(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
マルチパスフレームヘッダの検出方法であって、前記方法は、光通信システムのデータ受信側デバイスに適用され、
周波数オフセット及び位相オフセットが補正されて補償されたフレーム同期処理のための入力データに対して、前記入力データのサンプリング点の符号ビットに応じて硬判定処理を行い、硬判定結果に基づいて受信シーケンスを得ることと、
前記受信シーケンスとローカルに予め記憶された各レーン（ｌａｎｅ）に対応するフレームヘッダシーケンスとのスライド相関演算をそれぞれ行い、演算結果を得ることと、
前記演算結果を予め設定された閾値と比較して、閾値判定結果を得ることと、
前記閾値判定結果に応じて、フレームヘッダ判定とレーン判定を行うこととを含む、前記方法。
【請求項２】
前記ローカルに予め記憶されたすべてのレーンに対応するフレームヘッダシーケンスにおいて、各フレームヘッダシーケンスの自己相関性（ａｕｔｏｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ）が第1の閾値より高く、且つ任意の２つのフレームヘッダシーケンスの間の相互相関性（ｃｒｏｓｓｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ）が第２の閾値より低い
請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記入力データのサンプリング点の符号ビットに応じて硬判定処理を行い、硬判定結果に基づいて受信シーケンスを得ることは、
サンプリング点の符号ビットが０である場合、硬判定結果が０であり、サンプリング点の符号ビットが１である場合、硬判定結果が１であり、硬判定結果が前記受信シーケンスを形成することを含む
請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記受信シーケンスとローカルに予め記憶された各レーン（ｌａｎｅ）に対応するフレームヘッダシーケンスとのスライド相関演算をそれぞれ行い、演算結果を得ることは、
前記受信シーケンスとＮ個のレーンに対応するＮ個のフレームヘッダシーケンスとのスライド排他的論理和の演算（ｅｘｃｌｕｓｉｖｅ  ｏｒ  ａｎｄ  ｓｕｍｍａｔｉｏｎ  ｏｐｅｒａｔｉｏｎ）をそれぞれ行い、前記排他的論理和の長さは前記フレームヘッダシーケンスの長さと同じであり、前記演算結果は前記排他的論理和の結果であり、前記受信シーケンスとＮ個のフレームヘッダシーケンスとのスライド排他的論理和の演算をそれぞれ行い、Ｎ個の演算結果を得ることを含み、ここで、Ｎが1より大きい整数である
請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記演算結果を予め設定された閾値と比較して、閾値判定結果を得ることは、
前記受信シーケンスとｎ個目のフレームヘッダシーケンスとのスライド相関演算の演算結果を予め設定された第一の閾値、第二の閾値とそれぞれ比較し、前記演算結果が第一の閾値以上である場合、前記閾値判定結果として、前記受信シーケンスが前記ｎ個目のフレームヘッダシーケンスと相反転（ｐｈａｓｅ  ｒｅｖｅｒｓａｌ）することであり、前記演算結果が第二の閾値以下である場合、前記閾値判定結果として、前記受信シーケンスが前記ｎ個目のフレームヘッダシーケンスと相反転しないことであることを含み、ここで、０＜ｎ＜Ｎであり、ｎが整数である
請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記閾値判定結果に応じてフレームヘッダ判定とレーン判定を行うことは、
前記演算結果が第二の閾値以下である場合、前記受信シーケンスの所在位置がフレームヘッダ位置であることを判定し、且つ対応演算に関与するｎ個目のフレームヘッダシーケンスに対応するレーン番号を取得し、前記演算結果が第二の閾値より大きい場合、前記受信シーケンスの所在位置がフレームヘッダ位置ではないことを判定することを含む
請求項５に記載の方法。
【請求項７】
マルチパスフレームヘッダの検出装置であって、前記装置は、光通信システムのデータ受信側デバイスに適用され、
周波数オフセット及び位相オフセットが補正されて補償されたフレーム同期処理のための入力データに対して、前記入力データのサンプリング点の符号ビットに応じて硬判定処理を行い、硬判定結果に基づいて受信シーケンスを得るように構成される硬判定ユニットと、
前記受信シーケンスとローカルに予め記憶されたフレームヘッダシーケンスとのスライド相関演算を行い、演算結果を得るように構成されるスライド相関ユニットと、
前記演算結果を予め設定された閾値と比較して、閾値判定結果を得るように構成される閾値判定ユニットと、
前記閾値判定結果に応じて、フレームヘッダ判定とレーン（ｌａｎｅ）判定を行うように構成されるフレームヘッダ判定及びレーン判定ユニットとを含む、前記装置。
【請求項８】
前記ローカルに予め記憶されたすべてのレーンに対応するフレームヘッダシーケンスにおいて、各フレームヘッダシーケンスの自己相関性が第1の閾値より高く、且つ任意の２つのフレームヘッダシーケンスの間の相互相関性が第２の閾値より低い
請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記硬判定ユニットは、さらに、サンプリング点の符号ビットが０である場合、硬判定結果が０であり、サンプリング点の符号ビットが１である場合、硬判定結果が１であり、硬判定結果が前記受信シーケンスを形成するように構成される
請求項７又は８に記載の装置。
【請求項１０】
前記スライド相関ユニットは、さらに、前記受信シーケンスとＮ個のレーンに対応するＮ個のフレームヘッダシーケンスとのスライド排他的論理和の演算をそれぞれ行い、前記排他的論理和の長さは前記フレームヘッダシーケンスの長さと同じであり、前記演算結果は前記排他的論理和の結果であり、前記受信シーケンスとＮ個のフレームヘッダシーケンスとのスライド排他的論理和の演算をそれぞれ行い、Ｎ個の演算結果を得るように構成され、ここで、Ｎが1より大きい整数である
請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記閾値判定ユニットは、さらに、前記受信シーケンスとｎ個目のフレームヘッダシーケンスとのスライド相関演算の演算結果を予め設定された第一の閾値、第二の閾値とそれぞれ比較し、前記演算結果が第一の閾値以上である場合、前記閾値判定結果として、前記受信シーケンスが前記ｎ個目のフレームヘッダシーケンスと相反転することであり、前記演算結果が第二の閾値以下である場合、前記閾値判定結果として、前記受信シーケンスが前記ｎ個目のフレームヘッダシーケンスと相反転しないことであるように構成され、ここで、０＜ｎ＜Ｎであり、ｎが整数である
請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記フレームヘッダ判定及びレーン判定ユニットは、さらに、前記演算結果が第二の閾値以下である場合、前記受信シーケンスの所在位置がフレームヘッダ位置であると判定し、且つ対応演算に関与するｎ個目のフレームヘッダシーケンスに対応するレーン番号を取得するように構成される
請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
コンピュータ可読記憶媒体であって、
請求項１〜６のいずれか１項に記載のマルチパスフレームヘッダの検出方法を実行するためのコンピュータ実行可能な命令のセットが含まれている、前記コンピュータ可読記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はデジタル光通信分野における同期受信技術に関し、特にマルチパスフレームヘッダの検出方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ベアラネットワークの市場ブロードバンド要求の高速成長に伴い、コアルータの１００ＧｂＥ（ギガビットイーサネット）ポートが提供される予定であり、１００Ｇ（Ｇｉｇａｂｉｔ、ギガビット）のデバイスが未来の発展傾向であり、高密度波長分割多重（ＤＷＤＭ、Ｄｅｎｓｅ  Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）デバイスとして、１００Ｇの長距離伝送をサポートしなければならない。
【０００３】
フレーム同期技術は、光通信で重要な地位を占めている。図１は光通信システムの受信側におけるフレーム同期モジュールの位置を示す。信号は、細均衡、周波数オフセット推定及び位相オフセット推定されてから、フレーム同期モジュールに進入する。フレーム同期について、フレームヘッダの標識機能を主に行い、次の位相ファジー補償及びフレームヘッダのトレーニングシーケンスの削除操作にフレームヘッダの指示情報を提供するとともに、システムの同期状態を指示してチャネル条件の優劣を反映する。
【０００４】
フレーム同期技術は、信号に挿入された群同期コードを利用してフレームヘッダの検索及び標識を実現するものであり、群同期コードの挿入について、集中挿入と分散挿入という２つの挿入形態があり、対応する挿入信号をコードブロック及びコード要素とそれぞれ呼ぶ。異なる要求に従って、このような２つの挿入形態が光通信システムに使用されており、１つの挿入形態が別に使用されても良いし、２つの挿入形態が混合使用されても良い。１００Ｇのフレーム同期方法において、コードブロック周期の自己相関性（ａｕｔｏｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ）を利用してフレームヘッダ検出を行う方法があり、コード要素の出現周期性に応じてフレームヘッダ検出を行う方法もある。通常の検出過程には検索と取得という２つの段階が含まれ、非同期と同期という２つの状態に対応する。フレームヘッダが検索された後、以降モジュールが使用するためにフレームヘッダ位置を標識する。フレーム同期方法の優劣を判断する指標として、フレーム同期確立時間及び同期後のシステム安定性である。良いフレーム同期方法は、システムが迅速に同期できるようにし、同期した後、レーン状態が安定であり、突然のレーン劣化要因が現れず、システム動作が安定であり、非同期状態に頻繁的に入らない。
【０００５】
従来の光通信フレーム同期案は、図２のように、当該マルチチャネルデータ伝送の同期装置において、マルチパスデータソースにおけるマルチチャネルデータを物理データチャネルが受信側回路に同期化する。前記マルチパスデータソースには、フレーム同期信号を有するフレームヘッダデータが含まれる。前記装置は、マルチチャネルデータの伝送同期を実現するための１つのマルチチャネルデータ同期回路を含む。前記マルチチャネルデータ同期回路は、受信フレームヘッダ抽出回路とマルチパスデータ同期回路を含む。ここで、受信フレームヘッダ抽出回路は、物理データチャネルのデータストリームを受信し、これらからフレームヘッダデータを抽出し、マルチパスデータ同期回路に送信する。前記マルチパスデータ同期回路は、受信フレームヘッダ抽出回路により送信されたフレームヘッダデータに応じて、当該フレームヘッダデータにおけるフレーム同期信号を利用して上記のデータストリームを同期後のデータストリームに変換する。
【０００６】
しかしながら、光通信フレーム同期の技術案をどのように最適化して、迅速同期を実現するとともに、フレーム同期後のシステム安定性（チャネル環境が相対的に安定である場合、同期後のシステムにおいて非同期の発生確率が低い）を不断に向上することは、当業者が長期的に直面する技術的課題である。
【発明の概要】
【０００７】
従来の技術的課題を解決するために、本発明の実施例は、マルチパスフレームヘッダの検出方法及び装置を提供する。
【０００８】
本発明の実施例は、マルチパスフレームヘッダの検出方法を提供し、前記方法は、
入力データに対し硬判定処理を行い、受信シーケンスを得ることと、
前記受信シーケンスとローカルに予め記憶された各レーン（ｌａｎｅ）に対応するフレームヘッダシーケンスとのスライド相関演算をそれぞれ行い、演算結果を得ることと、
前記演算結果を予め設定された閾値と比較して、閾値判定結果を得ることと、
前記閾値判定結果に応じて、フレームヘッダ判定とレーン判定を行うこととを含む。
【０００９】
ここで、前記ローカルに予め記憶されたすべてのレーンに対応するフレームヘッダシーケンスにおいて、各フレームヘッダシーケンスの自己相関性（ａｕｔｏｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ）が第1の閾値より高く、且つ任意の２つのフレームヘッダシーケンスの間の相互相関性（ｃｒｏｓｓｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ）が第２の閾値より低い。
【００１０】
ここで、前記入力データに対し硬判定処理を行い、受信シーケンスを得ることは、
前記入力データのサンプリング点の符号ビットに応じて硬判定を行い、サンプリング点の符号ビットが０である場合、硬判定結果が０であり、サンプリング点の符号ビットが１である場合、硬判定結果が１であり、硬判定結果が前記受信シーケンスを形成することを含む。
【００１１】
ここで、前記受信シーケンスとローカルに予め記憶された各チャネルｌａｎｅに対応するフレームヘッダシーケンスとのスライド相関演算をそれぞれ行い、演算結果を得ることは、
前記受信シーケンスとＮ個のレーンに対応するＮ個のフレームヘッダシーケンスとのスライド排他的論理和（ｅｘｃｌｕｓｉｖｅ  ＯＲ  ａｎｄ  ｓｕｍｍａｔｉｏｎ）の演算をそれぞれ行い、前記排他的論理和の長さは前記フレームヘッダシーケンスの長さと同じであり、前記演算結果は前記排他的論理和の結果であり、前記受信シーケンスとＮ個のフレームヘッダシーケンスとのスライド排他的論理和の演算をそれぞれ行い、Ｎ個の演算結果を得ることを含み、ここで、Ｎが1より大きい整数である。
【００１２】
ここで、前記演算結果を予め設定された閾値と比較して、閾値判定結果を得ることは、
前記受信シーケンスとｎ個目のフレームヘッダシーケンスとのスライド相関演算の演算結果を予め設定された第一の閾値、第二の閾値とそれぞれ比較し、前記演算結果が第一の閾値以上である場合、前記閾値判定結果として、前記受信シーケンスが前記ｎ個目のフレームヘッダシーケンスと相反転（ｐｈａｓｅ  ｒｅｖｅｒｓａｌ）することであり、前記演算結果が第二の閾値以下である場合、前記閾値判定結果として、前記受信シーケンスが前記ｎ個目のフレームヘッダシーケンスと相反転しないことを含み、ここで、０＜ｎ＜Ｎであり、ｎが整数である。
【００１３】
ここで、前記閾値判定結果に応じてフレームヘッダ判定とレーン（ｌａｎｅ）判定を行うことは、
前記演算結果が第二の閾値以下である場合、前記受信シーケンスの所在位置がフレームヘッダ位置であることを判定し、且つ対応演算に関与するｎ個目のフレームヘッダシーケンスに対応するレーン番号を取得し、前記演算結果が第二の閾値より大きい場合、前記受信シーケンスの所在位置がフレームヘッダ位置ではないことを判定することを含む。
【００１４】
本発明の実施例はまた、マルチパスフレームヘッダの検出装置を提供し、前記検出装置は、
入力データに対し硬判定処理を行い、受信シーケンスを得るように構成される硬判定ユニットと、
前記受信シーケンスとローカルに予め記憶されたフレームヘッダシーケンスとのスライド相関演算を行い、演算結果を得るように構成されるスライド相関ユニットと、
前記演算結果を予め設定された閾値と比較して、閾値判定結果を得るように構成される閾値判定ユニットと、
前記閾値判定結果に応じて、フレームヘッダ判定とレーン判定を行うように構成されるフレームヘッダ判定及びレーン判定ユニットとを含む。
【００１５】
ここで、前記ローカルに予め記憶されたすべてのレーンに対応するフレームヘッダシーケンスにおいて、各フレームヘッダシーケンスの自己相関性が第1の閾値より高く、且つ任意の２つのフレームヘッダシーケンスの間の相互相関性が第２の閾値より低い。
【００１６】
ここで、前記硬判定ユニットは、さらに、前記入力データのサンプリング点の符号ビットに応じて硬判定を行い、サンプリング点の符号ビットが０である場合、硬判定結果が０であり、サンプリング点の符号ビットが１である場合、硬判定結果が１であり、硬判定結果が前記受信シーケンスを形成するように構成される。
【００１７】
ここで、前記スライド相関ユニットは、さらに、前記受信シーケンスとＮ個のレーンに対応するＮ個のフレームヘッダシーケンスとのスライド排他的論理和の演算をそれぞれ行い、前記排他的論理和の長さは前記フレームヘッダシーケンスの長さと同じであり、前記演算結果は前記排他的論理和の結果であり、前記受信シーケンスとＮ個のフレームヘッダシーケンスとのスライド排他的論理和の演算をそれぞれ行い、Ｎ個の演算結果を得るように構成され、ここで、Ｎが1より大きい整数である。
【００１８】
ここで、前記閾値判定ユニットは、さらに、前記受信シーケンスとｎ個目のフレームヘッダシーケンスとのスライド相関演算の演算結果を予め設定された第一の閾値、第二の閾値とそれぞれ比較し、前記演算結果が第一の閾値以上である場合、前記閾値判定結果として、前記受信シーケンスが前記ｎ個目のフレームヘッダシーケンスと相反転することであり、前記演算結果が第二の閾値以下である場合、前記閾値判定結果として、前記受信シーケンスが前記ｎ個目のフレームヘッダシーケンスと相反転しないことであるように構成され、ここで、０＜ｎ＜Ｎであり、ｎが整数である。
【００１９】
ここで、前記フレームヘッダ判定及びレーン判定ユニットは、さらに、前記演算結果が第二の閾値以下である場合、前記受信シーケンスの所在位置がフレームヘッダ位置であると判定し、且つ対応演算に関与するｎ個目のフレームヘッダシーケンスに対応するレーン番号を取得するように構成される。
【００２０】
本発明の実施例はまた、コンピュータ可読記憶媒体を提供し、前記記憶媒体には、上記のマルチパスフレームヘッダの検出方法を実行するためのコンピュータ実行可能な命令のセットが含まれている。
【００２１】
本発明の実施例により提供されるマルチパスフレームヘッダの検出方法及び装置によれば、光通信における２つのノードは、通信のためのリンクを迅速に確立することができ、干渉防止能力が強くなり（チャネル環境が相対的に安定である場合、同期後のシステムにおいて非同期の発生確率が低い）、チャネルの周波数オフセット範囲の変動性に関する要件を満たすことで、フレーム同期を実現しやすく、ハードウェアで実現しやすく、同期性能が安定である等利点がある。
【００２２】
受信用のＮ個のコードブロックシーケンスの自己相関性が非常に強く、相互相関性が低いため、検出漏れ及び誤警報の発生を回避し、同期の迅速性と信頼性を向上させる。コードブロックシーケンスへの差別化処理により、フレームヘッダとｌａｎｅ番号が検出されるとともに、リンクの大きい周波数オフセット値を推定して、大きい周波数オフセット値に対する補償が加速されて、システムのリンク確立時間を短縮することができる。ローカルには４つのシーケンスが予め記憶され、４つの異なるｌａｎｅにそれぞれ対応して、各ｌａｎｅ間の干渉による相関検出への影響を効率的に排除することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】従来技術における光通信システムの受信側での処理のブロック図である。
【図２】従来技術におけるマルチチャネルデータ伝送の同期装置の模式図である。
【図３】本発明の実施例におけるマルチパスフレームヘッダの検出方法のフローチャートである。
【図４】本発明の実施例におけるマルチパスフレームヘッダの検出装置の構成図である。
【図５】本発明の実施例における送信側の構成図である。
【図６】本発明の実施例における代表的なデータフレームフォーマットの模式図である。
【図７】本発明の実施例におけるフレームヘッダシーケンスの模式図である。
【図８】本発明の実施例における受信側のフレーム同期原理の模式図である。
【図９ａ】本発明の実施例における元データＸＩに対応するフレームヘッダシーケンスの自己相関性の模式図である。
【図９ｂ】本発明の実施例における元データＸＱに対応するフレームヘッダシーケンスの自己相関性の模式図である。
【図９ｃ】本発明の実施例における元データＹＩに対応するフレームヘッダシーケンスの自己相関性の模式図である。
【図９ｄ】本発明の実施例における元データＹＱに対応するフレームヘッダシーケンスの自己相関性の模式図である。
【図９ｅ】本発明の実施例における元データＸＩとＸＱのフレームヘッダシーケンスの相互相関性の模式図である。
【図９ｆ】本発明の実施例における元データＸＩとＹＩのフレームヘッダシーケンスの相互相関性の模式図である。
【図９ｇ】本発明の実施例における元データＸＩとＹＱのフレームヘッダシーケンスの相互相関性の模式図である。
【図９ｈ】本発明の実施例における元データＸＱとＹＩのフレームヘッダシーケンスの相互相関性の模式図である。
【図９ｉ】本発明の実施例における元データＸＱとＹＱのフレームヘッダシーケンスの相互相関性の模式図である。
【図９ｊ】本発明の実施例における元データＹＩとＹＱのフレームヘッダシーケンスの相互相関性の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、図面と具体的な実施例に基づいて本発明の技術案を詳しく説明する。
【００２５】
マルチパスフレームヘッダの検出を実現するために、本発明の実施例は、マルチパスフレームヘッダの検出方法を提供し、図３のように、前記方法は以下のステップを含む。
【００２６】
ステップ１０１において、入力データに対し硬判定処理を行い、受信シーケンスを得る。
【００２７】
図１のように、フレーム同期処理が行われる入力データは、周波数オフセット及び位相オフセットが補正されて補償されたソフトインフォメーションであり、当該入力データには周波数オフセットと位相オフセットの影響がないと理解しても良い。
【００２８】
フレーム同期が行われる入力データには、まず、硬判定処理を行い、即ち入力データのサンプリング点の符号ビットに応じて硬判定を行い、サンプリング点の符号ビットが０である場合、硬判定結果が０であり、サンプリング点の符号ビットが１である場合、硬判定結果が１であり、硬判定結果が前記受信シーケンスを形成する。
【００２９】
ステップ１０２において、受信シーケンスとローカルに予め記憶された各レーン（ｌａｎｅ）に対応するフレームヘッダシーケンスとのスライド相関演算をそれぞれ行い、演算結果を得る。
【００３０】
マルチチャネルデータ伝送におけるｌａｎｅ数は、実際の要求に応じて選択され、例えば、ｌａｎｅ数は４、８又は１６などであっても良い。
【００３１】
本発明の実施例は、各ｌａｎｅに対応し、それに対応するフレームヘッダシーケンスをそれぞれ設定し、これらのフレームヘッダシーケンスは、以下の条件を満たす必要がある。各フレームヘッダシーケンスの自己相関性（ａｕｔｏｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ）が第1の閾値より高く、且つ任意の２つのフレームヘッダシーケンスの間の相互相関性（ｃｒｏｓｓｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ）が第２の閾値より低い。前記第1の閾値と第２の閾値の値は、実際の要求に応じて選択されても良い。
【００３２】
つまり、各ｌａｎｅに対応するフレームヘッダシーケンスは異なり、且つこれらのフレームヘッダシーケンスの自己相関性が高く、相互相関性が低いことを保証する必要がある。
【００３３】
自己相関性は、１つのランダム過程において２つの異なる時点の相関性であり、これに対して、相互相関性は、２つのランダム過程において異なる時点の相関性である。自己相関性は、信号相関程度に対するメトリックであり、つまり、自己相関性は、信号が自身の遅延信号と乗算された結果に対し積分演算を行ったものと見られても良く、自己相関性は信号検出に重要であり、エラーコードが最小である場合の最適な受信基準である。相互相関性は、統計学において２つのランダムベクトルであるＸとＹとの共分散ｃｏｖ（Ｘ、Ｙ）を表すことに用いれ、信号処理分野において、相互相関性は、２つの信号の間の類似性を表すためのメトリックであり、一般的には、既存の信号と比較することで、未知信号における特性を探し、２つの信号の間の時間に対する関数であり、スライドドットプロダクト（ｄｏｔ  ｐｒｏｄｕｃｔ）と呼ぶ場合もあり、つまり、相互相関性は、当該信号が他の信号の遅延信号と乗算された結果に対し積分演算を行ったものと見られても良い。自己相関性が強く相互相関性が低いことは、フレームヘッダシーケンスを選別する必要な条件である。
【００３４】
好ましくは、前記受信シーケンスとローカルに予め記憶された各ｌａｎｅに対応するフレームヘッダシーケンスとのスライド相関演算をそれぞれ行い、演算結果を得ることは、
受信シーケンスとＮ個のｌａｎｅに対応するＮ個のフレームヘッダシーケンスとのスライド排他的論理和（ｅｘｃｌｕｓｉｖｅ  ＯＲ  ａｎｄ  ｓｕｍｍａｔｉｏｎ）の演算をそれぞれ行い、排他的論理和の長さがフレームヘッダシーケンスの長さと同じであり、演算結果がスライド排他的論理和の結果であり、受信シーケンスとＮ個のフレームヘッダシーケンスとのスライド排他的論理和の演算をそれぞれ行い、Ｎ個の演算結果を得ることを含み、ここで、Ｎが1より大きい整数である。
【００３５】
排他的論理和の演算の論理的表現として、同じである場合は０であり、異なる場合は１であり、つまり、受信シーケンスにおけるあるｂｉｔが排他的論理和を行ったフレームヘッダシーケンスにおけるあるｂｉｔと同じである場合、排他的論理和の演算結果が０であり、受信シーケンスにおけるあるｂｉｔが排他的論理和を行ったフレームヘッダシーケンスにおけるあるｂｉｔと異なる場合、排他的論理和の演算結果が１である。このように、スライド排他的論理和の結果は、受信シーケンスが排他的論理和を行ったフレームヘッダシーケンスと不一致な要素数を表すことができる。
【００３６】
ステップ１０３において、演算結果を予め設定された閾値と比較し、閾値判定結果を得る。
【００３７】
具体的には、前記受信シーケンスとｎ個目のフレームヘッダシーケンスとのスライド相関演算の演算結果を予め設定された第一の閾値、第二の閾値とそれぞれ比較し、前記演算結果が第一の閾値以上である場合、前記閾値判定結果として、前記受信シーケンスが前記ｎ個目のフレームヘッダシーケンスと相反転（ｐｈａｓｅ  ｒｅｖｅｒｓａｌ）することであり、前記演算結果が第二の閾値以下である場合、前記閾値判定結果として、前記受信シーケンスが前記ｎ個目のフレームヘッダシーケンスと相反転しないことであり、０＜ｎ＜Ｎであり、ｎが整数である。
【００３８】
ここで、第一の閾値と第二の閾値の値は、実際の要求に応じて設定されても良い。
【００３９】
ステップ１０４において、閾値判定結果に応じて、フレームヘッダ判定とレーン（ｌａｎｅ）判定を行う。
【００４０】
具体的には、前記演算結果が第二の閾値以下である場合、前記受信シーケンスの所在位置がフレームヘッダ位置であることを判定し、且つ対応演算に関与するｎ個目のフレームヘッダシーケンスに対応するｌａｎｅ番号を取得し、そうでない場合、前記受信シーケンスの所在位置がフレームヘッダ位置ではないことを判定する。
【００４１】
なお、本発明の実施例における上記マルチパスフレームヘッダの検出方法は、光通信システムにおけるデータ受信側デバイスに適用されることができる。
【００４２】
本発明の実施例におけるマルチパスフレームヘッダの検出方法に対応し、本発明の実施例はまた、マルチパスフレームヘッダの検出装置を提供し、図４のように、前記装置は、硬判定ユニット１０、スライド相関ユニット２０、閾値判定ユニット３０及びフレームヘッダ判定及びレーン判定ユニット４０を含む。
【００４３】
硬判定ユニット１０は、入力データに対し硬判定処理を行い、受信シーケンスを得るように構成される。
【００４４】
スライド相関ユニット２０は、前記受信シーケンスとローカルに予め記憶されたフレームヘッダシーケンスとのスライド相関演算を行い、演算結果を得るように構成される。
【００４５】
閾値判定ユニット３０は、前記演算結果を予め設定された閾値と比較して、閾値判定結果を得るように構成される。
【００４６】
フレームヘッダ判定及びｌａｎｅ判定ユニット４０は、前記閾値判定結果に応じて、フレームヘッダ判定とレーン判定を行うように構成される。
【００４７】
本発明の実施例において、各レーン（ｌａｎｅ）に対応するフレームヘッダシーケンスをそれぞれ設定し、これらのフレームヘッダシーケンスは、以下の条件を満たす必要がある。各フレームヘッダシーケンスの自己相関性が第1の閾値より高く、且つ任意の２つのフレームヘッダシーケンスの間の相互相関性が第２の閾値より低い。前記第1の閾値と第２の閾値の値は、実際の要求に応じて選択されても良い。つまり、各ｌａｎｅに対応するフレームヘッダシーケンスは異なり、且つこれらのフレームヘッダシーケンスの自己相関性が高く、相互相関性が低いことを保証する必要がある。
【００４８】
マルチチャネルデータ伝送において、ｌａｎｅ数は、実際の要求に応じて選択され、例えば、ｌａｎｅ数は４、８又は１６などであっても良い。
【００４９】
好ましくは、硬判定ユニット１０は、さらに、前記入力データのサンプリング点の符号ビットに応じて硬判定を行い、サンプリング点の符号ビットが０である場合、硬判定結果が０であり、サンプリング点の符号ビットが１である場合、硬判定結果が１であり、硬判定結果が前記受信シーケンスを形成するように構成される。
【００５０】
好ましくは、スライド相関ユニット２０は、さらに、前記受信シーケンスとＮ個のｌａｎｅに対応するＮ個のフレームヘッダシーケンスとのスライド排他的論理和の演算をそれぞれ行い、前記排他的論理和の長さは前記フレームヘッダシーケンスの長さと同じであり、前記演算結果は前記排他的論理和の結果であり、前記受信シーケンスとＮ個のフレームヘッダシーケンスとのスライド排他的論理和の演算をそれぞれ行い、Ｎ個の演算結果を得るように構成され、ここで、Ｎが1より大きい整数である。
【００５１】
排他的論理和の演算の論理的表現として、同じである場合は０であり、異なる場合は１であり、つまり、受信シーケンスにおけるあるｂｉｔが排他的論理和を行ったフレームヘッダシーケンスにおけるあるｂｉｔと同じである場合、排他的論理和の演算結果が０であり、受信シーケンスにおけるあるｂｉｔが排他的論理和を行ったフレームヘッダシーケンスにおけるあるｂｉｔと異なる場合、排他的論理和の演算結果が１である。このように、スライド排他的論理和の結果は、シーケンスが排他的論理和を行ったフレームヘッダシーケンスと不一致な要素数を表すことができる。
【００５２】
好ましくは、閾値判定ユニット３０は、さらに、前記受信シーケンスとｎ個目のフレームヘッダシーケンスとのスライド相関演算の演算結果を予め設定された第一の閾値、第二の閾値とそれぞれ比較し、前記演算結果が第一の閾値以上である場合、前記閾値判定結果として、前記受信シーケンスが前記ｎ個目のフレームヘッダシーケンスと相反転することであり、前記演算結果が第二の閾値以下である場合、前記閾値判定結果として、前記受信シーケンスが前記ｎ個目のフレームヘッダシーケンスと相反転しないことであるように構成され、ここで、０＜ｎ＜Ｎであり、ｎが整数である。
【００５３】
好ましくは、フレームヘッダ判定及びレーン判定ユニット４０は、さらに、前記演算結果が第二の閾値以下である場合、前記受信シーケンスの所在位置がフレームヘッダ位置であると判定し、且つ対応演算に関与するｎ個目のフレームヘッダシーケンスに対応するｌａｎｅ番号を取得するように構成される。
【００５４】
なお、上記の硬判定ユニット１０、スライド相関ユニット２０、閾値判定ユニット３０、フレームヘッダ判定及びチャネルレーン判定ユニット４０は、マルチパスフレームヘッダの検出装置の中央処理装置（ＣＰＵ、Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、マイクロプロセッサ（ＭＰＵ、Ｍｉｃｒｏ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ、Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）又はフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ、Ｆｉｅｌｄ−Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）により実現されることができる。本発明の実施例におけるマルチパスフレームヘッダの検出装置は、光通信システムのデータ受信側デバイスに位置することができ、これに対応して、本発明の実施例はまた、前記マルチパスフレームヘッダの検出装置を含む受信側デバイスを提供する。
【００５５】
本発明の実施例において、受信用のＮ個のコードブロックシーケンスの自己相関性が非常に強く、相互相関性が低いため、検出漏れ及び誤警報の発生を回避し、同期の迅速性と信頼性を向上させる。光通信において２つのノードは通信のためのリンクを迅速に確立することができ、干渉防止能力が強くなり（チャネル環境が相対的に安定である場合、同期後のシステムにおいて非同期の発生確率が低い）、チャネルの周波数オフセット範囲の変動性に関する要件を満たすことで、フレーム同期を実現しやすく、ハードウェアで実現しやすく、同期性能が安定である等利点がある。
【００５６】
以下、４つのｌａｎｅのフレーム同期を例として、本発明の実施例におけるマルチパスフレームヘッダの検出方法及び装置をさらに詳しく説明する。
【００５７】
本実施例において、フレーム同期は、送信側と受信側という２つの部分により実現される。送信側の構成は、図５のように、主に、データパケットモジュール５０、符号化モジュール６０及びフレームヘッダシーケンス挿入モジュール７０を含む。送信側での入力データは、データパケットモジュール５０を経過してデータパケットされた後、４つのｌａｎｅ上に配布され、光伝送データの元データとする。４つのｌａｎｅ上の元データをＸＩ、ＸＱ、ＹＩ及びＹＱと記し、ここで、ＸＩとＸＱは、光伝送の時にＸ偏波状態で伝送され、ＹＩとＹＱは、光伝送の時にＹ偏波状態で伝送される。データの干渉防止能力とエラー修正能力を向上するために、符号化モジュール６０は、データパケット処理されたデータに対し、４つのｌａｎｅ上でデータ符号化をそれぞれ行う。フレームヘッダシーケンス挿入モジュール７０は、符号化されたデータに対し、データフレームフォーマットに応じて、フレームヘッダシーケンスを挿入して、データフレームのフレーミング過程が完了する。フレーミングされたデータは、データ送信の前処理を介して送信側から送信される。
【００５８】
なお、各ｌａｎｅに対応するフレームヘッダシーケンスは異なり、且つこれらのフレームヘッダシーケンスの自己相関性が高く、相互相関性が低いことを保証する。
【００５９】
図６に代表的なデータフレームフォーマットを示す。ここで、ａは入力されたフレームヘッダシーケンスであり、ｂは符号化されたデータフレームの内容である。伝送レートの要求に応じて、４つのｌａｎｅ上でのデータの並列処理の代表値（ｔｙｐｉｃａｌ  ｖａｌｕｅ）が６４であるため、図６において、ａの代表値が６４であり、４つのフレームヘッダの０の数がいずれも３２であり、図７のように、フレームヘッダを挿入した後、０、１のバランスに影響しなく、且つ各ｌａｎｅ上でのフレームヘッダシーケンスが異なり、自己相関性が高く相互相関性が低いことを保証する。
【００６０】
自己相関性は、１つのランダム過程において２つの異なる時点の相関性であり、これに対して、相互相関性は、２つのランダム過程において異なる時点の相関性である。自己相関性は、信号相関程度に対するメトリックであり、つまり、自己相関性は、信号が自身の遅延信号と乗算された結果に対し積分演算を行ったものと見られても良く、自己相関性は信号検出に重要であり、エラーコードが最小である場合の最適な受信基準である。相互相関性は、統計学において２つのランダムベクトルであるＸとＹとの共分散ｃｏｖ（Ｘ、Ｙ）を表すことに用いれ、信号処理分野において、相互相関性は、２つの信号の間の類似性を表すためのメトリックであり、一般的には、既存の信号と比較することで、未知信号における特性を探し、２つの信号の間の時間に対する関数であり、スライドドットプロダクトと呼ぶ場合もあり、つまり、相互相関性は、当該信号がその他信号の遅延信号と乗算された結果に対し積分演算を行ったものと見られても良い。自己相関性が強く相互相関性が低いことは、フレームヘッダシーケンスを選別する必要な条件である。具体的には、図９ａ〜９ｊのように、図における横軸は遅延を示し、縦軸はシーケンスにおいて０、１の同じ値の数を示す。ここで、図９ａは元データＸＩに対応するフレームヘッダシーケンスの自己相関性を示し、図９ｂは元データＸＱに対応するフレームヘッダシーケンスの自己相関性を示し、図９ｃは元データＹＩに対応するフレームヘッダシーケンスの自己相関性を示し、図９ｄは元データＹＱに対応するフレームヘッダシーケンスの自己相関性を示し、図９eは元データＸＩとＸＱのフレームヘッダシーケンスの相互相関性を示し、図９ｆは元データＸＩとＹＩのフレームヘッダシーケンスの相互相関性を示し、図９ｇは元データＸＩとＹＱのフレームヘッダシーケンスの相互相関性を示し、図９ｈは元データＸＱとＹＩのフレームヘッダシーケンスの相互相関性を示し、図９ｉは元データＸＱとＹＱのフレームヘッダシーケンスの相互相関性を示し、図９ｊは元データＹＩとＹＱのフレームヘッダシーケンスの相互相関性を示す。
【００６１】
受信側でのフレーム同期原理は、図８のように、フレーム同期モジュールにおける入力データは、周波数オフセット及び位相オフセット補正されて補償されたソフトインフォメーションであり、当該入力データには周波数オフセットと位相オフセットの影響がないと理解されても良い。フレーム同期の入力データは、まず、硬判定処理を行い、硬判定されたデータが受信シーケンスを構成して、ローカルの４つのｌａｎｅのフレームヘッダシーケンス（送信側で４つのｌａｎｅに挿入されたフレームヘッダシーケンスと同じである）と相関演算をそれぞれ行い、受信シーケンスがローカルの４つのフレームヘッダシーケンスと不一致な要素数を算出し、相関演算を経過して閾値判定を行い、受信シーケンスとフレームヘッダシーケンスとの相関値が予め設定された閾値に達した場合、シーケンスの所在位置がフレームヘッダ位置であると判定し、この相関演算に関与するフレームヘッダシーケンスに対応するｌａｎｅ番号を取得し、そうでない場合、シーケンスの所在位置がフレームヘッダの位置ではないと判定する。受信側における具体的な実現過程は以下の通りである。
【００６２】
１．システムは、起動された後又はリセットされた後、先端の定数モジュラス・アルゴリズム（ＣＭＡ：Ｃｏｎｓｔａｎｔ  Ｍｏｄｕｌｕｓ  Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ）を待ち、細均衡モジュールにより信号を収束して、収束された信号を受信した後、フレーム同期/Ｌａｎｅ同期モジュールが動作し始まり、初期状態はフレーム非同期（ＯＯＦ：Ｏｕｔ  Ｏｆ  Ｆｒａｍｅ）とｌａｎｅ非同期（ＯＯＬ：Ｏｕｔ  Ｏｆ  Ｌａｎｅ）である。
【００６３】
２．まず、入力データに対し硬判定処理を行い、即ち入力データのサンプリング点の符号ビットに応じて、０/１と判定し、硬判定結果がシーケンスを形成する。
【００６４】
３．受信シーケンスと予め記憶された４つのフレームヘッダシーケンス（４つのｌａｎｅに対応する）との排他的論理和の演算をそれぞれ行い、排他的論理和の長さが６４ｂｉｔである。
【００６５】
４．フレーム同期操作を行い、ビットに応じて排他的論理和ウィンドウをスライドして、Ａ≧５２（即ち第一の閾値）又はＡ≦１２（即ち第二の閾値）の位置を探し、Ａ≧５２はデータが相反転することを示し、Ａ≦１２はデータが相反転しないことを示し、Ａが排他的論理和の結果である。
【００６６】
具体的には、ＯＯＦ状態において、フレーム長さの整数倍間隔の位置で相関演算結果が設定された閾値（即ちＡ≦１２）に６回（実際の要求に応じて、回数が他の値に設定されても良い）に達した場合、フレーム同期（ＩＦ：Ｉｎ  Ｆｒａｍｅ）状態に入る。
【００６７】
ＩＦ状態において、連続の６つのフレーム（実際の要求に応じて、回数が他の値に設定されても良い）において同期フレームヘッダを見つけない場合、フレーム非同期（ＯＯＦ状態）にあることを示し、フレームヘッダを再度検索する。
【００６８】
ＯＯＦ状態において、連続の５ｍｓ（実際の要求に応じて、回数が他の値に設定されても良い）においてフレーム同期を完了しない場合、フレーム損失（ＬＯＦ：Ｌｏｓｓ  Ｏｆ  Ｆｒａｍｅ）アラームを報告する。
【００６９】
ＬＯＦアラーム状態において、連続の５ｍｓ（実際の要求に応じて、回数が他の値に設定されても良い）において同期フレームヘッダを見つけた場合、ＩＦ状態に入るとともに、ＬＯＦアラーム状態をクリアする。
【００７０】
５．フレーム同期ＩＦの後、Ｌａｎｅ同期操作を行う。
【００７１】
Ｌａｎｅ番号とＬａｎｅ状態を検出して記録し、ＸとＹ偏波状態を区別する。
【００７２】
現在フレームで繰り返しＬａｎｅ番号（通常の場合、１つの受信シーケンスがＮ個のｌａｎｅに対応するフレームヘッダシーケンスと相関演算を行う場合、その内のたったの１個のｌａｎｅのフレームヘッダシーケンスと受信シーケンスとの相関演算結果が前記設定された閾値に達する）が検出された場合、Ｌａｎｅ非同期をアラームし、現在フレームのデータは、直前のフレームで検出されたＬａｎｅ番号と状態を保持して、直後のモジュール（例えば位相ファジー補償モジュール）に送信する。
【００７３】
現在フレームで検出されたジッタ（ｓｋｅｗ、即ち遅延差）値が[−１２８ＵＩ，＋１２８ＵＩ]を超えた場合、Ｌａｎｅ非同期をアラームし、ここで、ＵＩがユニット間隔（Ｕｎｉｔ  Ｉｎｔｅｒｖａｌ）を示し、ｓｋｅｗ値が[−１２８ＵＩ，＋１２８ＵＩ]を超えた場合、遅延差が大きいことを示し、システムの処理能力を超え、アラームを報告して、チャネルの条件が悪いことを報告する。
【００７４】
本発明の実施例はまた、コンピュータ可読記憶媒体を提供し、前記記憶媒体にはコンピュータ実行可能な命令のセットが含まれ、前記命令は、本発明の上記実施例により提供されたマルチパスフレームヘッダの検出方法を実施するためである。
【００７５】
以上のように、本発明の実施例によれば、光通信において２つのノードは通信のためのリンクを迅速に確立することができ、干渉防止能力が強くなり（チャネル環境が相対的に安定である場合、同期後のシステムにおいて非同期の発生確率が低い）、チャネルの周波数オフセット範囲の変動性に関する要件を満たすことで、フレーム同期を実現しやすく、ハードウェアで実現しやすく、同期性能が安定である等利点がある。
【００７６】
受信用のＮ個のコードブロックシーケンスの自己相関性が非常に強く、相互相関性が低いため、検出漏れ及び誤警報の発生を回避し、同期の迅速性と信頼性を向上させる。コードブロックシーケンスへの差別化処理により、フレームヘッダとｌａｎｅ番号が検出されるとともに、リンクの大きい周波数オフセット値を推定して、大きい周波数オフセットに対する補償が加速されて、システムのリンク確立時間を短縮することができる。ローカルにはＮ個の相関シーケンスが記憶され、Ｎ個の異なるｌａｎｅにそれぞれ対応して、各ｌａｎｅ間の干渉による相関検出への影響を効率的に排除することができる。
【００７７】
当業者であれば、本発明の実施例は、方法、システム又はコンピュータプログラム製品を提供することができると理解される。このため、本発明は、ハードウェアの実施例、ソフトウェアの実施例又はソフトウェアとハードウェア結合された実施例形態を採用することができる。さらに、本発明は、コンピュータ用プログラムコードが含まれる１つ以上のコンピュータ用記憶媒体（磁気記憶デバイス、光データ記憶デバイスを含むが、これらに限定されない）で実施されるコンピュータプログラム製品形態を採用することができる。
【００７８】
本発明は、本発明の実施例における方法、デバイス（システム）及びコンピュータプログラム製品のフローチャート及び／又はブロック図により記述されるものである。コンピュータプログラム命令により、フローチャート及び／又はブロック図のうちの各プロセス及び／又はブロック、フローチャート及び／又はブロック図におけるプロセス及び／又はブロックの結合を実現することができると理解される。これらのコンピュータプログラム命令を汎用コンピュータ、専用コンピュータ、埋込まれた処理機又は他のプログラマブルデータ処理デバイスのプロセッサに提供して１つの機器を生成して、コンピュータ又は他のプログラマブルデータ処理デバイスのプロセッサで命令を実行して、フローチャートにおける１つ以上のプロセス及び／又はブロック図における１つ以上のブロックで指定される機能装置を生成する。
【００７９】
これらのコンピュータプログラム命令は、コンピュータ又は他のプログラマブルデータ処理デバイスを特定形態で動作させるコンピュータ読取可能メモリに記憶されて、当該コンピュータ読取可能メモリに記憶された命令は、命令装置を含む製品を生成する。当該命令装置は、フローチャートにおける１つ以上のプロセス及び／又はブロック図における１つ以上のブロックで指定される機能を実現する。
【００８０】
これらのコンピュータプログラム命令は、コンピュータ又は他のプログラマブルデータ処理デバイスにロードされて、コンピュータ又は他のプログラマブルデバイスは、一連の操作ステップを実行してコンピュータでの処理を実現し、コンピュータは他のプログラマブルデバイスにより実行される命令は、フローチャートにおける１つ以上のプロセス及び／又はブロック図における１つ以上のブロックで指定される機能ステップを実現する。
【００８１】
以上の説明は、本発明の好適な実施形態に過ぎず、本発明を限定するものではない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９ａ】
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【図９ｂ】
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【図９ｃ】
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【図９ｄ】
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【図９ｅ】
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【図９ｆ】
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【図９ｇ】
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【図９ｈ】
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【図９ｉ】
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【図９ｊ】
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