用于相干PON中上行突发模式的前导码设计方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种用于相干PON中上行突发模式的前导码设计方法及系统，涉及光接入网领域，该方法包括构建前导码的结构，构建后的前导码包括时钟恢复序列、帧同步及ONU标记序列和信道估计序列；OLT端接收DSP，并基于时钟恢复序列进行时钟恢复；基于滑动窗口，使用前段预设个数符号与同步序列码相乘后，再同后段相同预设个数符号进行自相关的结果，得到帧同步及ONU标记序列的同步头；基于帧同步及ONU标记序列起始位置前段设定个数符号，与各个ONU的标识符相乘后，再同后段相同预设个数符号进行自相关，得到的最大值来识别当前ONU。本发明专利技术通过为多个DSP功能共享前导码，在前导码中标识ONU序号，实现ONU的有效识别。实现ONU的有效识别。实现ONU的有效识别。

【技术实现步骤摘要】
用于相干PON中上行突发模式的前导码设计方法及系统


[0001]本专利技术涉及光接入网领域，具体涉及用于相干PON中上行突发模式的前导码设计方法及系统。

技术介绍

[0002]在5G移动互联网、云技术和高清视频流服务的推动下，光接入网的带宽需求近年来有了巨大的增长。PON(Passive Optical Network，无源光纤网络)传输速率达到25Gb/s、50Gb/s，甚至100Gb/s的需求也提上了日程。由于功率预算有限及复杂的波长资源管理，采用多通道复用的直调直检方案挑战较大，而单波长的TDM(Time-division multiplexing，时分复用)相干PON是一种具有吸引力的解决方案。由于高灵敏度和DSP(Digital Signal Process，数字信号处理)的先进性，相干PON可以提供更高的接入容量和更长的覆盖范围。然而，采用此方案仍然存在着一些挑战，其中一个关键问题是如何高效、可靠地实现上行突发模式相干检测。
[0003]传统的点到点连续模式相干检测主要基于盲均衡或反馈均衡，由于信号恢复需要较长的捕获时间，不适合于突发模式检测。对于100G TDM相干PON上行传输，其前导码设计、突发模式信号处理性能尤为重要，需要缩减前导码长度以及优化提高传输效率。前导码的作用是作为时钟恢复、突发帧同步、解偏振复用和信道估计的训练序列。对于常用的均衡器，如果采用LMS(Least Mean Square，最小均方算法)，一般需要上千个训练序列符号来进行收敛。但如果采用均衡系数预存储的MEM均衡方案，其收敛时间可以大大缩短，但对于PON的上行TDM传输来说，在数据还未恢复的情况下，其OLT(optical line terminal，光线路终端)端如何实现对ONU(Optical Network Unit，光网络单元)的识别，以便使用ONU对应的预存储系数则是需要解决的问题。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中存在的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种用于相干PON中上行突发模式的前导码设计方法及系统，通过为多个DSP功能共享前导码，在前导码中标识ONU序号，实现ONU的有效识别。
[0005]为达到以上目的，本专利技术提供的一种用于相干PON中上行突发模式的前导码设计方法，包括以下步骤：
[0006]构建前导码的结构，构建后的前导码包括时钟恢复序列、帧同步及ONU标记序列和信道估计序列；
[0007]OLT端接收DSP，并基于时钟恢复序列进行时钟恢复；
[0008]基于滑动窗口，使用前段预设个数符号与同步序列码相乘后，再同后段相同预设个数符号进行自相关的结果，得到帧同步及ONU标记序列的同步头；
[0009]基于帧同步及ONU标记序列起始位置前段设定个数符号，与各个ONU的标识符相乘后，再同后段相同预设个数符号进行自相关，得到的最大值来识别当前ONU。
[0010]在上述技术方案的基础上，
[0011]所述ONU标识符为128比特的二进制序列，且每个ONU均对应一个不同的ONU标识符；
[0012]所述同步序列码为256比特的二进制序列，且每个ONU均采用相同的同步序列码。
[0013]在上述技术方案的基础上，
[0014]所述OLT端接收DSP，并利用前导码中组成时钟恢复序列的1024个随机的QPSK符号，进行突发时钟恢复；
[0015]所述OLT端接收DSP，并利用前导码中组成帧同步及ONU标记序列的512个QPSK符号，进行帧同步、解偏振复用、频偏估计和ONU识别；
[0016]所述OLT端接收DSP，并利用前导码中组成信道估计序列的128个随机的QPSK符号，进行信道均衡。
[0017]在上述技术方案的基础上，
[0018]利用组成帧同步及ONU标记序列第一部分的128个QPSK符号，进行解偏振复用矩阵和频偏的计算；
[0019]利用组成帧同步及ONU标记序列第二部分的128个QPSK符号，进行当前ONU的识别，所述第二部分基于第一部分和ONU标识符的乘积得到；
[0020]利用组成帧同步及ONU标记序列第三部分的256个QPSK符号，进行同步头的查找，所述第三部分基于第一部分和第二部分合并后，再与256长度的同步序列码两者相乘的乘积得到。
[0021]在上述技术方案的基础上，所述基于滑动窗口，使用前段预设个数符号与同步序列码相乘后，再同后段预设个数符号自相关的结果，得到帧同步及ONU标记序列的同步头，其中，前段预设个数符号与同步序列码相乘后，再同后段预设个数符号自相关所使用到的公式为：
[0022][0023]其中，r
x,y
包括r
x
和r
y
，r
x
表示X偏振的接收符号，r
y
表示Y偏振的接收符号，*表示共轭符号，C
x,y
(m)表示乘以同步序列码后的自相关结果，N表示数字128，SYN表示同步序列码，m表示第m个符号，k表示m个符号后从0到2N-1的k个数据。
[0024]在上述技术方案的基础上，所述基于帧同步及ONU标记序列起始位置前段设定个数符号，与各个ONU的标识符相乘后，再同再同后段相同预设个数符号进行自相关，得到的最大值来识别当前ONU，其中，帧同步及ONU标记序列起始位置前段设定个数符号，与各个ONU的标识符相乘后，再同后段相同预设个数符号进行自相关，所使用的公式为：
[0025][0026]其中，p表示ONU的序号，且p为正整数，ONUid
[p]表示序号为p的ONU的标识符，h表示帧同步及ONU标记序列的起始位置，U(p)表示帧同步及ONU标记序列起始位置前128个符号与序号为p的ONU标识符相乘后，同后128个符号进行自相关的结果，N表示数字128。
[0027]在上述技术方案的基础上，所述第一部分中，X偏振和Y偏振的符号关系满足：
[0028]TY[2n]＝
±
TX[2n][0029]TY[2n+1]＝
±
j
×
TX[2n+1][0030]其中，TY随机取值1、j、-1或j，j为复数单位，n为码元序列号。
[0031]在上述技术方案的基础上，在进行识别当前ONU的同时，还包括：
[0032]使用帧同步及ONU标记序列的第一部分进行解偏振矩阵[A,B；-B*,A*]的计算，计算公式为：
[0033]r
x
×
(r
y
)
*
＝
±
(A
2-B2)当TY＝
±
TX
[0034]r
x
×
(r
y
)
*
＝mj(A
2-B2)当TY＝
±
jTX
[0035]其中，r
x
表示X偏振的接收符号，r
y...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于相干PON中上行突发模式的前导码设计方法，其特征在于，包括以下步骤：构建前导码的结构，构建后的前导码包括时钟恢复序列、帧同步及ONU标记序列和信道估计序列；OLT端接收DSP，并基于时钟恢复序列进行时钟恢复；基于滑动窗口，使用前段预设个数符号与同步序列码相乘后，再同后段相同预设个数符号进行自相关的结果，得到帧同步及ONU标记序列的同步头；基于帧同步及ONU标记序列起始位置前段设定个数符号，与各个ONU的标识符相乘后，再同后段相同预设个数符号进行自相关，得到的最大值来识别当前ONU。2.如权利要求1所述的一种用于相干PON中上行突发模式的前导码设计方法，其特征在于：所述ONU标识符为128比特的二进制序列，且每个ONU均对应一个不同的ONU标识符；所述同步序列码为256比特的二进制序列，且每个ONU均采用相同的同步序列码。3.如权利要求2所述的一种用于相干PON中上行突发模式的前导码设计方法，其特征在于：所述OLT端接收DSP，并利用前导码中组成时钟恢复序列的1024个随机的QPSK符号，进行突发时钟恢复；所述OLT端接收DSP，并利用前导码中组成帧同步及ONU标记序列的512个QPSK符号，进行帧同步、解偏振复用、频偏估计和ONU识别；所述OLT端接收DSP，并利用前导码中组成信道估计序列的128个随机的QPSK符号，进行信道均衡。4.如权利要求3所述的一种用于相干PON中上行突发模式的前导码设计方法，其特征在于：利用组成帧同步及ONU标记序列第一部分的128个QPSK符号，进行解偏振复用矩阵和频偏的计算；利用组成帧同步及ONU标记序列第二部分的128个QPSK符号，进行当前ONU的识别，所述第二部分基于第一部分和ONU标识符的乘积得到；利用组成帧同步及ONU标记序列第三部分的256个QPSK符号，进行同步头的查找，所述第三部分基于第一部分和第二部分合并后，再与256长度的同步序列码两者相乘的乘积得到。5.如权利要求4所述的一种用于相干PON中上行突发模式的前导码设计方法，其特征在于，所述基于滑动窗口，使用前段预设个数符号与同步序列码相乘后，再同后段预设个数符号自相关的结果，得到帧同步及ONU标记序列的同步头，其中，前段预设个数符号与同步序列码相乘后，再同后段预设个数符号自相关所使用到的公式为：其中，r
x,y
包括r
x
和r
y
，r
x
表示X偏振的接收符号，r
y
表示Y偏振的接收符号，*表示共轭符号，C
x,y
(m)表示乘以同步序列码后的自相关结果，N表示数字128，SYN表示同步序列码，m表示第m个符号，k表示m个符号后从0到2N-1的k个数据。6.如权利要求4所述的一种用于相干PON中上行突发模式的前导码设计方法，其特征在
于，所述基于帧同步及ONU标记序列起始位置前段设定个数符号，与各个ONU的标识...

【专利技术属性】
技术研发人员：李婕，曾韬，孟令恒，张旭，
申请(专利权)人：武汉邮电科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：