。
[0031]另外，本发明在万兆网络的协议层面实现通信，将同步信息和调度信息与入站数字基带信号融为一体，使用万兆光纤传输信号，简化接线网络，线路出错率低，提高系统可靠性和可扩展性。
[0032]本发明信号捕获单元使用集群调度策略为信号处理单元分配数据处理任务，信号处理单元集同时工作，任务量均衡，且彼此可替代;可根据实际应用情况增减信号处理单元个数，不必修改系统配置，实现热插拔，可扩展性好。
【附图说明】
[0033]图1传统模拟信号分配的信号捕获与处理系统结构图；
[0034]图2本发明的信号捕获与处理系统结构图；
[0035]图3本发明系统功能模块图；
[0036]图4IP数据包格式示意图；
[0037]图5信号捕获单元数据处理流程图；
[0038]图6信号处理单元数据处理流程图；
[0039]图7数据处理通道分配示意图。
【具体实施方式】
[0040]以下结合附图对本发明的具体实施例进行详细描述，但不构成对本发明的限制。
[0041]本发明一种基于高速光交换的大容量入站信号捕获与处理系统，如图2所示，所述系统包括信号采集单元、万兆交换机、信号捕获单元以及多个信号处理单元组成的信号处理单元集。所述信号采集单元用于采集入站信号，并对采集信号进行数字下变频、滤波处理后，得到数字基带信号;所述万兆交换机用于在信号采集单元、信号捕获单元和信号处理单元集之间实现信号光交换;所述信号捕获单元用于实现数字基带信号同步头捕获以得到用户同步信息，并按照集群调度策略给信号处理单元分配处理任务;所述信号处理单元用于实现数字基带信号的精跟、解调和译码，且每个信号处理单元具有多个数据处理通道，可同时处理多路入站信号。
[0042]本发明的系统功能模块组成如图3所示，本发明一种基于高速光交换的大容量入站信号捕获与处理方法的具体实施过程如下:
[0043]信号采集单元对入站模拟信号进行采集、数字下变频和滤波处理得到数字基带信号后，将数字基带信号按IP数据包格式进行打包，放到IP数据包的采样数据段内。所述IP数据包格式如图4所示，首先是64字节IP包头，包含目的地址和源地址，以及IP包编号和打包时间戳，紧挨着包头的预留区用于存放信号捕获单元分配的信号处理单元号，信号处理单元号预留区后面是用于存放捕获的用户同步信息的预留区，然后是存放数字基带信号的采样数据段，最后是2字节的CRC检验值，除64字节包头和2字节CRC校验值外，其他区域尺寸根据系统需求灵活规划。打包好的IP数据包经过万兆交换机传输到信号捕获单元，如图3所示信号捕获单元包括数据缓存模块、捕获模块、信处单元分配器模块、数据组帧模块和IP打包模块。IP数据包之间通过包头中的IP包编号进行区分，进入信号捕获单元后，每个IP数据包被复制成两路，分别进入数据缓存模块和捕获模块。
[0044]IP数据包进入信号捕获单元的捕获模块后，如图5所示，捕获模块首先提取各IP数据包的采样数据段，然后按接收IP数据包的先后顺序对各采样数据段进行拼接，恢复成采样数据流的形式。然后对采样数据流作相关运算，所述相关运算是指用本地扩频码与采样数据流按位作同或运算后，将每位的运算结果相加得到相关峰值的过程，若相关峰值大于或等于预设的阈值时，就判定为捕获到入站用户同步头，并将此次相关运算的起始位作为用户同步头起始位。
[0045]由于每个IP数据包中的采样数据段内包含N个采样点，假设从第L个采样点开始作相关运算时得到大于或等于阈值的相关峰值，即捕获到用户同步头，那么将同步头中包含的用户同步信息保存下来。所述用户同步信息是指捕获用户的伪码时延值和多普勒值。每次相关运算以采样数据段中的一个采样点为起始点，完成后移动到下一个采样点作为运算起始点，依次类推，当遍历一个IP数据包采样数据段内的所有采样点后，捕获模块把在此IP数据包的采样数据段内捕获的用户个数和各用户的同步信息按IP数据包中为其预留的字节区格式排列，送到数据组帧模块中。所述预留字节区的格式可根据系统需要自行设计，在此不作约束。
[0046]在一个IP数据包的采样数据段内捕获用户的最大个数由扩频码的自相关特性决定，所述扩频码是指在用户发送信息前，对信息数据进行调制编码时使用的扩频码，对数据解调时使用相同的扩频码。设系统所用扩频码速率为每秒X个码片，进行信号采集时的数据采样率为每秒f次，为正确的还原数字信号，数据采样率f应大于码率X，则一个码片需要用f/x个采样点来表示。假设所用扩频码需要间隔至少a个码片才能彼此区分开来，则在一个包含T个采样点的采样数据段中，最多能捕获用户的个数为[T/(aXf/x+l)]或[T/(aXf/x+1)] + 1个，根据此最大用户个数可制定IP数据包中为用户同步信息预留字节空间的格式和大小。若在同一个IP数据包的采样数据段内捕获的用户个数没达到最大，则同样按IP数据包中预留字节格式对在此IP数据包的采样数据段内捕获到的用户个数和各用户的同步信息进行排列，没有填满的部分保持不变;若没有捕获到用户，则整个预留字节保持不变。
[0047]捕获模块将在每个IP包采样数据段中捕获的用户个数和同步信息送入数据组帧模块，同时数据缓存模块也将缓存的原始IP包数据送入数据组帧模块。组帧模块首先将捕获模块送来的在一个IP数据包的采样数据段中捕获到的用户个数和用户同步信息放入对应编号的IP数据包预留字节内。然后识别捕获的用户个数，若大于0，则向信处单元分配器申请用于处理该包数据的信号处理单元号，若为O则不申请信号处理单元号而直接送入IP打包模块。
[0048]信处单元分配器接收到数据组帧模块发送的分配信号处理单元号申请后，按照“轮询调度”原则从先进先出的信号处理单元堆栈中取出最早放入的信号处理单元号。首先判断该信号处理单元实时反馈给信号捕获单元的的工作状态，若为故障则将其从堆栈中去除，当其从故障转为正常后，再将其重新压入堆栈中；若为正常则进一步判断该信号处理单元的数据处理通道占用情况即忙/闲状态的反馈信息。所述信号处理单元堆栈是指在信号捕获单元中开辟的一段存储空间，用于存放当前工作状态正常的信号处理单元号，按照“轮询调度”原则进行管理调度。
[0049]每个信号处理单元都具有多个数据处理通道，每个数据处理通道功能完全相同，均用于实现用户数据的精跟、解扩和译码处理，多个数据处理通道可并行处理多个用户数据。
[0050]若该信号处理单元空闲的数据处理通道个数小于“忙状态”阈值时，该信号处理单元反馈“忙”状态给信号捕获单元，表明自己当前的数据处理通道占用率过高，则信号捕获单元的信处单元分配器模块就将此信号处理单元号重新推入堆栈尾部，然后再取出堆栈中下一个信号处理单元号进行判断。直到找到一个工作状态正常，而且剩余数据处理通道个数大于“忙”状态阈值的信号处理单元，将此信号处理单元号放入IP数据包为其预留的字节空间内。若某一时段入站用户剧增，堆栈循环一周仍未有合适的信号处理单元，则不分配给该IP数据包有效的信号处理单元号。
[0051]数据组帧模块输出的IP数据包送入IP打包模块中，IP打包模块保留IP包头中包含的原始时间等信息，只将其中的目的IP地址修改为信号处理单元集的组播IP地址，然后重新计算更新CRC校验值后，将新的IP数据包发送到万兆交换机，至此信号捕获单元的工作结束。
[0052]新的IP数据包经万兆交换机组播至信号处理单元集。如图6所示，信号处理单元收到IP数据包后，首先由IP解包模块对IP数据包进行解包，去除IP包头和CRC校验字节，然后将剩余部分送入数据流重组模块。
[0053]数据流重组模块将信号处理单元号、用户同步信息和采样数据段拆分开，分别与其他IP数据包携带来的同类信息数据进行衔接，恢复成信号处理单元号数据流、用户同步信息数据流和采样数据流三种数据流的的形式，送到数据处理模块。
[0054]数据处理模块用于实现入站用户数据的精跟、解扩和译码处理，最终还原用户初始信息。信号处理单元号、用户同步信息和采样数据三类数据流进入数据处理模块后，数据处理模块首先判断信号处理单元号与自己是否匹配，匹配则读取对应IP数据包分离出的用户同步信息，并从中得到被捕获用户