本公开的实施例总体上涉及通信技术，更具体地，涉及光纤通信中解调信号的方法、设备及计算机可读介质。
背景技术
近年来，4电平脉冲幅度调制(pam-4)信号格式已经成为下一代无源光纤网络(ng-pon)和短距离光纤传输系统中的热门研究课题。与不归零(nrz)格式相比，pam-4技术可以提高信道频谱效率，其进一步提高了传输容量。此外，归因于高频谱效率，pam-4信号的色散容忍性能优于nrz信号和双二进制信号。与此同时，通过使用强调制(im)和直接检测(dd)，pam-4的发射器和/或接收器具有简单的结构。然而，pam-4中仍存在一些待解决的问题。
技术实现要素：
总体上，本公开的实施例涉及设备到设备的通信方法以及相应的网络设备和终端设备。
第一方面，本公开的实施例提供了一种解调信号的方法。该方法包括：将基于第一信号和第二信号生成的调制信号分为第一部分和第二部分；解调第一部分以生成第三信号，第三信号包括第一信号的信息；与第三信号相关联地解调第二部分生成第四信号，第四信号包括第二信号的信息。
在第二方面，本公开的实施例提供了一种通信设备。通信设备至少一个处理器；以及与至少一个处理器耦合的存储器，存储器中存储有指令，该指令在被所述至少一个处理器执行时，使得所述通信设备执行动作，动作包括：将基于第一信号和第二信号生成的调制信号分为第一部分和第二部分；解调第一部分以生成第三信号，第三信号包括第一信号的信息；与第三信号相关联地解调第二部分生成第四信号，第四信号包括第二信号的信息。
在第三方面，本公开的实施例提供了一种计算机可读介质。该计算机可读介质上存储有指令，当指令被机器的处理器执行时，使得机器实现：将基于第一信号和第二信号生成的调制信号分为第一部分和第二部分；解调第一部分以生成第三信号，第三信号包括第一信号的信息；与第三信号相关联地解调第二部分生成第四信号，第四信号包括第二信号的信息。
应当理解，发明内容部分中所描述的内容并非旨在限定本公开实施例的关键或重要特征，亦非用于限制本公开的范围。本公开的其它特征将通过以下的描述变得容易理解。
附图说明
结合附图并参考以下详细说明，本公开各实施例的上述和其他特征、优点及方面将变得更加明显，其中：
图1示出了本公开的实施例可以在其中实施的示例通信系统；
图2示出了现有技术中用于解调pam-4信号的一个示例；
图3示出了根据本公开的实施例的某些信号处理的示意图；
图4示出了根据本公开的某些实施例的解调方法的流程图；
图5示出了根据本公开的某些实施例的设备的框图；
图6示出了根据本公开的某些实施例的装置的框图；
图7示出了根据本公开的某些实施例的仿真图；以及
图8示出了根据本公开的某些实施例的结果图。
在所有附图中，相同或相似参考数字表示相同或相似元素。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的实施例。虽然附图中显示了本公开的某些实施例，然而应当理解的是，本公开可以通过各种形式来实现，而且不应该被解释为限于这里阐述的实施例，相反提供这些实施例是为了更加透彻和完整地理解本公开。应当理解的是，本公开的附图及实施例仅用于示例性作用，并非用于限制本公开的保护范围。
在此使用的术语“通信设备”是指在基站或者通信网络中具有特定功能的其他实体或节点。“基站”(bs)可以表示节点b(nodeb或者nb)、演进节点b(enodeb或者enb)、远程无线电单元(rru)、射频头(rh)、远程无线电头端(rrh)、中继器、或者诸如微微基站、毫微微基站等的低功率节点等等。在本公开的上下文中，为讨论方便之目的，术语“通信设备”和“基站”可以互换使用，并且可能主要以enb作为网络设备的示例。
在此使用的术语“终端设备”或“用户设备”(ue)是指能够与基站之间或者彼此之间进行无线通信的任何终端设备。作为示例，终端设备可以包括移动终端(mt)、订户台(ss)、便携式订户台(pss)、移动台(ms)或者接入终端(at)，以及车载的上述设备。在本公开的上下文中，为讨论方便之目的，术语“终端设备”和“用户设备”可以互换使用。
在此使用的术语“包括”及其变形是开放性包括，即“包括但不限于”。术语“基于”是“至少部分地基于”。术语“某些实施例”表示“至少某些实施例”；术语“另一实施例”表示“至少一个另外的实施例”。其他术语的相关定义将在下文描述中给出。
如前所述，pam-4技术已经成为光纤通信领域的热门课题。为了在ng-pon中应用pam-4信号以及进一步减少成本，仍存在一些亟待解决的问题。例如，现有的pam-4信号的解调方案可以分为两类。一类是使用三个阈值判定电路来解调pam-4信号。通过这样的方案，pam-4信号可以被直接地变换到不同的级别。然而，如果pam-4信号具有非常高的波特率，则实现该电路的模拟电路将会非常困难且成本很高。另一方案是基于模拟数字转换器(adc)。通过使用adc，接收到的pam-4信号可以被抽样并且利用线上或线下数字信号处理技术，pam-4信号可以被转换到不同的级别。但是，高性能的adc的成本过高。基于上述原因，需要具有成本效益的高性能的pam-4的解调方案，并且其可以大规模地应用在ng-pon和短距离光纤传输中。
为了至少部分地解决这些以及其它潜在问题，本公开的实施例提供了一种解调方法。根据本公开的实施例，可以实现简化的具有成本效益的pam-4的解调方法。该pam-4解调可以基于单个的阈值来确定。
与现有技术相比，本公开的实施例至少具有以下优点：通过仅使用一个判定阈值，pam-4信号可以被解调。在不使用复杂的多级别阈值限幅器的情况下，普通的数字二进制cdr和无源设备元件可以被用于解调pam-4信号，其减少了成本。与使用adc的线下解调相比，本公开的实施例支持线上pam-4信号的解调以保证实时服务。本公开的实施例具有比特交织结构，其可以将调制的pam-4信号解调为最高有效位信号msb和最低有效位信号lsb信号以区分用户组。此外，本公开的实施例与普通的差分输出光检测器pd兼容，其进一步减少了成本。
图1示出了本公开的实施例可以在其中实施的示例通信网络100。通信网络100可以包括发送设备102、光纤104和接收设备106。应理解，尽管图中未示出，通信系统100中还可以包括中继器、光纤连接器、耦合器等无源器件等的其他设备。应理解，图1所示的发射器、接收器以及光纤的数目仅仅是出于说明之目的而无意于限制。网络100可以包括任意适当数目的发送设备、接收设备以及光纤。
网络100中的通信可以根据任何适当的通信协议来实施，包括但不限于，第一代(1g)、第二代(2g)、第三代(3g)、第四代(4g)和第五代(5g)等蜂窝通信协议、诸如电气与电子工程师协会(ieee)802.11等的无线局域网通信协议、和/或目前已知或者将来开发的任何其他协议。而且，该通信使用任意适当无线通信技术和光纤通信，包括但不限于，码分多址(cdma)、频分多址(fdma)、时分多址(tdma)、频分双工(fdd)、时分双工(tdd)、多输入多输出(mimo)、正交频分多址(ofdm)、和/或目前已知或者将来开发的任何其他技术。
图2示出了现有技术用于解调pam-4信号的一个示例200。如图所示，接收器106接收到pam-4信号202。信号202被划分230为两组(第一用户组和第二用户组)。第一用户组的信号204经由时钟数据恢复而生成250最高有效位(msb)信号208。第二用户组的信号206生成270最低有效位(lsb)信号210。在信号206生成信号210的过程中需要经由两个电压阈值的判断然后进行相加操作。然而，在现有的技术中，具有两个电压阈值的限幅器的结构比单一阈值的限幅器结构复杂，且成本较高。此外，生成信号210过程中的相加操作需要高速逻辑和电路，其增加了系统的成本。因此，需要一种结构简单且成本较低的解调pam-4信号的方法。
图3示出了根据本公开的某些实施例的信号处理300的示意图。图3所示的信号处理可以在接收设备106处实现。应理解，图3中示出的处理300的示意图仅为示例性的而非限制性的。如图3所示，信号302是调制信号。例如，信号302可以是pam-4格式的调制信号。尽管未示出，信号302是基于两个信号(称为“第一信号”和第二信号)调制形成的。尽管未示出，在某些实施例中，信号302可以由光检测器(pd)(未示出)来检测。仅作为示例，第一信号的幅度可以是“2、-2、-2、2、-2、2、2、-2”，第二信号的幅度可以是“-1、1、-1、1、-1、-1、1、-1”，信号302的幅度可以是“1、-1、-3、3、-3、1、3、-3”。
调制信号302被分为330第一部分304和第二部分306。在某些实施例中，第一部分304和第二部分306具有预先确定的功率比。例如，在某些实施例中预先确定的功率比可以是1。即，第一部分和第二部分具有相同的功率。
第一部分304被解调340以生成第三信号308。第三信号308包括第一信号的信息。例如，第三信号308可以具有与第一信号相同的信号序列，但是不同的幅度。在解调340的过程中，可以仅使用一个阈值(例如，零阈值)来解调第一部分304。
在某些实施例中，基于预先确定的阈值，时钟数据恢复第一部分304以生成第三信号308。例如，时钟数据恢复(cdr)可以用于时钟数据恢复第一部分304以生成第三信号308。在某些实施例中，在解调过程中，第一部分304的幅度可以被放大。
在某些实施例中，第三信号308被分为350第三部分310和第四部分312，第三部分310和第四部分312具有相同的功率。仅作为示例，当第一信号的幅度可以是“2、-2、-2、2、-2、2、2、-2”时，第三部分310和第四部分312的幅度可以是“2、-2、-2、2、-2、2、2、-2”。在某些实施例中，光分离器可以被用于将第三信号308分为第三部分310和第四部分312。
第二部分306与第三信号308相关联地被解调以生成第四信号316。第四信号316包括第二信号的信息。在某些实施例中，第二部分306被放大360。在某些实施例中，经放大的第二部分314与第三部分310和第四部分312中的任意一个进行差分处理370以生成第四信号316。在某些实施例中，经放大的第二部分314与第三部分310和第四部分312具有预先确定的功率比。例如，功率比可以为1.5。应理解，上述功率比仅为示例性的。本领域技术人员可以设置以及调整以得到所需的功率比。仅作为示例，图3中示出经放大的第二部分314与第四部分312进行差分处理370。
仅作为示例，经放大的第二部分314的幅度可以是“1、-1、-3、3、-3、1、3、-3”，第四部分312的幅度可以是“2、-2、-2、2、-2、2、2、-2”，经差分处理所生成的第四信号316的幅度可以是“-1、1、-1、1、-1、-1、1、-1”。
在某些实施例中。无源巴伦(balun)转换器(未示出)可以被用于生成第四信号316。巴伦转换器被用作减法器。具体地，经放大的第二部分314被发送到巴伦转换器的正输入端口，第四部312被发送到巴伦转换器的负输入端口。巴伦转换器的输出端口输出第四信号316。应理解，还可以使用其他元件来进行差分处理。例如，可以使用普通的差分输出pd来进行差分操作。在这样的情况下，第一部分304和第二部分306的放大倍数可以被调整以用于后续差分操作。
图4是根据本公开的某些实施例的方法400的流程图。图4所示的方法400可以在图1中的接收器106处实现。
在402，基于第一信号和第二信号生成的调制信号302被分为第一部分304和第二部分306。在某些实施例中，第一部分304和第二部分306具有预先确定的功率比。例如，在某些实施例中预先确定的功率比可以是1。即，第一部分和第二部分具有相同的功率。
在404，第一部分304被解调以生成第三信号308。第三信号308包括第一信号的信息。例如，第三信号308可以具有与第一信号相同的信号序列，但是不同的幅度。在解调340的过程中，可以仅使用一个阈值(例如，零阈值)来解调第一部分304。
在某些实施例中，基于预先确定的阈值，时钟数据恢复第一部分304以生成第三信号308。例如，时钟数据恢复(cdr)可以用于时钟数据恢复第一部分304以生成第三信号308。在某些实施例中，在解调过程中，第一部分304的幅度可以被放大。在某些实施例中，第三信号308被分为350第三部分310和第四部分312，第三部分310和第四部分312具有相同的功率。在某些实施例中，光分离器可以被用于将第三信号308分为第三部分310和第四部分312。
在406，第二部分306被与第三信号308相关联地解调来生成第四信号316。第四信号包括第二信号的信息。在某些实施例中，第二部分306被放大，经放大的第二部分314与第三部分310和第四部分312中的任意一个进行差分处理以生成第四信号316。在某些实施例中，经放大的第二部分314与第三部分310和第四部分312具有预先确定的功率比。例如，功率比可以为1.5。应理解，上述功率比仅为示例性的。本领域技术人员可以设置以及调整以得到所需的功率比。仅作为示例，
图5是可以实现根据本公开的实施例的设备500的框图。如图5所示，设备500包括一个或多个处理器510，被耦合至处理器510的一个或多个存储器520，被耦合至处理器510的一个或多个发射器和/或接收器540
处理器510可以是适用于本地技术环境的任何合适的类型，作为非限制性示例，处理器510可以包括但不限于一个或多个通用计算机、专用计算机、微处理器、数字信号处理器以及基于多核处理器架构的处理器。设备500可以具有多个处理器，诸如专用集成电路芯片，其在时间上与主处理器同步。
存储器520可以是适用于本地技术环境的任何合适的类型，并且可以利用任何合适的数据存储技术来实现，包括但不限于非暂时性计算机可读介质、基于半导体的存储器件、磁存储器件和系统、光存储器件和系统。
存储器520存储至少部分的指令430。发射器/接收器540可以适用于双向通信。发射器/接收器540具有至少一个天线以便通信，发射器/接收器540可以支持光纤通信，但在实践中，本公开提及的接入节点可能有几个。通信接口可以表示任何用于与其他网络元件通信的所必要的接口。
指令530被假定为包括程序指令，当由相关联的处理器510执行时，使设备500根据在本公开中参照图3和图4所描述的实施例来操作。即，本公开的实施例可以由计算机软件执行由设备500的处理器510实现，或者由硬件，或由软件和硬件的组合。
图6示出了根据本公开的某些实施例的装置600的框图。可以理解，装置600可以实现在图1所示的接收设备106处。如图6所示，装置600可以包括：第一分离单元610，被配置为将基于第一信号和第二信号生成的调制信号分为第一部分和第二部分；第一解调单元630，被配置为解调第一部分以生成第三信号，第三信号包括第一信号的信息；第二解调单元，被配置为与第三信号相关联地解调第二部分生成第四信号，第四信号包括第二信号的信息。
在某些实施例中，第一分离单元610还被配置为：将调制信号分为第一部分和第二部分使得第一部分和第二部分具有预先确定的功率比。
在某些实施例中，第一解调单元630还被配置为：基于预先确定的阈值，时钟数据恢复第一部分以生成第三信号。在某些实施例中，第一解调单元630还被配置为基于预先确定的第一放大参数，放大经时钟数据恢复的第一部分以生成第三信号。
在某些实施例中，装置600还包括第二分离单元670，被配置为将第三信号分为第三部分和第四部分，使得第三部分和第四部分具有相同的功率。在某些实施例中，第二解调单元650还被配置为放大第二部分以及将经放大的第二部分与第三部分和第四部分之一进行差分处理，以生成第四信号。在某些实施例中，第二解调单元650还被配置为放大第二部分使得经放大的第二部分与第三部分和第四部分具有预先确定的功率比。
应当理解，装置600中记载的每个单元分别与参考图3至图4描述的处理300和方法400中的每个动作相对应。因此，上文结合图3至图4描述的操作和特征同样适用于装置600及其中包含的单元，并且具有同样的效果，具体细节不再赘述。
装置600中所包括的单元可以利用各种方式来实现，包括软件、硬件、固件或其任意组合。在某些实施例中，一个或多个单元可以使用软件和/或固件来实现，例如存储在存储介质上的机器可执行指令。除了机器可执行指令之外或者作为替代，装置600中的部分或者全部单元可以至少部分地由一个或多个硬件逻辑组件来实现。作为示例而非限制，可以使用的示范类型的硬件逻辑组件包括现场可编程门阵列(fpga)、专用集成电路(asic)、专用标准品(assp)、片上系统(soc)、复杂可编程逻辑器件(cpld)，等等。
图6中所示的这些单元可以部分或者全部地实现为硬件模块、软件模块、固件模块或者其任意组合。特别地，在某些实施例中，上文描述的流程、方法或过程可以由网络设备中的硬件来实现。例如，网络设备可以利用其发射器、接收器、收发器和/或处理器或控制器来实现图3所示的处理300和图4所示的方法400。、
图7示出了解调pam-4信号的仿真图以及图8示出了根据本公开的某些实施例的结果图。从图7和图8所示的结果可以看出，本公开的实施例可以有效地解调pam-4信号。
一般而言，本公开的各种示例实施例可以在硬件或专用电路、软件、逻辑，或其任何组合中实施。某些方面可以在硬件中实施，而其他方面可以在可以由控制器、微处理器或其他计算设备执行的固件或软件中实施。当本公开的实施例的各方面被图示或描述为框图、流程图或使用某些其他图形表示时，将理解此处描述的方框、装置、系统、技术或方法可以作为非限制性的示例在硬件、软件、固件、专用电路或逻辑、通用硬件或控制器或其他计算设备，或其某些组合中实施。
作为示例，本公开的实施例可以在机器可执行指令的上下文中被描述，机器可执行指令诸如包括在目标的真实或者虚拟处理器上的器件中执行的程序模块中。一般而言，程序模块包括例程、程序、库、对象、类、组件、数据结构等，其执行特定的任务或者实现特定的抽象数据结构。在各实施例中，程序模块的功能可以在所描述的程序模块之间合并或者分割。用于程序模块的机器可执行指令可以在本地或者分布式设备内执行。在分布式设备中，程序模块可以位于本地和远程存储介质二者中。
用于实现本公开的方法的计算机程序代码可以用一种或多种编程语言编写。这些计算机程序代码可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程的数据处理装置的处理器，使得程序代码在被计算机或其他可编程的数据处理装置执行的时候，引起在流程图和/或框图中规定的功能/操作被实施。程序代码可以完全在计算机上、部分在计算机上、作为独立的软件包、部分在计算机上且部分在远程计算机上或完全在远程计算机或服务器上执行。
在本公开的上下文中，机器可读介质可以是包含或存储用于或有关于指令执行系统、装置或设备的程序的任何有形介质。机器可读介质可以是机器可读信号介质或机器可读存储介质。机器可读介质可以包括但不限于电子的、磁的、光学的、电磁的、红外的或半导体系统、装置或设备，或其任意合适的组合。机器可读存储介质的更详细示例包括带有一根或多根导线的电气连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存储存取器(ram)、只读存储器(rom)、可擦除可编程只读存储器(eprom或闪存)、光存储设备、磁存储设备，或其任意合适的组合。
另外，尽管操作以特定顺序被描绘，但这并不应该理解为要求此类操作以示出的特定顺序或以相继顺序完成，或者执行所有图示的操作以获取期望结果。在某些情况下，多任务或并行处理会是有益的。同样地，尽管上述讨论包含了某些特定的实施细节，但这并不应解释为限制任何发明或权利要求的范围，而应解释为对可以针对特定发明的特定实施例的描述。本说明书中在分开的实施例的上下文中描述的某些特征也可以整合实施在单个实施例中。反之，在单个实施例的上下文中描述的各种特征也可以分离地在多个实施例或在任意合适的子组合中实施。
尽管已经以特定于结构特征和/或方法动作的语言描述了主题，但是应当理解，所附权利要求中限定的主题并不限于上文描述的特定特征或动作。相反，上文描述的特定特征和动作是作为实现权利要求的示例形式而被公开的。