本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种有线通信抗干扰方法及系统。
背景技术：
在ieee802.3clause1410base-t(e)标准中，规定10base-t(e)（10m无屏蔽双绞线以太网）需要有链路完整性测试（linkintegritytest）功能，确保网络的连通性。具体为，在链路空闲的情况下，每16ms( /-8ms)会发送100ns的链路测试脉冲，如果数据接收方在50ms至150ms内没有收到数据或链路测试脉冲，则认为链路中断。这种情况下，会禁止数据发送，数据接收，和环回功能，不过链路测试脉冲还在继续发送和接收。当连续收到两个链路测试脉冲或一个数据包，认为链路重新建立。
现有的10base-t(e)的接收机设计中，一般都遵循上述标准，但在一些特殊情况下，比如链路上收到100base-x（100m光纤以太网）的mlt-3（multi-leveltransmit3，三电平编码）信号，或者lds（linkdiscoverysignaling，链路发现信令）信号，mlt-3信号和lds信号有很大概率使得10base-t(e)接收机误认为是曼切斯特编码的数据帧或者链路测试脉冲，从而使得虚假链接建立，而一旦链接建立，因为10base-t(e)链路完整性测试功能规定的最小的link_loss（链接失效）时间，即50ms，相比连续的mlt-3信号和lds信号仍然很长，导致链接建立后基本不会link_loss，就会出现虽然链路对端发送的是100base-x的mlt-3信号或lds信号，但仍然使链路本端链接保持，即虚假链接的情况。
技术实现要素：
针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种有线通信抗干扰方法，应用于双绞线以太网，于所述双绞线以太网中的接收端预先配置有一第一时间窗和一第二时间窗；所述接收端预先对所述双绞线以太网中与所述接收端建立链路连接的发送端发送的脉冲信号进行处理得到对应的矩形脉冲；所述有线通信抗干扰方法包括：步骤s1，所述接收端在首次接收到一个所述矩形脉冲时启动所述第一时间窗，开始计时并持续输出计时结果；步骤s2，所述接收端在所述第一时间窗的时间长度内检测是否再次接收到至少一个所述矩形脉冲：若是，则转向步骤s3；若否，则转向步骤s5；步骤s3，所述接收端启动所述第二时间窗，并在所述第二时间窗的时间长度内持续采集所述矩形脉冲的脉冲宽度；步骤s4，所述接收端根据所述脉冲宽度判断对应的所述脉冲信号是否为预设脉冲类型：若是，则转向步骤s5；若否，则转向步骤s6；步骤s5，所述接收端维持与所述发送端的所述链路连接，并继续接收所述矩形脉冲，随后返回所述步骤s1；步骤s6，所述接收端判断所述计时结果是否达到一预设时间段：若是，则所述接收端断开与所述发送端的链路连接；若否，则返回所述步骤s5。
优选的，所述步骤s4包括：步骤s41，所述接收端判断所述脉冲宽度是否小于一第一阈值：若否，则表示对应的所述脉冲信号不是所述预设脉冲类型，随后转向所述步骤s6；若是，则转向步骤s42；步骤s42，所述接收端判断所述脉冲宽度是否大于一第二阈值：若否，则表示对应的所述脉冲信号不是所述预设脉冲类型，随后转向所述步骤s6；若是，则表示对应的所述脉冲信号是所述预设脉冲类型，随后转向所述步骤s5。
优选的，所述预设脉冲类型为曼彻斯特编码脉冲。
优选的，所述预设时间段的时间长度分别大于所述第一时间窗的时间长度和所述第二时间窗的时间长度。
优选的，所述接收端配置有一比较器，用于对所述发送端发送的所述脉冲信号进行处理，所述比较器关联有一正门限值和一负门限值，所述脉冲信号的幅度大于所述正门限值的部分以及小于所述负门限值的部分被保留形成所述矩形脉冲。
本发明还提供一种有线通信抗干扰系统，应用上述的有线通信抗干扰方法，包括：数据存储模块，用于保存预先配置在双绞线以太网的接收端的一第一时间窗和一第二时间窗；信号处理模块，用于对所述双绞线以太网中与所述接收端建立链路连接的发送端发送的脉冲信号进行处理得到对应的矩形脉冲；第一处理模块，分别连接所述数据存储模块和所述信号处理模块，用于在首次接收到一个所述矩形脉冲时启动所述第一时间窗，开始计时并持续输出计时结果；信号检测模块，连接所述第一处理模块，用于在所述第一时间窗的时间长度内检测到再次接收到至少一个所述矩形脉冲时输出第一检测结果，以及未接收到所述矩形脉冲时输出第二检测结果；第二处理模块，分别连接所述数据存储模块、所述信号处理模块和所述信号检测模块，用于根据所述第一检测结果启动所述第二时间窗，并在所述第二时间窗的时间长度内持续采集所述矩形脉冲的脉冲宽度；第一判断模块，分别连接所述第一处理模块和所述第二处理模块，用于在所述脉冲宽度表示对应的所述脉冲信号是预设脉冲类型时输出第一判断结果，以及在所述脉冲宽度表示对应的所述脉冲信号不是所述预设脉冲类型时输出第二判断结果；第二判断模块，分别连接所述第一处理模块和所述第一判断模块，用于根据所述第二判断结果在所述计时结果达到一预设时间段时输出第三判断结果，以及在所述计时结果未达到所述预设时间段时输出第四判断结果；所述第一处理模块根据所述第二检测结果或所述第一判断结果或所述第四判断结果维持与所述发送端的链路连接，继续接收所述矩形脉冲；所述第一处理模块根据所述第三判断结果断开与所述发送端的链路连接。
优选的，所述第一判断模块包括：第一比较单元，用于将所述脉冲宽度与一第一阈值进行比较，并在所述脉冲宽度小于所述第一阈值时输出一比较信号，以及在所述脉冲宽度不小于所述第一阈值时输出所述第二判断结果；第二比较单元，连接所述第一比较单元，用于根据所述比较信号将所述脉冲宽度与一第二阈值进行比较，并在所述脉冲宽度大于所述第二阈值时输出所述第一判断结果，以及在所述脉冲宽度不大于所述第二阈值时输出所述第二判断结果。
优选的，所述预设脉冲类型为曼彻斯特编码脉冲。
优选的，所述预设时间段的时间长度分别大于所述第一时间窗的时间长度和所述第二时间窗的时间长度。
优选的，所述信号处理模块为比较器，所述比较器关联有一正门限值和一负门限值，所述脉冲信号的幅度大于所述正门限值的部分以及小于所述负门限值的部分被保留形成所述矩形脉冲。
上述技术方案具有如下优点或有益效果：有效提升10base-t(e)双绞线以太网信号检测的准确性，使得10base-t(e)接收机在收到100base-x的mlt-3信号或lds信号的情况下，不能建立链接，从而避免虚假链接，有效减少由于虚假链接导致的数据丢失现象。
附图说明
图1为本发明的较佳的实施例中，一种有线通信抗干扰方法的流程示意图；图2为本发明的较佳的实施例中，脉冲信号的类型判断过程的流程示意图；图3为本发明的较佳的实施例中，比较器处理前后的脉冲信号示意图；图4为本发明的较佳的实施例中，一种有线通信抗干扰系统的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本发明并不限定于该实施方式，只要符合本发明的主旨，则其他实施方式也可以属于本发明的范畴。
本发明的较佳的实施例中，基于现有技术中存在的上述问题，现提供一种有线通信抗干扰方法，应用于双绞线以太网的接收端，于双绞线以太网中的接收端预先配置有一第一时间窗和一第二时间窗；接收端预先对双绞线以太网中与接收端建立链路连接的发送端发送的脉冲信号进行处理得到对应的矩形脉冲；如图1所示，有线通信抗干扰方法包括：步骤s1，接收端在首次接收到一个矩形脉冲时启动第一时间窗，开始计时并持续输出计时结果；步骤s2，接收端在第一时间窗的时间长度内检测是否再次接收到至少一个矩形脉冲：若是，则转向步骤s3；若否，则转向步骤s5；步骤s3，接收端启动第二时间窗，并在第二时间窗的时间长度内持续采集矩形脉冲的脉冲宽度；步骤s4，接收端根据脉冲宽度判断对应的脉冲信号是否为预设脉冲类型：若是，则转向步骤s5；若否，则转向步骤s6；步骤s5，接收端维持与发送端的链路连接，并继续接收所述矩形脉冲，随后返回步骤s1；步骤s6，接收端判断所述计时结果是否达到一预设时间段：若是，则所述接收端断开与所述发送端的链路连接；若否，则返回步骤s5。
具体地，本实施例中，本技术方案适用于接收端强制10base-t(e)，发送端强制100base-x并默认发mlt-3信号或lds信号且关闭以太网自动协商的应用场景，使得在链路中发送mlt-3信号或lds信号等干扰信号时，10base-t(e)的接收端不再出现虚假链接，从而有效减少由于虚假链接导致的数据丢失现象。
进一步地，本技术方案基于10base-t(e)物理层信号传输使用曼彻斯特编码，其脉冲周期与mlt-3信号或lds信号的脉冲周期的差异性进行作为干扰信号的mlt-3信号或lds信号的检测，从而避免将mlt-3信号或lds信号作为链路测试脉冲或曼切斯特编码导致虚假链接建立，进而由于认为处于链接建立状态而正常发送数据包导致的数据丢失现象。
具体地，首先配置上述第一时间窗和第二时间窗，上述第一时间窗和第二时间窗的时间长度均可以根据实际需求进行配置，上述第一时间窗的时间长度优选为2ms至7ms之间，上述第二时间窗的时间长度优选为128us。由于接收端在一预设时间段内如果接收到数据包或者链路测试脉冲则维持链路连接，因此，需要在上述预设时间段内检测收到的是否为数据包或者链路测试脉冲。
本实施例中，链路测试脉冲为在链路空闲的情况下，每16ms（ /-8ms）发送的100ns的心跳脉冲，接收端在首次接收到一个矩形脉冲时启动第一时间窗，在该第一时间窗的时间长度范围内检测是否再次接收到矩形脉冲，由于mlt-3信号或lds信号为连续载波信号，如果第一时间窗的时间长度范围内没有再次接收到矩形脉冲，则表示接收到的是有效的脉冲信号，即接收到的不是mlt-3信号或lds信号，此时维持10base-t的连接。上述矩形脉冲可以是正脉冲信号，也可以是负脉冲信号。如果第一时间窗的时间长度范围内再次接收到矩形脉冲，则表示接收到的是连续信号，此时需要检测该连续信号是曼彻斯特编码信号还是干扰信号，即mlt-3信号或lds信号。本实施例中，在第一时间窗的时间长度范围内检测到再次接收到矩形脉冲时，进一步启动第二时间窗，并在第二时间窗的时间长度范围内对接收到的连续信号进行识别。具体地，通过持续采集矩形脉冲的脉冲宽度，并基于脉冲宽度进行识别，由于曼彻斯特编码信号与mlt-3信号以及lds信号的周期性差异，上述脉冲宽度也存在相应的差异，进而判断发送端发送的脉冲信号是否为预设脉冲类型，如果是，则表示该连续信号不是干扰信号，此时维持与发送端的链路连接，重新进行下一个预设时间段的计时，并在下一个预设时间段重复执行上述过程，以判断是否接收到链路测试脉冲或数据帧，以及接收到的脉冲信号是否为干扰信号。如果在第二时间窗的时间长度范围内判断发送端发送的脉冲信号不是预设脉冲类型，则表示该连续信号为干扰信号，此时视为未接收到该连续信号，随后在再次接收到一个矩形脉冲时启动下一个第一时间窗，重复执行上述过程，以判断是否接收到链路测试脉冲或数据帧，以及接收到的脉冲信号是否为干扰信号。如果在重复启动多个第一时间窗直至计时结果达到一预设时间段仍未接收到有效脉冲信号，即链路测试脉冲或预设脉冲类型的数据帧，则断开与发送端的链路连接，避免虚假连接。
本发明的较佳的实施例中，如图2所示，步骤s4包括：步骤s41，接收端判断脉冲宽度是否小于一第一阈值：若否，则表示对应的脉冲信号不是预设脉冲类型，随后转向步骤s6；若是，则转向步骤s42；步骤s42，接收端判断脉冲宽度是否大于一第二阈值：若否，则表示对应的脉冲信号不是预设脉冲类型，随后转向步骤s6；若是，则表示对应的脉冲信号是预设脉冲类型，随后转向步骤s5。
具体地，本实施例中，上述第一阈值可以是100ns，在脉冲宽度不小于第一阈值时，表明收到的连续信号是100base-t的lds信号，为干扰信号。上述第二阈值可以是8ns或10ns，可以由采样时钟的采样频率确定，采样频率为125mhz时，第二阈值取8ns，采样频率为100mhz时，第二阈值取10ns。在脉冲宽度不大于第二阈值时，表明收到的连续信号是100base-t的mlt-3信号，为干扰信号。在脉冲宽度在第二阈值和第一阈值之间时，表明收到的连续信号是10base-t(e)的曼彻斯特编码的脉冲信号，即预设脉冲类型的脉冲信号。
本发明的较佳的实施例中，预设脉冲类型为曼彻斯特编码脉冲。
本发明的较佳的实施例中，预设时间段的时间长度分别大于第一时间窗的时间长度和第二时间窗的时间长度。
本发明的较佳的实施例中，接收端配置有一比较器，用于对发送端发送的脉冲信号进行处理，比较器关联有一正门限值和一负门限值，脉冲信号的幅度大于正门限值的部分以及小于负门限值的部分被保留形成矩形脉冲。
具体地，本实施例中，如图3所示，在链路空闲状态下，接收到的链路测试脉冲经比较器处理后得到的正脉冲信号，在曼彻斯特编码的数据帧传输状态下，接收到的曼彻斯特编码的脉冲信号为连续信号，其经比较器处理后得到的为交替的正脉冲和负脉冲。本实施例中，mlt-3信号和lds信号经比较器处理后得到的也是交替的正脉冲和负脉冲，但由于两者与曼彻斯特编码的脉冲信号处理后得到的矩形脉冲的脉冲宽度不同，即lds信号对应的矩形脉冲的脉冲宽度大于第一阈值，而mlt-3信号对应的矩形脉冲的脉冲宽度小于第二阈值，通过脉冲宽度可以对上述mlt-3信号和lds信号进行识别，进而在接收到上述干扰信号时可以视为未收到连续信号，进而避免虚假链接。
本发明还提供一种有线通信抗干扰系统，应用上述的有线通信抗干扰方法，如图4所示，包括：数据存储模块1，用于保存预先配置在10base-t以太网的接收端的一第一时间窗和一第二时间窗；信号处理模块2，用于对双绞线以太网中与接收端建立链路连接的发送端发送的脉冲信号进行处理得到对应的矩形脉冲；第一处理模块3，分别连接数据存储模块1和信号处理模块2，用于在首次接收到一个矩形脉冲时启动第一时间窗，开始计时并持续输出计时结果；信号检测模块4，连接第一处理模块3，用于在第一时间窗的时间长度内检测到再次接收到至少一个矩形脉冲时输出第一检测结果，以及未接收到矩形脉冲时输出第二检测结果；第二处理模块5，分别连接数据存储模块1、信号处理模块2和信号检测模块4，用于根据第一检测结果启动第二时间窗，并在第二时间窗的时间长度内持续采集矩形脉冲的脉冲宽度；第一判断模块6，分别连接第一处理模块3和第二处理模块5，用于在脉冲宽度表示对应的脉冲信号是预设脉冲类型时输出第一判断结果，以及在脉冲宽度表示对应的脉冲信号不是预设脉冲类型时输出第二判断结果；第二判断模块7，分别连接第一处理模块3和第一判断模块6，用于根据第二判断结果在计时结果达到一预设时间段时输出第三判断结果，以及在计时结果未达到预设时间段时输出第四判断结果；第一处理模块3根据第二检测结果或第一判断结果或第四判断结果维持与发送端的链路连接，继续接收矩形脉冲；第一处理模块3根据第三判断结果断开与发送端的链路连接。
本发明的较佳的实施例中，第一判断模块6包括：第一比较单元61，用于将脉冲宽度与一第一阈值进行比较，并在脉冲宽度小于第一阈值时输出一比较信号，以及在脉冲宽度不小于第一阈值时输出第二判断结果；第二比较单元62，连接第一比较单元61，用于根据比较信号将脉冲宽度与一第二阈值进行比较，并在脉冲宽度大于第二阈值时输出第一判断结果，以及在脉冲宽度不大于第二阈值时输出第二判断结果。
本发明的较佳的实施例中，预设脉冲类型为脉冲宽度为曼彻斯特编码脉冲。
本发明的较佳的实施例中，预设时间段的时间长度分别大于第一时间窗的时间长度和第二时间窗的时间长度。
本发明的较佳的实施例中，信号处理模块2为比较器，比较器关联有一正门限值和一负门限值，发送端发送的脉冲信号的幅度大于正门限值的部分以及小于负门限值的部分被保留形成矩形脉冲。
以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。
1.一种有线通信抗干扰方法，应用于双绞线以太网，其特征在于，于所述双绞线以太网中的接收端预先配置一第一时间窗和一第二时间窗；所述接收端预先对所述双绞线以太网中与所述接收端建立链路连接的发送端发送的脉冲信号进行处理得到对应的矩形脉冲；所述有线通信抗干扰方法包括：步骤s1，所述接收端在首次接收到一个所述矩形脉冲时启动所述第一时间窗，开始计时并持续输出计时结果；步骤s2，所述接收端在所述第一时间窗的时间长度内检测是否再次接收到至少一个所述矩形脉冲：若是，则转向步骤s3；若否，则转向步骤s5；步骤s3，所述接收端启动所述第二时间窗，并在所述第二时间窗的时间长度内持续采集所述矩形脉冲的脉冲宽度；步骤s4，所述接收端根据所述脉冲宽度判断对应的所述脉冲信号是否为预设脉冲类型：若是，则转向步骤s5；若否，则转向步骤s6；步骤s5，所述接收端维持与所述发送端的所述链路连接，并继续接收所述矩形脉冲，随后返回所述步骤s1；步骤s6，所述接收端判断所述计时结果是否达到一预设时间段：若是，则所述接收端断开与所述发送端的链路连接；若否，则返回所述步骤s5。
2.根据权利要求1所述的有线通信抗干扰方法，其特征在于，所述步骤s4包括：步骤s41，所述接收端判断所述脉冲宽度是否小于一第一阈值：若否，则表示对应的所述脉冲信号不是所述预设脉冲类型，随后转向所述步骤s6；若是，则转向步骤s42；步骤s42，所述接收端判断所述脉冲宽度是否大于一第二阈值：若否，则表示对应的所述脉冲信号不是所述预设脉冲类型，随后转向所述步骤s6；若是，则表示对应的所述脉冲信号是所述预设脉冲类型，随后转向所述步骤s5。
3.根据权利要求2所述的有线通信抗干扰方法，其特征在于，所述预设脉冲类型为曼彻斯特编码脉冲。
4.根据权利要求1所述的有线通信抗干扰方法，其特征在于，所述预设时间段的时间长度分别大于所述第一时间窗的时间长度和所述第二时间窗的时间长度。
5.根据权利要求1所述的有线通信抗干扰方法，其特征在于，所述接收端配置有一比较器，用于对所述发送端发送的所述脉冲信号进行处理，所述比较器关联有一正门限值和一负门限值，所述脉冲信号的幅度大于所述正门限值的部分以及小于所述负门限值的部分被保留形成所述矩形脉冲。
6.一种有线通信抗干扰系统，其特征在于，应用如权利要求1-5中任意一项所述的有线通信抗干扰方法，包括：数据存储模块，用于保存预先配置在双绞线以太网的接收端的一第一时间窗和一第二时间窗；信号处理模块，用于对所述双绞线以太网中与所述接收端建立链路连接的发送端发送的脉冲信号进行处理得到对应的矩形脉冲；第一处理模块，分别连接所述数据存储模块和所述信号处理模块，用于在首次接收到一个所述矩形脉冲时启动所述第一时间窗，开始计时并持续输出计时结果；信号检测模块，连接所述第一处理模块，用于在所述第一时间窗的时间长度内检测到再次接收到至少一个所述矩形脉冲时输出第一检测结果，以及未接收到所述矩形脉冲时输出第二检测结果；第二处理模块，分别连接所述数据存储模块、所述信号处理模块和所述信号检测模块，用于根据所述第一检测结果启动所述第二时间窗，并在所述第二时间窗的时间长度内持续采集所述矩形脉冲的脉冲宽度；第一判断模块，分别连接所述第一处理模块和所述第二处理模块，用于在所述脉冲宽度表示对应的所述脉冲信号是预设脉冲类型时输出第一判断结果，以及在所述脉冲宽度表示对应的所述脉冲信号不是所述预设脉冲类型时输出第二判断结果；第二判断模块，分别连接所述第一处理模块和所述第一判断模块，用于根据所述第二判断结果在所述计时结果达到一预设时间段时输出第三判断结果，以及在所述计时结果未达到所述预设时间段时输出第四判断结果；所述第一处理模块根据所述第二检测结果或所述第一判断结果或所述第四判断结果维持与所述发送端的链路连接，继续接收所述矩形脉冲；所述第一处理模块根据所述第三判断结果断开与所述发送端的链路连接。
7.根据权利要求6所述的有线通信抗干扰系统，其特征在于，所述第一判断模块包括：第一比较单元，用于将所述脉冲宽度与一第一阈值进行比较，并在所述脉冲宽度小于所述第一阈值时输出一比较信号，以及在所述脉冲宽度不小于所述第一阈值时输出所述第二判断结果；第二比较单元，连接所述第一比较单元，用于根据所述比较信号将所述脉冲宽度与一第二阈值进行比较，并在所述脉冲宽度大于所述第二阈值时输出所述第一判断结果，以及在所述脉冲宽度不大于所述第二阈值时输出所述第二判断结果。
8.根据权利要求7所述的有线通信抗干扰系统，其特征在于，所述预设脉冲类型为曼彻斯特编码脉冲。
9.根据权利要求6所述的有线通信抗干扰系统，其特征在于，所述预设时间段的时间长度分别大于所述第一时间窗的时间长度和所述第二时间窗的时间长度。
10.根据权利要求6所述的有线通信抗干扰系统，其特征在于，所述信号处理模块为比较器，所述比较器关联有一正门限值和一负门限值，所述脉冲信号的幅度大于所述正门限值的部分以及小于所述负门限值的部分被保留形成所述矩形脉冲。
技术总结