一种多路并行数据信号的对齐方法及系统与流程

本发明涉及多路并行信号的接收领域，具体涉及一种多路并行数据信号的对齐方法及系统。

背景技术：

在光通信及无线通信系统中，经常会实时接收处理多路并行模拟信号，例如QPSK(Quadrature Phase Shift Keyin，正交相移键控)信号的I路和Q路。多路并行模拟信号一般通过多个高速ADC(Analog Digital Converter，模-数转器)芯片转化为多路并行的数字信号，再使用高速收发设备来接收并行的数字信号并对其进行处理，高速收发设备例如FPGA(Field Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)和ASIC(Application Specific Integrated Circuit，专用集成电路)芯片等。

但是，从ADC到FPGA或ASIC时，可能因电路布线延时或者高速收发通道的内部结构不稳定，而使得各路数据难以同步，各路数据之间前后错位N(N为正整数)个数据码元的现象，进而导致接收端数据解调错误。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的缺陷，本发明解决的技术问题为：自动对齐码元错位的多路并行数据。本发明能够简单而准确的对齐各路并行数据，避免接收端数据解调错误，非常便于人们使用，适于推广。

为达到以上目的，本发明提供的多路并行数据信号的对齐方法，包括以下步骤：

S1：生成与需要对齐的多路并行模拟信号的码元周期相同的测试模拟信号，将测试模拟信号分为2路，分别对2路测试模拟信号进行模数转换后，得到2路测试数字信号：测试数字信号1和测试数字信号2，转到S2；

S2：分别在2路测试数字信号中，同步获取N个码元周期长度的序列：I(n)和Q(n)，N＞2M，M为定义的最大码元周期数，I(n)与测试数字信号1对应，Q(n)与测试数字信号2对应；

将Q(n)循环移位k₁位后，得到k₁的取值范围为1至N，根据和I(n)计算得到第一相关值SUM1(k₁)，计算公式为：

将I(n)循环移位k₂位后，得到k₂的取值范围为1至N，根据和Q(n)计算得到第二相关值SUM2(k₂)，计算公式为：

确定与SUM1(k₁)绝对值的峰值对应的k₁值k_1x，确定与SUM2(k₂绝对值的峰值对应的k₂值k_2x；将k_1x与k_2x进行比较：

若k_1x＞k_2x，将测试数字信号1的调整参数1设置为：对数字信号位移k_2x个码元周期，将测试数字信号2的调整参数2设置为：对数字信号位移0个码元周期；

若k_1x＜k_2x，将测试数字信号1的调整参数1设置为：对数字信号位移0个码元周期，将测试数字信号2的调整参数2设置为：对数字信号位移k_1x个码元周期，转到S3；

S3：按照S1的方式将2路并行模拟信号经模数转换为并行数字信号：并行数字信号1和并行数字信号2，并行数字信号1的传输路径与测试数字信号1相同，并行数字信号2的传输路径与测试数字信号2相同；按照S3中的调整参数1，对并行数字信号1的码元周期进行调整，按照S3中的调整参数2，对并行数字信号2的码元周期进行调整。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

参见S1至S3可知，本发明通过自主研制的并行数据信号对齐算法，能够自动计算得出多路并行数据信号的调整参数，多路并行数据信号经模数转换和高速收发设备后，根据调整参数进行调整，即可简单而准确的对齐各路并行数据。因此，与现有技术中经模数转换和高速收发设备传输后，难以同步的各路并行数据相比，本发明能够自动对齐各路并行数据，进而避免了接收端数据解调错误，非常便于人们使用，适于推广。

附图说明

图1为本发明实施例中多路并行数据信号的对齐方法的流程图。

图2为本发明实施例中多路并行数据信号的对齐系统的信号传输流程图。

具体实施方式

以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。

参见图1所示，本发明实施例中的多路并行数据信号的对齐方法，包括以下步骤：

S1：生成与需要对齐的多路并行模拟信号(本实施例对齐2路并行数据信号)的码元周期相同的测试模拟信号，测试模拟信号优选为PRBS(Pseudo-Random Binary Sequence，伪随机二进制序列)信号；将测试模拟信号分为2路，分别对2路测试模拟信号进行模数转换后，得到2路测试数字信号：测试数字信号1和测试数字信号2，转到S2。

S2：分别在2路测试数字信号中，同步获取N个码元周期长度的序列：I(n)和Q(n)，N＞2M，M为定义的最大码元周期数，I(n)与测试数字信号1对应，Q(n)与测试数字信号2对应。

将Q(n)循环移位k₁位后，得到k₁的取值范围为1～N，根据和I(n)计算得到第一相关值SUM1(k₁)，计算公式为：

将I(n)循环移位k₂位后，得到k₂的取值范围为1～N，根据和Q(n)计算得到第二相关值SUM2(k₂)，计算公式为：

确定与SUM1(k₁)绝对值的峰值对应的k₁值k_1x，确定与SUM2(k₂绝对值的峰值对应的k₂值k_2x；将k_1x与k_2x进行比较：

若k_1x＞k_2x，将测试数字信号1的调整参数1设置为：对数字信号位移k_2x个码元周期，将测试数字信号2的调整参数2设置为：对数字信号位移0个码元周期；

若k_1x＜k_2x，将测试数字信号1的调整参数1设置为：对数字信号位移0个码元周期，将测试数字信号2的调整参数2设置为：对数字信号位移k_1x个码元周期，转到S3。

S3：按照S1的方式将2路并行模拟信号经模数转换为并行数字信号：并行数字信号1和并行数字信号2，并行数字信号1的传输路径与测试数字信号1相同，并行数字信号2的传输路径与测试数字信号2相同；按照S3中的调整参数1，对并行数字信号1的码元周期进行调整(即将并行数字信号1位移k_2x或0个码元周期)，按照S3中的调整参数2，对并行数字信号2的码元周期进行调整(即将并行数字信号2位移0或k_1x个码元周期)。

参见图2所示，本发明实施例中的实现上述方法的多路并行数据信号的对齐系统，包括测试信号生成模块、高速发送通道、对齐计算模块、数据处理模块和2套信号对齐组件。

2套信号对齐组件中，1套信号对齐组件包括顺次相连的数据选择器1、ADC1、高速接收通道1和移位模块1，另1套信号对齐组件包括顺次相连的数据选择器2、ADC2、高速接收通道2和移位模块2；数据选择器1至ADC1的传输路径，与数据选择器2至ADC2的传输路径等长；ADC1至高速接收通道1的传输路径，与ADC2至高速接收通道2的传输路径等长。

测试信号生成模块通过高速发送通道，分别与数据选择器1、数据选择器2相连；高速发送通道至数据选择器1的传输路径，与高速发送通道至数据选择器2的传输路径等长。对齐计算模块分别与移位模块1、移位模块2相连，移位模块1、移位模块2均与数据处理模块相连。

测试信号生成模块用于：生成与需要对齐的多路并行模拟信号的码元周期相同的测试模拟信号(PRBS信号)后，将测试模拟信号传输至高速发送通道。

高速发送通道用于：将测试模拟信号分为两路，将两路测试模拟分别传输至数据选择器1和数据选择器2。

数据选择器1用于：接收并行模拟信号1和测试模拟信号，根据测试使能信号的控制，发送并行模拟信号1或测试模拟信号至ADC1。

数据选择器2用于：接收并行模拟信号2和测试信号，根据测试使能信号的控制，发送并行模拟信号2或测试信号至ADC2。

ADC1用于：接收并行模拟信号1时，将并行模拟信号1模数转换为并行数字信号1后，传输至移位模块1；接收测试模拟信号1时，将测试模拟信号1模数转换为测试数字信号1后，传输至移位模块1。

ADC2用于：接收并行模拟信号2时，将并行模拟信号2模数转换为并行数字信号2后，传输至移位模块2；接收测试模拟信号2时，将测试模拟信号2模数转换为测试数字信号2后，传输至移位模块2。

移位模块1用于：接收测试数字信号1后，向对齐计算模块发送计算信号1，等待对齐计算模块返回调整参数1；接收并行数字信号1时，根据调整参数1对并行数字信号1的码元周期进行调整后，传输至数据处理模块。

移位模块2用于：接收测试数字信号2后，向对齐计算模块发送计算信号2，等待对齐计算模块返回调整参数2；接收并行数字信号2时，根据调整参数2对并行数字信号2的码元周期进行调整后，传输至数据处理模块。

对齐计算模块用于：收到计算信号1和计算信号2后，分别在测试数字信号1和测试数字信号2中，同步获取N个码元周期长度的序列：I(n)和Q(n)，N＞2M，M为移位模块所能移位的最大码元周期数，I(n)与测试数字信号1对应，Q(n)与测试数字信号2对应。

将Q(n)循环移位k₁位后，得到k₁的取值范围为1～N，根据和I(n)计算得到第一相关值SUM1(k₁)，计算公式为：

将I(n)循环移位k₂位后，得到k₂的取值范围为1～N，根据和Q(n)计算得到第二相关值SUM2(k₂)，计算公式为：

确定与SUM1(k₁)绝对值的峰值对应的k₁值k_1x，确定与SUM2(k₂绝对值的峰值对应的k₂值k_2x；将k_1x与k_2x进行比较：

若k_1x＞k_2x，将移位模块1的调整参数1设置为：对数字信号位移k_2x个码元周期，向移位模块1返回调整参数1；将移位模块2的调整参数2设置为：对数字信号位移0个码元周期，向移位模块2返回调整参数2；

若k_1x＜k_2x，将移位模块1的调整参数1设置为：对数字信号位移0个码元周期，向移位模块1返回调整参数1；将移位模块2的调整参数2设置为：对数字信号位移k_1x个码元周期，向移位模块2返回调整参数2。

数据处理模块用于：对经移位模块1调整后的并行数字信号1进行处理，对经移位模块2调整后的并行数字信号2进行处理。

进一步，本发明不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。