同步”的正脈沖占空比很小，所以同步幀在串行數(shù)據幀中占用的帶寬也很小；數(shù)據中的同步幀保證后面數(shù)據對齊步驟的寫控制器和解幀器的有效工作。如上所述的基于系統(tǒng)同步與參考通道的多通道數(shù)據對齊的方法，其特征在于它還包括步驟三、在發(fā)送端將步驟二中的插入同步幀的通道數(shù)據通過光纖傳輸。其有益效果是采用光纖傳輸比電纜傳輸誤碼率低。 如上所述的基于系統(tǒng)同步與參考通道的多通道數(shù)據對齊的方法，其特征在于所述步驟四包括首先根據“系統(tǒng)同步”產生帶有同步幀的“參考通道”數(shù)據；其次將N通道數(shù)據與I路“參考通道”數(shù)據合成I路數(shù)據，并通過電光轉換成I路光信號送給通信板。其有益效果是“參考通道”數(shù)據保證后面數(shù)據對齊步驟中讀控制器的有效工作。如上所述的基于系統(tǒng)同步與參考通道的多通道數(shù)據對齊的方法，其特征在于所述步驟四害包括將N通道數(shù)據與M路“參考通道”數(shù)據合成M路數(shù)據，并通過電光轉換成M路光信號送給通信板，其中M大于I。其有益效果是N通道數(shù)據可以合成為M路信號傳輸，M路信號中各包含I路“參考通道”數(shù)據。如上所述的基于系統(tǒng)同步與參考通道的多通道數(shù)據對齊的方法，其特征在于所述步驟五包括在通信板中，M路光信號經過光電轉換成M路電信號，然后通過解合成恢復出N通道數(shù)據與M路“參考通道”數(shù)據。其有益效果是M路“參考通道”數(shù)據保證后面主通道選擇器的有效工作。如上所述的基于系統(tǒng)同步與參考通道的多通道數(shù)據對齊的方法，其特征在于它還包括步驟六、在接收端對步驟五中的解合成的數(shù)據進行主通道選擇。其有益效果是對步驟五中有M路“參考通道”數(shù)據輸出的系統(tǒng)，可以進行主通道選擇，只要有一個“參考通道”數(shù)據正確，就能選擇出主通道，增加了數(shù)據對齊的可靠性。如上所述的基于系統(tǒng)同步與參考通道的多通道數(shù)據對齊的方法，其特征在于所述步驟六包括首先分別搜索M路“參考通道”的同步幀，其次將先搜到同步幀的“參考通道”作為主通道，并將與搜索到同步幀的“參考通道”相對應的解串器的恢復時鐘作為N通道數(shù)據對齊的主時鐘。其有益效果是在M路恢復時鐘中選出I路作為主時鐘，保證主時鐘與系統(tǒng)時鐘同源。如上所述的基于系統(tǒng)同步與參考通道的多通道數(shù)據對齊的方法，其特征在于所述步驟七包括首先搜索N通道數(shù)據的同步幀，從該同步幀開始將對應通道的數(shù)據依次寫入緩存；其次將主通道數(shù)據延遲一個預定時間，從延遲后的主通道數(shù)據中搜索到同步幀，然后從該主通道的同步幀開始從各個通道緩存的起始位置開始讀出數(shù)據。其有益效果是寫控制器只跟N通道的數(shù)據有關，讀控制器只跟主通道數(shù)據有關。


圖I為本發(fā)明發(fā)送端的硬件示意 圖2為本發(fā)明接收端的硬件示意 圖3為本發(fā)明的流程 圖4為本發(fā)明組幀后的一個串行數(shù)據幀結構 圖5為“參考通道”數(shù)據幀結構圖。
具體實施例方式以下結合附圖對本發(fā)明做進一步的說明。如圖I為本發(fā)明實施例的一種基于系統(tǒng)同步與參考通道的多通道數(shù)據對齊系統(tǒng)發(fā)送端的硬件示意圖；圖2為本發(fā)明實施例的一種基于系統(tǒng)同步與參考通道的多通道數(shù)據對齊系統(tǒng)接收端的硬件示意圖。以下為圖1、2中使用硬件的說明
AD板完成對雷達中頻數(shù)據的AD轉換，并將AD轉換后的數(shù)據與“系統(tǒng)同步”組幀。復接板完成對N通道數(shù)據的復接、8B10B編碼、并串轉換和電光轉換。由于N較大，N通道的數(shù)據在復接、8B10B編碼、并串轉換后的串行數(shù)據帶寬較大，超出了 I個電光轉換器的帶寬容量范圍，因此通過2個電光轉換器轉換成2路光信號將f X通道的數(shù)據復接、8B10B編碼、并串轉換和電光轉換成第I路光信號；將(Χ+1ΓΝ的通道數(shù)據復接、8Β10Β編碼、并串轉換和電光轉換成第2路光信號。其中，X大于等于2。時序控制板產生“系統(tǒng)同步”與“參考通道”數(shù)據；完成將來自復接板的第I路光信號恢復成f X通道數(shù)據，并將恢復的f X通道數(shù)據與I路“參考通道”數(shù)據復接、8B10B編碼、并串轉換和電光轉換；將來自復接板的第2路光信號恢復成(Χ+1ΓΝ通道數(shù)據，并將恢復的(Χ+1ΓΝ通道數(shù)據與I路“參考通道”數(shù)據復接、8B10B編碼、并串轉換和電光轉換。通信板將來自時序控制板的兩路光信號分別恢復成fX通道數(shù)據、(Χ+1ΓΝ通道數(shù)據，并將該N通道數(shù)據進行對齊、解幀、恢復成原始的AD轉換后的數(shù)據。如圖3所示，具體的基于系統(tǒng)同步與參考通道的多通道數(shù)據對齊的方法包括以下步驟
I.在發(fā)送端產生“系統(tǒng)同步”信號
在時序控制板中，同步產生器由系統(tǒng)時鐘產生一個“系統(tǒng)同步”:1個固定周期的正脈沖信號。并將“系統(tǒng)同步”信號通過差分信號接口分發(fā)給N塊AD板。其中，“系統(tǒng)同步”的周期可以為毫秒級或秒級，正脈沖寬度為微妙級。其中，差分信號接口能夠有效抑制共模干擾，可以為RS422接口，也可以為LVDS接□。2.根據“系統(tǒng)同步”，在發(fā)送端的N通道數(shù)據中插入同步幀
根據“系統(tǒng)同步”的正脈沖位置在AD變換后的數(shù)據中插入同步幀。包括同步幀插入控制器和組幀器
所述同步幀插入控制器，用于將“系統(tǒng)同步”轉換成一個同步幀；
所述組幀器，用于將數(shù)據幀與同步幀組幀成串行數(shù)據幀發(fā)送。組幀后形成的串行數(shù)據幀在“系統(tǒng)同步”的正脈沖位置全部用作“同步幀指示”，其它時間均是傳輸通道數(shù)據，組幀后形成的一個串行數(shù)據幀結構如圖4所示。因為“系統(tǒng)同步”的正脈沖占空比很小，所以同步幀在串行數(shù)據幀中占用的帶寬也很小。3.在發(fā)送端將步驟二中的插入同步幀的通道數(shù)據通過光纖傳輸
在復接板中，復接器將fx通道數(shù)據復接成8路并行數(shù)據；串行器把該8路并行數(shù)據8B10B編碼成10路并行數(shù)據，然后將該10路并行數(shù)據轉換成串行數(shù)據；電光轉換器將該路串行數(shù)據轉換成第I路光信號后發(fā)送給時序控制板。在復接板中，復接器將(Χ+1ΓΝ通道數(shù)據復接成8路并行數(shù)據；串行器把該8路并行數(shù)據8B10B編碼成10路并行數(shù)據，然后將該10路并行數(shù)據轉換成串行數(shù)據；電光轉換器將該路串行數(shù)據轉換成第2路光信號后發(fā)送給時序控制板。 在復接板中，復接器的工作時鐘和串行器的參考時鐘均由系統(tǒng)時鐘分/倍頻得到。在時序控制板中，光電轉換器將來自復接板的第I路光信號轉換成串行電信號；解串器從串行電信號中恢復出時鐘，將串行信號轉換成10路并行信號，將10路并行信號8B10B解碼成8路并行信號；分接器將這8路并行信號分接成f X通道的數(shù)據。在時序控制板中，光電轉換器將來自復接板的第2路光信號轉換成串行電信號；解串器從串行電信號中恢復出時鐘，將串行信號轉換成10路并行信號，將10路并行信號8B10B解碼成8路并行信號；分接器將這8路并行信號分接成(Χ+1ΓΝ通道的數(shù)據。在時序控制板中，解串器的參考時鐘均由系統(tǒng)時鐘分/倍頻得到或者由時序控制板的晶振時鐘分/倍頻得到；分接器的工作時鐘為串行器的恢復時鐘。其中，串行器和解串器目前多個廠家有商用產品，如CYPRESS公司的CYP15G0101DXB就能夠實現(xiàn)串行器和解串器的功能。有些FPGA帶有內置的Transceivers，能夠實現(xiàn)串行器和解串器的功能，如ALTERA公司的arria GX、arria II GXXyclone IV GX都帶有內置的Transceivers。4.根據“系統(tǒng)同步”，在發(fā)送端產生“參考通道”數(shù)據，并與N通道數(shù)據進行數(shù)據合成
在時序控制板中，同步產生器根據“系統(tǒng)同步”產生帶有同步幀的“參考通道”數(shù)據?！皡⒖纪ǖ馈睌?shù)據幀在“系統(tǒng)同步”的正脈沖位置全部用作“同步幀指示”，其它時間均是傳輸填充碼，一個“參考通道”數(shù)據幀結構如圖5所示。在時序控制板中，復接器將f X通道數(shù)據與I路“參考通道”數(shù)據復接成8路并行數(shù)據；串行器把該8路并行數(shù)據8B10B編碼成10路并行數(shù)據，然后將該10路并行數(shù)據轉換成串行數(shù)據；電光轉換器將串行數(shù)據轉換成I路光信號后通過光口 I發(fā)送給通信板。在時序控制板中，復接器將(Χ+1ΓΝ通道數(shù)據與I路“參考通道”數(shù)據復接成8路并行數(shù)據；串行器把該8路并行數(shù)據8B10B編碼成10路并行數(shù)據，然后將該10路并行數(shù)據轉換成串行數(shù)據；電光轉換器將串行數(shù)據轉換成另I路光信號后通過光口 2發(fā)送給通信板。在時序控制板中，同步產生器的工作時鐘、復接器的工作時鐘和串行器的參考時鐘均由系統(tǒng)時鐘分/倍頻得到。5.在接收端對傳輸?shù)臄?shù)據解合成在通信板中，光電轉換器將光口 I的光信號轉換成串行電信號；解串器從串行電信號中恢復出時鐘，將串行信號轉換成10路并行信號，將10路并行信號8B10B解碼成8路并行信號；分接器將這8路信號分接成fX通道的數(shù)據和I路“參考通道I”數(shù)據。在通信板中，光電轉換器將光口 2的光信號轉換成串行電信號；解串器從串行電信號中恢復出時鐘，將串行信號轉換成10路并行信號，將10路并行信號8B10B解碼成8路并行信號；分接器將這8路信號分接成(Χ+1ΓΝ通道的數(shù)據和I路“參考通道2”數(shù)據。在通信板中，解串器的參考時鐘由通信板的晶振時鐘分/倍頻得到；分接器的工作時鐘為串行器的恢復時鐘。6.在接收端對步驟五中的解合成的數(shù)據進行主通道選擇
首先搜索“參考通道I”數(shù)據與“參考通道2”數(shù)據的同步幀，其次將先搜到同步幀的“參考通道”作為主通道；并將與搜索到同步幀的“參考通道”相對應的解串器的恢復時鐘作 為主時鐘。后面的數(shù)據對齊模塊的工作時鐘由主時鐘分/倍頻得到。包括
同步幀搜索單元，用于搜索“參考通道”達到數(shù)據的同步幀。選擇單元，用于選擇主通道與主時鐘。7.在接收端對解合成的數(shù)據進行數(shù)據對齊
首先搜索各通道數(shù)據的同步幀，從該同步幀開始將對應通道的數(shù)據依次寫入緩存；其次將主通道數(shù)據延遲一個預定時間，從延遲后的主通道數(shù)據中搜索到同步幀；然后從該主通道的同步幀開始從各個通道緩存的起始位置開始讀出數(shù)據；最后將各緩存讀出的數(shù)據進行解幀、恢復成原始AD變換后的數(shù)據。包括
寫控制器，用于搜索各通道數(shù)據的同步幀，根據搜索到的同步幀的位置開始控制各通道數(shù)據的緩存。緩存器，用于分別緩存各通道的數(shù)據。延時器，用于將主通道數(shù)據延遲一個預定時間。讀控制器，用于搜索主通道數(shù)據的同步幀，控制同時從各個通道緩存的起始位置開始同時讀出數(shù)據。解幀器，用于根據所接收的串行數(shù)據含有的幀同步信息找到幀的邊界，然后把接收的通道數(shù)據幀與同步幀分發(fā)給后級單元使用。其中，寫控制器包括
同步幀搜索單元，用于搜索各通道達到數(shù)據的同步幀；
寫使能產生單元，用于產生緩存器的寫使能。其中，緩存器可以通過FIFO或指針自增RAM實現(xiàn)。其中，讀控制器包括
同步幀搜索單元，用于搜索主通道達到數(shù)據的同步幀；
讀使能產生單元，用于產生緩存器的讀使能。其中，解幀器包括
同步幀搜索單元，用于搜索緩存器中讀出的數(shù)據的同步幀；
數(shù)據解幀單元，用于分解通道數(shù)據幀與同步幀；可選地，上述實施例的全部或部分步驟也可以使用一個或多個集成電路來實現(xiàn)。相應地，上述實施例中的各模塊可以采用硬件的形式實現(xiàn)，也可以采用功能模塊的形式實現(xiàn)。本發(fā)明不限制于任何特定形式的硬件和軟件的結合。具體化，系統(tǒng)發(fā)送端的輸入數(shù)據不僅僅可以為雷達的模擬中頻信號，也可以為RS232接口數(shù)據、RS422接口數(shù)據、RS485接口數(shù)據、LVDS接口數(shù)據等其它類型的接口信號。“系統(tǒng)同步”不僅僅可以由時序控制板產生，也可以由其中I路AD板或者由復接板產生。當然，本發(fā)明還可以有其他多種實施例，在不背離本發(fā)明精神及其實質的情況下，熟悉本領域的技術人員當可根據本發(fā)明作出相應的改變和變形，但這些相應的改變和變形都應屬于本發(fā)明所附的權利要求的保護范圍。參考文獻I :《現(xiàn)代通信原理》一北京清華大學出版社出版1992年8月作者曹 志剛、錢亞生書號 ISBN 7-302-01002-1/TN. 31。
權利要求
1.一種基于系統(tǒng)同步與參考通道的多通道數(shù)據對齊的方法，包括如下步驟 步驟一、在發(fā)送端產生“系統(tǒng)同歩”信號； 步驟ニ、根據“系統(tǒng)同歩”，在發(fā)送端的N通道數(shù)據中插入同步幀； 步驟四，根據“系統(tǒng)同歩”，在發(fā)送端產生“參考通道”數(shù)據，并與N通道數(shù)據進行數(shù)據合成； 步驟五、在接收端對傳輸?shù)臄?shù)據解合成； 步驟七、在接收端對解合成的數(shù)據進行數(shù)據對齊， 其中N大于等于2。
2.如權利要求I所述的基于系統(tǒng)同步與參考通道的多通道數(shù)據對齊的方法，其特征在于所述步驟一的“系統(tǒng)同歩”信號由時序控制板產生，并通過差分信號接ロ分發(fā)給N塊AD板。
3.如權利要求2所述的基于系統(tǒng)同步與參考通道的多通道數(shù)據對齊的方法，其特征在干所述步驟ニ為AD數(shù)據插入幀同步，包括下述內容姆塊AD板根據“系統(tǒng)同歩”的正脈沖位置在AD變換后的數(shù)據中插入同步幀。
4.如權利要求I所述的基于系統(tǒng)同步與參考通道的多通道數(shù)據對齊的方法，其特征在干它還包括步驟三、在發(fā)送端將步驟ニ中的插入同步幀的通道數(shù)據通過光纖傳輸。
5.如權利要求I所述的基于系統(tǒng)同步與參考通道的多通道數(shù)據對齊的方法，其特征在于所述步驟四包括首先根據“系統(tǒng)同歩”產生帶有同步幀的“參考通道”數(shù)據；其次將N通道數(shù)據與I路“參考通道”數(shù)據合成I路數(shù)據，并通過電光轉換成I路光信號送給通信板。
6.如權利要求5所述的基于系統(tǒng)同步與參考通道的多通道數(shù)據對齊的方法，其特征在于所述步驟四還包括將N通道數(shù)據與M路“參考通道”數(shù)據合成M路數(shù)據，并通過電光轉換成M路光信號送給通信板，其中M大于I。
7.如權利要求I所述的基于系統(tǒng)同步與參考通道的多通道數(shù)據對齊的方法，其特征在于所述步驟五包括在通信板中，M路光信號經過光電轉換成M路電信號，然后通過解合成恢復出N通道數(shù)據與M路“參考通道”數(shù)據。
8.如權利要求I或7所述的基于系統(tǒng)同步與參考通道的多通道數(shù)據對齊的方法，其特征在于它還包括步驟六、在接收端對步驟五中的解合成的數(shù)據進行主通道選擇。
9.如權利要求8所述的基于系統(tǒng)同步與參考通道的多通道數(shù)據對齊的方法，其特征在于所述步驟六包括首先分別搜索M路“參考通道”的同步幀，其次將先搜到同步幀的“參考通道”作為主通道，并將與捜索到同步幀的“參考通道”相對應的解串器的恢復時鐘作為N通道數(shù)據對齊的主時鐘。
10.如權利要求I所述的基于系統(tǒng)同步與參考通道的多通道數(shù)據對齊的方法，其特征在于所述步驟七包括首先捜索N通道數(shù)據的同步幀，從該同步幀開始將對應通道的數(shù)據依次寫入緩存；其次將主通道數(shù)據延遲ー個預定時間，從延遲后的主通道數(shù)據中搜索到同步幀，然后從該主通道的同步幀開始從各個通道緩存的起始位置開始讀出數(shù)據。
全文摘要
本發(fā)明涉及光纖通信領域與數(shù)字通信領域，尤其涉及到一種基于系統(tǒng)同步與參考通道的多通道數(shù)據對齊的方法。本發(fā)明提供了一種基于系統(tǒng)同步與參考通道的多通道數(shù)據對齊的方法，通過增設“系統(tǒng)同步”信號，使傳輸?shù)亩嗤ǖ罃?shù)據基本保持同步；其后增設“參考通道”數(shù)據，使通道對齊的讀控制模塊與工作通道的數(shù)據無關。
文檔編號H04L7/00GK102820964SQ201210239168
公開日2012年12月12日 申請日期2012年7月12日 優(yōu)先權日2012年7月12日
發(fā)明者宋慧 申請人:武漢濱湖電子有限責任公司