一种以太网全双工通信链路的信号分离方法技术

本发明专利技术公开了一种以太网全双工通信链路的信号分离方法，该方法包括：当两个以太网终端设备全双工通信时，多次采集连接两个以太网终端设备的双绞线两端的混合信号，得到多组混合信号的值；混合信号包括两个以太网终端设备发送的单端信号；基于多组混合信号的值和位于双绞线的两根导线中的两个电阻的阻值，确定使两个以太网终端设备的单端信号相互独立性最高的内阻参数的值，得到目标内阻参数；基于目标内阻参数，从混合信号中分离出两个以太网终端设备的单端信号。上述方案能够直接通过电阻的阻值以及采集到的混合信号快速分离出单端信号，从而减小混合信号分离算法的复杂度，大大提高信号分离的效率和精度。大提高信号分离的效率和精度。大提高信号分离的效率和精度。

【技术实现步骤摘要】
一种以太网全双工通信链路的信号分离方法


[0001]本专利技术涉及信号分离
，尤其涉及一种以太网全双工通信链路的信号分离方法。

技术介绍

[0002]以太网技术自上个世纪70年代诞生发展到今天，由于其成本低廉、高效，快速占领局域网通信技术部分市场，可以当之无愧的说是众多网络通信技术中最具影响力的局域网技术。伴随着计算机通讯技术的飞速发展，以太网技术的不断革新，新功能的不断发展，以太网的传输速率从10Mbps、100Mbps到1000Mbps甚至10Gbps，底层工作方式从半双工到全双工，以太网已经逐渐成为全球最受欢迎的局域网网络技术，以太网几乎成为了局域网的代名词。
[0003]随着通信带宽的不断增大，两个以太网设备之间的全双工通信链路被广泛地应用于各种通信系统中。虽然跨通信链路发送的信号是模拟的，但是波形电平传达数字逻辑电平信息。当使用以太网全双工通信链路通信时，诸如100Base
‑
T1、1000Base
‑
T1、1000Base
‑
TX等协议下的每个设备使用训练模式与另一个设备交换信息，该训练模式可以允许由设备调整链路参数，以无误差地接收信息。在实际操作中，通过示波器等设备对线上的信号电平进行测试是非常重要的，以确保较低的比特误码率，从而保证没有信息被误解和丢失。如果仅一个设备在发送信息，即在半双工通信模式下，则通过示波器可以有效监测信号和解码信息，并且可以分析物理层信号的完整性。然而，在全双工通信链路中，两个设备在同时发送信息。由于两个设备发送的波形相互叠加，在不使用信号分离设备，如定向耦合器的情况下，示波器不能对检测到的混合信号进行有效解码，如何分离混合在一起的全双工信号就成为了关键的问题。
[0004]在现有技术中，常用的混合信号分离算法有最大后验概率(Maximum a posteriori，Map)的方法、基于稀疏性的表示方法和自适应盲信号分离方法(Independent Component Analysis，ICA)。上述解决方法主要是基于两端发送的信号在统计学上的规律，即以统计数值为评价标准，用迭代的方式反复逼近最优解。但是上述解决方法不仅算法复杂度高，而且对测量精度的要求很高，在实际使用当中可行性较低。

技术实现思路

[0005]本专利技术了提供了一种以太网全双工通信链路的信号分离方法，解决了现有的混合信号分离方法算法复杂度高以及对测量精度要求高的问题，有效地提高了信号分离的效率和精度。
[0006]为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0007]第一方面，本专利技术提供一种以太网全双工通信链路的信号分离方法，该方法包括：
[0008]当两个以太网终端设备全双工通信时，多次采集连接两个所述以太网终端设备的一组双绞线两端的混合信号，得到多组混合信号的值；所述混合信号包括两个所述以太网
终端设备发送的单端信号；
[0009]基于所述多组混合信号的值和位于所述双绞线的两根导线中的两个电阻的阻值，确定使两个所述以太网终端设备的单端信号相互独立性最高的内阻参数的值，得到目标内阻参数；两个所述电阻的阻值相同，且与两个所述以太网终端设备的距离相同；
[0010]基于所述目标内阻参数，从所述混合信号中分离出两个所述以太网终端设备的单端信号。
[0011]在一种可能的实现方式中，所述双绞线两端的混合信号分别为第一混合信号和第二混合信号；两个所述以太网终端设备的单端信号分别为第一单端信号和第二单端信号；在确定使两个所述以太网终端设备的单端信号相互独立性最高的内阻参数的值之前，所述方法还包括：
[0012]基于欧姆定律的分压原理，确定所述第一混合信号与两个所述以太网终端设备的内阻参数、两个所述电阻的阻值、第一单端信号参数以及第二单端信号参数之间的第一关系式；
[0013]确定所述第二混合信号与两个所述以太网终端设备的内阻参数、两个所述电阻的阻值、第一单端信号参数以及第二单端信号参数之间的第二关系式。
[0014]在一种可能的实现方式中，所述基于所述多组混合信号的值和位于所述双绞线的两根导线中的两个电阻的阻值，确定使两个所述以太网终端设备的单端信号相互独立性最高的内阻参数的值，具体包括：
[0015]基于所述第一关系式、所述第二关系式，以及多组所述混合信号的值与所述双绞线的两根导线中的两个电阻的阻值，确定每组所述混合信号对应的使两个所述以太网终端设备的单端信号相互独立性最高的内阻参数的值，得到多组候选内阻参数；
[0016]确定所述多组候选内阻参数的平均值，并将所述平均值作为使两个所述以太网终端设备的单端信号相互独立性最高的内阻参数的值。
[0017]在一种可能的实现方式中，每组的所述混合信号均包括位于所述以太网终端设备的双绞线两端的多个采样点处采集到的第一混合信号和第二混合信号；在基于所述第一关系式、所述第二关系式，以及每组所述混合信号的值与所述双绞线的两根导线中的两个电阻的阻值，确定每组所述混合信号中使两个所述以太网终端设备的单端信号相互独立性最高的内阻参数的值之前，所述方法还包括：
[0018]根据所述第一关系式以及所述第二关系式，确定每组的第一单端信号与每组的第一混合信号、每组的第二混合信号、两个所述以太网终端设备的内阻参数以及两个所述电阻的阻值之间的第三关系式；
[0019]确定每组的第二单端信号与每组的第一混合信号、每组的第二混合信号、两个所述以太网终端设备的内阻参数以及两个所述电阻的阻值之间的第四关系式；
[0020]根据所述第三关系式以及所述第四关系式，利用协方差确定表示所述第一单端信号和所述第二单端信号相互独立性的表达式；所述表达式中包括每组的每个采样点处的第一混合信号、每组的每个采样点处的第二混合信号、每组的采样点的数量以及所述双绞线的两根导线中的两个电阻的阻值。
[0021]在一种可能的实现方式中，所述利用协方差确定表示所述第一单端信号和所述第二单端信号相互独立性的表达式，具体包括：
[0022]基于协方差的定义，确定所述第一单端信号和所述第二单端信号的协方差计算式；所述协方差计算式中包括每组的每个采样点处的第一单端信号参数、每组的每个采样点处的第二单端信号参数以及每组的采样点的数量；
[0023]根据所述第三关系式，以所述每组的每个采样点处的第一混合信号、所述每组的采样点的数量、所述双绞线的两根导线中的两个电阻的阻值以及两个所述以太网终端设备的内阻参数表示所述协方差计算式中的所述每组的每个采样点处的第一单端信号参数；
[0024]根据所述第四关系式，以所述每组的每个采样点处的第二混合信号、所述每组的采样点的数量、所述双绞线的两根导线中的两个电阻的阻值以及两个所述以太网终端设备的内阻参数表示所述协方差计算式中的所述每组的每个采样点处的第二单端信号参数；
[0025]将所述第一单端信号参数和所述第二单端信号参数代入所述协方差计算式中，得到表示所述第一单端信号和所述第二单端信号相互独本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种以太网全双工通信链路的信号分离方法，其特征在于，所述方法包括：当两个以太网终端设备全双工通信时，多次采集连接两个所述以太网终端设备的一组双绞线两端的混合信号，得到多组混合信号的值；所述混合信号包括两个所述以太网终端设备发送的单端信号；基于所述多组混合信号的值和位于所述双绞线的两根导线中的两个电阻的阻值，确定使两个所述以太网终端设备的单端信号相互独立性最高的内阻参数的值，得到目标内阻参数；两个所述电阻的阻值相同，且与两个所述以太网终端设备的距离相同；基于所述目标内阻参数，从所述混合信号中分离出两个所述以太网终端设备的单端信号。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述双绞线两端的混合信号分别为第一混合信号和第二混合信号；两个所述以太网终端设备的单端信号分别为第一单端信号和第二单端信号；在确定使两个所述以太网终端设备的单端信号相互独立性最高的内阻参数的值之前，所述方法还包括：基于欧姆定律的分压原理，确定所述第一混合信号与两个所述以太网终端设备的内阻参数、两个所述电阻的阻值、第一单端信号参数以及第二单端信号参数之间的第一关系式；确定所述第二混合信号与两个所述以太网终端设备的内阻参数、两个所述电阻的阻值、第一单端信号参数以及第二单端信号参数之间的第二关系式。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于所述多组混合信号的值和位于所述双绞线的两根导线中的两个电阻的阻值，确定使两个所述以太网终端设备的单端信号相互独立性最高的内阻参数的值，具体包括：基于所述第一关系式、所述第二关系式，以及多组所述混合信号的值与所述双绞线的两根导线中的两个电阻的阻值，确定每组所述混合信号对应的使两个所述以太网终端设备的单端信号相互独立性最高的内阻参数的值，得到多组候选内阻参数；确定所述多组候选内阻参数的平均值，并将所述平均值作为使两个所述以太网终端设备的单端信号相互独立性最高的内阻参数的值。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，每组的所述混合信号均包括位于所述以太网终端设备的双绞线两端的多个采样点处采集到的第一混合信号和第二混合信号；在基于所述第一关系式、所述第二关系式，以及每组所述混合信号的值与所述双绞线的两根导线中的两个电阻的阻值，确定每组所述混合信号中使两个所述以太网终端设备的单端信号相互独立性最高的内阻参数的值之前，所述方法还包括：根据所述第一关系式以及所述第二关系式，确定每组的第一单端信号与每组的第一混合信号、每组的第二混合信号、两个所述以太网终端设备的内阻参数以及两个所述电阻的阻值之间的第三关系式；确定每组的第二单端信号与每组的第一混合信号、每组的第二混合信号、两个所述以太网终端设备的内阻参数以及两个所述电阻的阻值之间的第四关系式；根据所述第三关系式以及所述第四关系式，利用协方差确定表示所述第一单端信号和所述第二单端信号相互独立性的表达式；所述表达式中包括每组的每个采样点处的第一混合信号、每组的每个采样点处的第二混合信号、每组的采样点的数量以及所述双绞线的两根导线中的两个电阻的阻值。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述利用协方差确定表示所述第一单端信号和所述第二单端信号相互独立性的表达式，具体包括：基于协方差的定义，确定所述第一单端信号和所述第二单端信号的协方差计算式；所述协方差计算式中包括每组的每个采样点处的第一单端信号参数、每组的每个采样点处的第二单端信号参数以及每组的采样点的数量；根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐丹，郭鹏，胡红星，俞佳宝，胡爱群，王圣雯，吴思运，姜禹，
申请(专利权)人：网络通信与安全紫金山实验室，
类型：发明
国别省市：