專利名稱：通信系統(tǒng)、通信方法以及多通道自適應(yīng)均衡器和ofdm信號解復(fù)用的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信系統(tǒng)，具體涉及通信系統(tǒng)、通信方法以及多通道自適應(yīng)均衡器和OFDM信號解復(fù)用的方法。
背景技術(shù)：
光通信向高速發(fā)展主要有時(shí) 分復(fù)用(TDM)和波分復(fù)用(WDM)兩種技術(shù)路線。時(shí)分復(fù)用是將不同的信號相互交織在不同的時(shí)間段內(nèi)，沿著同一個(gè)信道傳輸，在接收端再將各個(gè)時(shí)間段內(nèi)的信號提取出來還原成原始信號，目前，采用相干光通信技術(shù)及偏振復(fù)用QPSK(四相相移鍵控)調(diào)制，可以實(shí)現(xiàn)單波長100G的傳輸速率，但是，此方案要求在接收端采用采樣率為幾十G的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，由于這已經(jīng)接近電子器件的極限，因此，直接提高發(fā)送速率的方法已無法用于更高速率的TDM光通信系統(tǒng)。波分復(fù)用的做法是，在發(fā)送端將信號分為多路，分別調(diào)制到不同頻率的光載波上進(jìn)行傳輸，而在接收端再進(jìn)行解復(fù)用恢復(fù)，因此，接收端電子器件的處理速率要求由每一路信號速率決定，相對較低。所以WDM是高速光通信發(fā)展的主要方向。但是，傳統(tǒng)的波分復(fù)用系統(tǒng)要求不同光載波之間有遠(yuǎn)大于調(diào)制信號頻譜的保護(hù)間隔，以便光濾波器將其分開，從而造成巨大的頻譜浪費(fèi)。為此提出了 OFDM (OrthogonalFrequency Division Multiplexing,正交頻分復(fù)用)技術(shù),采用OFDM復(fù)用后的WDM信號(以下簡稱OFDM信號)由緊鄰的相互正交的多個(gè)光載波信號組成，由于OFDM信號中各光載波緊密相鄰，業(yè)內(nèi)習(xí)慣將每一個(gè)光載波稱為子載波，OFDM的基本原理如下設(shè)OFDM信號的發(fā)送周期為T，則不同子載波之間的間隔Af為Af = 1/T，于是，
接收信號Ht)可以表示為=其中
kCk是第k個(gè)子載波的發(fā)送數(shù)據(jù)，fk(t)表示第k個(gè)子載波。將接收信號r(t)與本征光在一個(gè)碼元周期內(nèi)做互相關(guān)，則有{r(t)/mm = ^kmCk(I)當(dāng)k = m 時(shí) 5151]1=1,當(dāng)1^古111時(shí) 5km = 0。從式(I)可以看出，不同子載波即使頻譜重疊，仍然可以完全消除不同通道間的串?dāng)_。要接收某個(gè)子載波的信號，只需將接收到的光信號與對應(yīng)本征光載波在一個(gè)碼元周期內(nèi)做互相關(guān)，即可提出所發(fā)數(shù)據(jù)信號，并消去其他光載波的串?dāng)_。由于產(chǎn)生系列本征光與接收光信號做互相關(guān)成本高昂，所以實(shí)際普遍采用的相干光OFDM接收方式是，先用一本征光解調(diào)OFDM信號，再用高速AD (模數(shù)轉(zhuǎn)換器)對解調(diào)信號進(jìn)行采樣，然后做離散傅立葉變換。例如，假設(shè)接收到的OFDM信號有128個(gè)子載波，則需要在一個(gè)碼元周期內(nèi)進(jìn)行128次時(shí)域抽樣，再做128點(diǎn)的離散傅立葉變換，得到每個(gè)子載波所攜帶的數(shù)據(jù)信號。雖然OFDM采用N個(gè)子載波并行收發(fā)，但也要求每個(gè)碼元采樣N次(N為載波數(shù))。所以，目前使用離散傅立葉變換方法處理OFDM信號，其接收速率與單載波一樣，仍然受到ADC采樣速率的限制。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種針對采用OFDM復(fù)用的光載波信號解復(fù)用的方法，包括以下步 驟接收由N路光子載波復(fù)用成的OFDM光信號，復(fù)用方法為第k路光子載波所攜帶的數(shù)據(jù)由調(diào)制信號Ik+jQk調(diào)制在角頻率為Qe+kQ0的第k路光子載波上，為第0路光子載波的角頻率，f^ = 2JiAf，Af = 1/T，T為OFDM光信號的發(fā)送周期，k = 0，..，N-I ；分別使用不同角頻率的系列本征光對所述OFDM光信號解調(diào)，得到相應(yīng)的OFDM電信號；解調(diào)方法為使用角頻率為Q JmQtl的本征光對OFDM光信號解調(diào)得到第n^SOFDMi信號，每一路OFDM電信號由一個(gè)基帶信號和N-I個(gè)與該基帶信號相鄰的頻帶信號組成，與本征光Q 頻率相同的光子載波下變頻為基帶信號，與本征光頻率不同的光子載波下變頻為與該基帶信號相鄰的相鄰頻帶信號，m = 0，. .，N-I ;每一路OFDM電信號，分別經(jīng)低通濾波器衰減其基帶信號以外的相鄰頻帶信號后進(jìn)行采樣，得到相應(yīng)的OFDM電信號采樣值，其中，第n^SOFDM電信號采樣值為
權(quán)利要求
1.針對采用OFDM復(fù)用的光載波信號解復(fù)用的方法，其特征在于，包括以下步驟 接收由N路光子載波復(fù)用成的OFDM光信號，復(fù)用方法為第k路光子載波所攜帶的數(shù)據(jù)由調(diào)制信號Ik+jQk調(diào)制在角頻率為Qe+kQ0的第k路光子載波上，為第0路光子載波的角頻率，f^ = 2JiAf，Af = 1/T，T為OFDM光信號的發(fā)送周期，k = 0，..，N-1 ; 分別使用不同角頻率的系列本征光對所述OFDM光信號解調(diào)，得到相應(yīng)的OFDM電信號；解調(diào)方法為使用角頻率為Q 的本征光對OFDM光信號解調(diào)得到第m路OFDM電信號，每一路OFDM電信號由一個(gè)基帶信號和N-I個(gè)與該基帶信號相鄰的頻帶信號組成，與本征光^c+m^o頻率相同的光子載波下變頻為基帶信號，與本征光Qe+mQC1頻率不同的光子載波下變頻為與該基帶信號相鄰的相鄰頻帶信號，m = 0, . . , N-I ； 每一路OFDM電信號，分別經(jīng)低通濾波器衰減其基帶信號以外的相鄰頻帶信號后進(jìn)行采樣，得到相應(yīng)的OFDM電信號采樣值，其中，第m路OFDM電信號采樣值為
2.如權(quán)利要求I所述的針對采用OFDM復(fù)用的光載波信號解復(fù)用的方法，其特征在于，
3.如權(quán)利要求2所述的針對采用OFDM復(fù)用的光載波信號解復(fù)用的方法，其特征在于，所述多通道均衡矩陣為以下疊加矩陣的逆矩陣
4.如權(quán)利要求2所述的針對采用OFDM復(fù)用的光載波信號解復(fù)用的方法，其特征在于，發(fā)送端的每路子載波信號分別采用兩個(gè)偏振態(tài)進(jìn)行復(fù)用，所述多通道均衡矩陣為F =(HP)—1，其中 H為多載波疊加矩陣，
5.如權(quán)利要求4所述的針對采用OFDM復(fù)用的光載波信號解復(fù)用的方法，其特征在于，采用與時(shí)域均衡器相結(jié)合的方式減小OFDM電信號的單位沖激響應(yīng)，所述時(shí)域均衡器的長度為2L-1個(gè)抽頭，即將2L-1個(gè)抽樣值乘以時(shí)域均衡系數(shù)后線性相加求和，L取值由信號在時(shí)域中沖激響應(yīng)長度決定，結(jié)合時(shí)域均衡器的多通道均衡器的均衡表達(dá)式為
6.如權(quán)利要求5所述的針對采用OFDM復(fù)用的光載波信號解復(fù)用的方法，其特征在于，均衡系數(shù)C ⑴和F:(/)自動(dòng)更新的步驟如下 (1)初始化 G(O) = U當(dāng) m = k, FJ(O) = 1, m = k，其余值都為 0 ; (2)使用梯度算法更新，并確定為自動(dòng)收斂到e2的最小值時(shí)的取值，更新公式如下
7.如權(quán)利要求6所述的針對采用OFDM復(fù)用的光載波信號解復(fù)用的方法，其特征在于，誤差e采用訓(xùn)練序列方法獲得，
8.如權(quán)利要求6所述的針對采用OFDM復(fù)用的光載波信號解復(fù)用的方法，其特征在于，誤差e采用盲估計(jì)方法獲得，
9.OFDM信號解復(fù)用裝置，其特征在于，包括 本征光源,產(chǎn)生本征光Q。為本征光源的角頻率； 多載波產(chǎn)生模塊,根據(jù)所述本征光移頻后分別產(chǎn)生角頻率為的系列本征光，f^ = 23i Af, Af= 1/T，T為OFDM光信號的發(fā)送周期，m表示第m路本征光，m = 0，..，N-I ； 90度混頻器與平衡接收機(jī)構(gòu)成的下變頻裝置，分別用所述系列本征光將N路光子載波復(fù)用成的OFDM光信號解調(diào)，得到相應(yīng)的N路OFDM電信號； 低通濾波器，分別對每一路OFDM電信號衰減其基帶信號以外的信號； 采集模塊，分別采集每一路OFDM電信號，得到相應(yīng)的OFDM電信號采樣值； 數(shù)字處理模塊，對N路OFDM電信號采樣值分別與權(quán)利要求I所述的多通道均衡矩陣相乘還原出相應(yīng)的各路光子載波所攜帶的數(shù)據(jù)。
10.如權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，還包括用于減小OFDM電信號的單位沖激響應(yīng)的時(shí)域均衡器，所述時(shí)域均衡器的長度為2L-1個(gè)抽頭，即將2L-1個(gè)抽樣值乘以時(shí)域均衡系數(shù)后線性相加求和，L取值由信號在時(shí)域中沖激響應(yīng)長度決定，結(jié)合時(shí)域均衡的多通道均衡器器的均衡表達(dá)式為
11.通信系統(tǒng)，包括發(fā)送端和接收端，其特征在于，所述接收端設(shè)有如權(quán)利要求9所述的解復(fù)用裝置。
12.通信方法，在通信系統(tǒng)的發(fā)送端，將數(shù)據(jù)調(diào)制到N個(gè)正交子載波上，然后再將各個(gè)正交子載波合波經(jīng)光纖發(fā)送到通信系統(tǒng)的接收端，其特征在于，在接收端，采用如權(quán)利要求I所述的方法進(jìn)行解復(fù)用。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種通信系統(tǒng)、通信方法以及多通道自適應(yīng)均衡器和OFDM信號解復(fù)用的方法，OFDM信號解復(fù)用的方法包括以下步驟接收由N路光子載波復(fù)用成的OFDM光信號，并分別使用不同角頻率的系列本征光對所述OFDM光信號解調(diào)，得到相應(yīng)的OFDM電信號；每一路OFDM電信號分別經(jīng)低通濾波器衰減其基帶信號以外的相鄰頻帶信號后進(jìn)行采樣，得到相應(yīng)的OFDM電信號采樣值，再用多通道均衡矩陣乘以N路OFDM電信號采樣值還原出相應(yīng)的各路光子載波所攜帶的數(shù)據(jù)。本發(fā)明，在接收端不要求各路解調(diào)信號的采樣時(shí)間嚴(yán)格匹配，采樣率由單個(gè)光載波所帶調(diào)制信號速率決定，可以繞過ADC的瓶頸限制，適用于高速光通信系統(tǒng)。
文檔編號H04L27/26GK102724151SQ20121019697
公開日2012年10月10日 申請日期2012年6月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月15日
發(fā)明者余少華, 曾韜, 楊奇, 楊超, 楊鑄 申請人:武漢郵電科學(xué)研究院