本發(fā)明涉及光纜檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種用于高精度光纖測(cè)量的快速方法。

背景技術(shù)：

光頻域反射技術(shù)的原始測(cè)量算法，為了能達(dá)到毫米級(jí)的測(cè)量精度，進(jìn)行了多次測(cè)量的采樣及運(yùn)行算法，非常耗時(shí)，得出結(jié)果需要數(shù)分鐘，限制了光頻域反射儀的應(yīng)用場(chǎng)景。在不影響測(cè)量精度的前提下，有效縮短測(cè)量時(shí)間，提高測(cè)試效率，讓光頻域反射儀能夠滿足不同的應(yīng)用要求，本發(fā)明提出一種用于高精度光纖測(cè)量的快速算法，不影響精度的情況下單次測(cè)量即可獲得原本對(duì)此測(cè)量的高精度測(cè)試結(jié)果。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種在不影響精度的情況下，減少測(cè)量耗時(shí)的用于高精度光纖測(cè)量的快速方法。

本發(fā)明的目的通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)。

一種用于高精度光纖測(cè)量的快速方法，步驟包括：

1)對(duì)待測(cè)光纖進(jìn)行采樣時(shí)增加采樣點(diǎn)數(shù)；

2)由輔助參考數(shù)據(jù)獲得相位噪聲信息；

3)對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)去除相位噪聲；

4)對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)的頻譜圖進(jìn)行分析，獲得反射點(diǎn)信號(hào)對(duì)應(yīng)的尖峰點(diǎn)。

進(jìn)一步的，步驟3)通過(guò)快速傅里葉變換：利用離散信號(hào)x(nT)來(lái)計(jì)算信號(hào)x(t)的頻譜，有限長(zhǎng)離散信號(hào)x(n)，n＝0，1，…，N-1的DFT定義為：

非周期性連續(xù)時(shí)間信號(hào)x(t)的傅里葉變換可以表示為：式中計(jì)算出來(lái)的是信號(hào)x(t)的連續(xù)頻譜，將x(n)分解為偶數(shù)與奇數(shù)的兩個(gè)序列之和，即x(n)＝x₁(n)+x₂(n)x1(n)和x2(n)的長(zhǎng)度都是N/2，x1(n)是偶數(shù)序列，x2(n)是奇數(shù)序列，則

其中X1(k)和X2(k)分別為x1(n)和x2(n)的N/2點(diǎn)DFT。由于X1(k)和X2(k)均以N/2為周期，且WN k+N/2＝-WN k，所以X(k)又可表示為：

依此類推，經(jīng)過(guò)m-1次分解，最后將N點(diǎn)DFT分解為N/2個(gè)兩點(diǎn)DFT。

相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：本發(fā)明在不影響精度的情況下，測(cè)量耗時(shí)減少了80％，將原來(lái)需要一分鐘的測(cè)試時(shí)間縮短為十幾秒。

經(jīng)分析主要耗時(shí)的步驟部分為去除相位噪聲，這部分改為使用快速傅里葉變換，時(shí)間大幅降低。將部分算法放進(jìn)FPGA處理，也可加快數(shù)據(jù)處理速度。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的流程圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖和具體的實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)描述。

如圖1所示，一種用于高精度光纖測(cè)量的快速方法，步驟包括：

1)對(duì)待測(cè)光纖進(jìn)行采樣時(shí)增加采樣點(diǎn)數(shù)；

2)由輔助參考數(shù)據(jù)獲得相位噪聲信息；

3)對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)去除相位噪聲；

4)對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)的頻譜圖進(jìn)行分析，獲得反射點(diǎn)信號(hào)對(duì)應(yīng)的尖峰點(diǎn)。

步驟3)通過(guò)快速傅里葉變換：在實(shí)際的控制系統(tǒng)中能夠得到的是連續(xù)信號(hào)x(t)的離散采樣值x(nT)。因此需要利用離散信號(hào)x(nT)來(lái)計(jì)算信號(hào)x(t)的頻譜。利用離散信號(hào)x(nT)來(lái)計(jì)算信號(hào)x(t)的頻譜，有限長(zhǎng)離散信號(hào)x(n)，n＝0，1，…，N-1的DFT定義為：

非周期性連續(xù)時(shí)間信號(hào)x(t)的傅里葉變換可以表示為：式中計(jì)算出來(lái)的是信號(hào)x(t)的連續(xù)頻譜，可以看出，DFT需要計(jì)算大約N2次乘法和N2次加法。當(dāng)N較大時(shí)，這個(gè)計(jì)算量是很大的。利用WN的對(duì)稱性和周期性，將N點(diǎn)DFT分解為兩個(gè)N/2點(diǎn)的DFT，這樣兩個(gè)N/2點(diǎn)DFT總的計(jì)算量只是原來(lái)的一半，即(N/2)2+(N/2)2＝N2/2，這樣可以繼續(xù)分解下去，將N/2再分解為N/4點(diǎn)DFT等。對(duì)于N＝2m點(diǎn)的DFT都可以分解為2點(diǎn)的DFT，這樣其計(jì)算量可以減少為(N/2)log2N次乘法和Nlog2N次加法。

將x(n)分解為偶數(shù)與奇數(shù)的兩個(gè)序列之和，即x(n)＝x₁(n)+x₂(n)x1(n)和x2(n)的長(zhǎng)度都是N/2，x1(n)是偶數(shù)序列，x2(n)是奇數(shù)序列，則

其中X1(k)和X2(k)分別為x1(n)和x2(n)的N/2點(diǎn)DFT。由于X1(k)和X2(k)均以N/2為周期，且WN k+N/2＝-WN k，所以X(k)又可表示為：

根據(jù)其形狀稱之為蝶形運(yùn)算。依此類推，經(jīng)過(guò)m-1次分解，最后將N點(diǎn)DFT分解為N/2個(gè)兩點(diǎn)DFT。