利用色散預(yù)補償數(shù)字信號處理的直接檢測正交頻分復(fù)用
【專利摘要】在直接檢測正交頻分復(fù)用光傳輸器中通過數(shù)字信號處理方法對色散進(jìn)行預(yù)補償，以生成能夠通過光纖傳輸?shù)男盘枴Ｉ㈩A(yù)補償數(shù)字信號處理可以包括將子載波乘以相應(yīng)因子。作為替代，色散預(yù)補償數(shù)字信號處理可以包括對信號應(yīng)用有限脈沖響應(yīng)濾波器。作為替代，色散預(yù)補償數(shù)字信號處理可以包括：對信號進(jìn)行快速傅里葉變換；對通過快速傅里葉變換生成的信號應(yīng)用頻域濾波器；以及對通過頻域濾波器的應(yīng)用產(chǎn)生的信號進(jìn)行逆快速傅里葉變換。
【專利說明】利用色散預(yù)補償數(shù)字信號處理的直接檢測正交頻分復(fù)用
[0001 ]相關(guān)美國申請
[0002]本申請要求于2014年2月4日提交的題為“ChromaticDispers1n Tolerance ofIMDD-OFDM with Digital Pre-Compensat1n” 的美國臨時申請第61/935,801 號的優(yōu)先權(quán)，該美國臨時申請的全部內(nèi)容通過引用合并到本文中。
【背景技術(shù)】
[0003]正交頻分復(fù)用(orthogonalfrequency-divis1n multiplexing，0FDM)由于其頻譜效率以及在支持多用戶應(yīng)用方面的突出能力而被廣泛用于當(dāng)代射頻無線通信系統(tǒng)中。已經(jīng)致力于將OFDM引入用于長距離應(yīng)用的光通信系統(tǒng)。然而，這些努力尚未取得成功，這是因為OFDM在光傳輸系統(tǒng)中并沒有與其他單載波解決方案表現(xiàn)得一樣良好。
[0004]更具體地，OFDM可以被描述為雙邊帶(double-sideband，DSB)調(diào)制方案，其在遠(yuǎn)距離上可能由于色散(chromatic dispers1n，⑶)而嚴(yán)重失真。當(dāng)在遠(yuǎn)距離上傳輸符號時，由⑶引起的衰落可能導(dǎo)致符號間干擾(inter-symbol interference，ISI);也就是說，色散使傳送數(shù)字信息的光脈沖擴展，使得更難將脈沖彼此區(qū)分開。對于單載波系統(tǒng)，功率衰落可能極大地減小光纖線纜特別是遠(yuǎn)距離光纖的帶寬。可以以高得多的成本和功耗通過光相干檢測來緩解CD的影響。因此，光相干檢測僅被部署在其中成本和功耗并不值得關(guān)注的遠(yuǎn)距離應(yīng)用場景中。
[0005]直接檢測0FDM( direct-detected orthogonal frequency-divis1nmultiplexing，DD-0FDM)正在受到較短程應(yīng)用的關(guān)注，這主要是由于其相對簡單的結(jié)構(gòu)和低的成本。DD-OFDM提供了光學(xué)系統(tǒng)能力與簡潔性之間的良好權(quán)衡，并且是一種用于城域應(yīng)用的很有前景的方法。
[0006]⑶產(chǎn)生的功率衰落也是DD-OFDM的問題。然而，與單載波系統(tǒng)不同的是，DD-OFDM能夠根據(jù)觀測到功率衰落的頻率來向子信道分配信息位。例如，可以在非衰落頻率中應(yīng)用高調(diào)制格式，并且可以避免使用衰落頻率來攜載信息位。該技術(shù)是被稱為“注水”的技術(shù)的示例。然而，使用注水本身并非DD-OFDM系統(tǒng)中的功率衰落的解決方案，這是因為其降低了傳輸能力，特別是由于要避免的衰落點的數(shù)目在遠(yuǎn)距離光纖上增多。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]在根據(jù)本發(fā)明的實施方式中，在DD_(FDM光傳輸器中通過數(shù)字信號處理方法對色散進(jìn)行預(yù)補償。
[0008]在實施方式中，色散預(yù)補償數(shù)字信號處理在執(zhí)行逆快速傅里葉變換之前在傳輸器中執(zhí)行。在這樣的實施方式中，色散預(yù)補償數(shù)字信號處理包括將子載波乘以相應(yīng)因子。在另一這樣的實施方式中，執(zhí)行循環(huán)前綴。
[0009]在另外的實施方式中，色散預(yù)補償數(shù)字信號處理在執(zhí)行逆快速傅里葉變換之后在傳輸器中執(zhí)行。在一個這樣的實施方式中，色散預(yù)補償數(shù)字信號處理包括向通過逆快速傅里葉變換生成的信號應(yīng)用有限脈沖響應(yīng)(finite impulse response，F(xiàn)IR)濾波器。在另一這樣的實施方式中，色散預(yù)補償數(shù)字信號處理包括:對通過逆快速傅里葉變換生成的信號進(jìn)行快速傅里葉變換；向通過快速傅里葉變換生成的信號應(yīng)用頻域濾波器；以及對通過頻域濾波器的應(yīng)用產(chǎn)生的信號進(jìn)行逆快速傅里葉變換。在這些實施方式中，可以不執(zhí)行循環(huán)如綴。
[0010]在實施方式中，DD-OFDM光傳輸器包括第一傳輸鏈、第二傳輸鏈、第一數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器(digital-to-analog converter ,DAC)、第二DAC、第一電光(electrical-to-optical，E/0)轉(zhuǎn)換器和第二 E/0轉(zhuǎn)換器。如果在第一傳輸鏈中執(zhí)行色散預(yù)補償數(shù)字信號處理，則例如來自第一傳輸鏈的同相和正交相(in-phase and quadrature phase，I/Q)信號被輸入至第一DAC和第二DAC，第一DAC和第二DAC向第一E/0轉(zhuǎn)換器發(fā)送第一DAC和第二DAC的輸出。然而，如果色散預(yù)補償數(shù)字信號處理在第一傳輸鏈和第二傳輸鏈二者中均被旁路，則從第一傳輸鏈和第二傳輸鏈輸出的信號將沒有正交相分量。因此，來自第一傳輸鏈的信號可以被發(fā)送給第一 DAC，第一 DAC將第一 DAC的輸出發(fā)送給第一 E/0轉(zhuǎn)換器，并且來自第二傳輸鏈的信號可以被發(fā)送給第二 DAC，第二 DAC將第二 DAC的輸出發(fā)送給第二 E/0轉(zhuǎn)換器，從而使能力加倍。
[0011 ] 根據(jù)本發(fā)明的實施方式因此提供了一種靈活的DD-OFDM光傳輸器架構(gòu)，該DD-OFDM光傳輸器架構(gòu)補償色散的影響并且還可以用于補償可能存在的對光纖的其他影響。仿真證明，甚至在光纖長度為80千米的情況下去除了衰落點。因此，DD-OFDM變?yōu)橛糜诠馔ㄐ畔到y(tǒng)的可行替選方案。如上所述，DD-OFDM提供了多個優(yōu)于其他方法的優(yōu)點，包括較低的成本和較強的簡潔性。因此，根據(jù)本發(fā)明的實施方式允許將DD-OFDM的優(yōu)點引入光通信系統(tǒng)。
[0012]本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在閱讀各個附圖中示出的對實施方式的以下詳細(xì)描述之后將認(rèn)識到本公開內(nèi)容的各種實施方式的這些以及其他的目的和優(yōu)點。
【附圖說明】
[0013]被合并在本說明書中并且形成本說明書的一部分的附圖示出了本公開內(nèi)容的實施方式并且與本描述一起用于說明本公開內(nèi)容的原理，其中在附圖中，相似的附圖標(biāo)記描繪相似的要素。
[0014]圖1A示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方式中的直接檢測正交頻分復(fù)用(direct-detected orthogonal frequency-divis1n multiplexing，DD_0FDM)光信號傳輸器中的傳輸鏈的元件。
[0015]圖1B示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方式中的色散預(yù)補償器。
[0016]圖2A示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方式中的DD-OFDM光信號傳輸器中的傳輸鏈的元件。
[0017]圖2B示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方式中的色散預(yù)補償器。
[0018]圖2C示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方式中的色散預(yù)補償器。
[0019]圖3A和圖3B是示出根據(jù)本發(fā)明的實施方式中的DD-OFDM光信號傳輸器的操作的示例。
[0020 ]圖4是示出根據(jù)本發(fā)明的實施方式中的在DD-OFDM光信號傳輸器中生成DD-OFDM信號的方法中包括的操作的示例的流程圖。
[0021]圖5是用于能夠?qū)崿F(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的實施方式的DD-OFDM光信號傳輸器的前端設(shè)備的示例的框圖。
【具體實施方式】
[0022]現(xiàn)在將詳細(xì)參考本公開內(nèi)容的各種實施方式，這些實施方式的示例在附圖中示出。雖然結(jié)合這些實施方式進(jìn)行描述，但是要理解的是，它們并非意在將本公開內(nèi)容限制于這些實施方式。相反地，本公開內(nèi)容意在涵蓋可以被包括在如所附權(quán)利要求限定的本公開內(nèi)容的精神和范圍內(nèi)的替選方案、修改方案和等同方案。此外，在對本公開內(nèi)容的以下詳細(xì)描述中，闡述了多個具體細(xì)節(jié)以提供對本公開內(nèi)容的透徹理解。然而，要理解的是，可以在沒有這些具體細(xì)節(jié)的情況下實踐本公開內(nèi)容。在其他情況下，未詳細(xì)描述公知的方法、過程、組成和電路以免不必要地模糊本公開內(nèi)容的各個方面。
[0023]在對計算機存儲器內(nèi)的數(shù)據(jù)位的操作的過程、邏輯塊、處理和其他符號表示的方面來呈現(xiàn)以下詳細(xì)描述的一些部分。這些描述和表示是一種由數(shù)據(jù)處理領(lǐng)域的技術(shù)人員使用以向本領(lǐng)域其他技術(shù)人員最有效地傳達(dá)其工作本質(zhì)的手段。在本申請中，過程、邏輯塊、處理等被設(shè)想為產(chǎn)生期望結(jié)果的步驟或指令的自相容序列。這些步驟是利用對物理量的物理操縱的步驟。通常，然而并不一定，這些量采用能夠在計算機系統(tǒng)中存儲、傳遞、組合、比較或操縱的電信號或磁信號的形式。已經(jīng)證實，原則上出于習(xí)慣用語的原因，有時將這些信號稱為事項、位、值、元素、符號、字符、樣本、像素等是方便的。
[0024]然而，應(yīng)當(dāng)考慮到的是，所有的這些術(shù)語和類似術(shù)語應(yīng)當(dāng)與合適的物理量相關(guān)聯(lián)并且僅是應(yīng)用于這些量的便利標(biāo)簽。根據(jù)以下討論很明顯，除非另外特別指出，否則要意識到的是，貫穿本公開內(nèi)容，利用諸如“劃分”、“調(diào)制”、“變換”、“生成”、“添加”、“應(yīng)用”、“執(zhí)行”等術(shù)語的討論指代計算機系統(tǒng)或者類似的電子計算設(shè)備或處理器(例如，圖5的控制器510)的動作和處理(例如，圖4的流程圖400)。計算機系統(tǒng)或者類似的電子計算設(shè)備操縱和變換被表示為計算機系統(tǒng)存儲器、寄存器或其他這樣的信息存儲裝置、傳輸或顯示設(shè)備內(nèi)的物理(電子)量的數(shù)據(jù)。
[0025]可以在駐留在某種形式的計算機可讀存儲介質(zhì)上的由一個或更多個計算機或其他設(shè)備執(zhí)行的計算機可執(zhí)行指令例如程序模塊的一般上下文中討論本文中描述的實施方式。作為非限制性示例，計算機可讀存儲介質(zhì)可以包括非暫態(tài)計算機存儲介質(zhì)和通信介質(zhì)。一般地，程序模塊包括執(zhí)行特定任務(wù)或?qū)崿F(xiàn)特定抽象數(shù)據(jù)類型的例程、程序、對象、組成、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等。在各種實施方式中，可以根據(jù)需要組合或分配程序模塊的功能。
[0026]計算機存儲介質(zhì)包括用于存儲信息例如計算機可讀指令、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、程序模塊或其他數(shù)據(jù)的用任何方法或技術(shù)實現(xiàn)的易失性和非易失性、可移除和非可移除介質(zhì)。計算機存儲介質(zhì)包括但不限于隨機存取存儲器(random access memory，RAM)、只讀存儲器(readonly memory，R0M)、電可擦除可編程ROM(electrically erasable programmable ROM，EEPR0M)、閃速存儲器或其他存儲技術(shù)、致密盤R0M(compact disk ROM，CD-ROM)、數(shù)字通用盤(digital versatile disk，DVD)或其他光學(xué)存儲器、磁帶盤、磁帶、磁盤存儲器或其他磁性存儲設(shè)備、或者可以用于存儲期望信息并且可以被訪問以檢索該信息的任何其他介質(zhì)。
[0027]通信介質(zhì)可以實施計算機可執(zhí)行指令、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和程序模塊，并且包括任何信息傳遞介質(zhì)。作為非限制性示例，通信介質(zhì)包括:有線介質(zhì)例如有線網(wǎng)絡(luò)或直接有線連接；以及無線介質(zhì)例如聲波、射頻(rad1 frequency，RF)、紅外線或其他無線介質(zhì)。上述中的任意的組合也可以被包括在計算機可讀介質(zhì)的范圍內(nèi)。
[0028]圖1A是示出根據(jù)本發(fā)明的實施方式中的直接檢測正交頻分復(fù)用(direct-detected orthogonal frequency-divis1n multiplexing，DD_OFDM)光信號傳輸器 100(下文中的傳輸器100)中的傳輸鏈101的元件的框圖。元件可以用硬件、固件或軟件或者其組合來實現(xiàn)。傳輸器100和/或傳輸鏈101中可以包括除所示或所描述的元件之外的元件。這些元件可以包括接收器和接收鏈。也就是說，傳輸器100可以被實現(xiàn)為收發(fā)器的一部分。
[0029]傳輸鏈101執(zhí)行將輸入數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換成可以通過光纖來傳輸?shù)哪M信號的操作。串并轉(zhuǎn)換器(serial-to-parallel，S/P) 102將輸入數(shù)據(jù)中的串行位信息轉(zhuǎn)換成并行位信息。符號映射器104將位劃分成數(shù)據(jù)符號并且將符號調(diào)制到相應(yīng)正交子載波上。
[0030]注水器106基于所觀測或預(yù)測的每個子信道的光學(xué)信噪比(signal-to-noiserat1，SNR)根據(jù)需要放大信號功率和/或增加子載波中的一個或更多個子載波的位數(shù)。
[0031]在圖1A的實施方式中，色散預(yù)補償器108在逆快速傅里葉變換(inverse fastFourier transform, IFFT)塊110之前。色散預(yù)補償器108執(zhí)行數(shù)字信號處理(在本文中稱為“色散預(yù)補償數(shù)字信號處理”)以補償例如但不限于色散等影響。
[0032]參照圖1B，在實施方式中，色散預(yù)補償器108包括多個并行的乘法器。每個乘法器將相應(yīng)子載波S0、S1，…，SN乘以相應(yīng)色散相關(guān)因子(例如，相位項)。因子向每個子載波應(yīng)用相位旋轉(zhuǎn)，相位旋轉(zhuǎn)消除了光纖中的色散。因子可以基于所觀測或預(yù)測的可能發(fā)生功率衰落的頻率。因子的大小可以基于針對相應(yīng)頻率所觀測或預(yù)測的功率衰落的程度。例如，可以由接收器來觀測信道條件并且將其發(fā)送給傳輸器100，傳輸器100然后可以確定因子和/或調(diào)節(jié)因子。
[0033]如所述的，色散預(yù)補償器108可以用硬件、固件或軟件來實現(xiàn)。在實施方式中，色散預(yù)補償器108被實現(xiàn)為專用集成電路(applicat1n-specific integrated circuit，ASIC)ο
[0034]再次參照圖1A，IFFT塊110將來自色散預(yù)補償器108的頻域符號轉(zhuǎn)換成時域符號。并串行轉(zhuǎn)換器(parallel-t0-serial，P/S)112將并行信息轉(zhuǎn)換回串行信息;子載波被組合成一個信號。
[0035]在前綴(prefix，CP)塊114中向符號添加前綴(例如，循環(huán)前綴、前導(dǎo)碼或保護(hù)間隔)。
[0036]在根據(jù)本發(fā)明的實施方式中，選擇性地執(zhí)行色散預(yù)補償數(shù)字信號處理。當(dāng)執(zhí)行色散預(yù)補償數(shù)字信號時，時域符號是包括同相(或?qū)?分量(I)和正交相(或虛)分量(Q)的復(fù)數(shù)值，I和Q分別表不用于時域符號的相應(yīng)子載波的正弦波的幅度和相位。I分量被發(fā)送給第一數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器(digital-to-analog converter，DAC) 116并且被轉(zhuǎn)換到模擬域，Q分量被發(fā)送給第二 DAC 118并且被轉(zhuǎn)換到模擬域。電光(616。1:1'；[031-1:0-(^1:;[0314/0)轉(zhuǎn)換器120然后針對每個子載波將模擬信號轉(zhuǎn)換成光信號并且通過調(diào)節(jié)激光器來傳輸光信號。在實施方式中，E/0轉(zhuǎn)換器120是I/Q調(diào)制器。
[0037]可能存在無需執(zhí)行色散預(yù)補償數(shù)字信號處理的時候，在這種情況下，可以將色散預(yù)補償器塊108旁路。當(dāng)傳輸鏈101不執(zhí)行色散預(yù)補償數(shù)字信號處理時，時域符號僅包括實分量(I)，實分量可以被發(fā)送給第一DAC 116并且被轉(zhuǎn)換到模擬域;然后模擬信號被發(fā)送給E/0轉(zhuǎn)換器120，然后被傳輸。當(dāng)在傳輸鏈101中沒有執(zhí)行色散預(yù)補償數(shù)字信號處理時，可以使用第二傳輸鏈和第二 E/0轉(zhuǎn)換器連同第二 DAC 118來提高傳輸器100的傳輸能力。結(jié)合圖3A和圖3B來提供下面進(jìn)一步討論的另外的信息。
[0038]圖2A是不出根據(jù)本發(fā)明的實施方式中的DD-OFDM光信號傳輸器200(下文中的傳輸器200)中的傳輸鏈201的元件的框圖。元件可以用硬件、固件或軟件或者其組合來實現(xiàn)。傳輸器200和/或傳輸鏈201中可以包括除所示或所描述的元件之外的元件。這些元件可以包括接收器或接收鏈。也就是說，傳輸器200可以被實現(xiàn)為收發(fā)器的一部分。
[0039]傳輸鏈201包括如圖1A的傳輸鏈101中的元件的元件，并且這些元件不再描述。與傳輸鏈101相比，在傳輸鏈201中，色散預(yù)補償器208在IFFT塊110之后。
[0040]參照圖2B，在實施方式中，色散預(yù)補償器208包括頻域濾波器230。由于色散預(yù)補償208在IFFT塊110之后，所以輸入信號在時域中。因而信號在FFT塊231中被變換到頻域。濾波器230包括向頻域信號應(yīng)用不同頻率項(因子)的多個乘法器。在通過乘法器被施加頻率項之后，信號在IFFT塊232中被變換回時域。
[0041]參照圖2C，在另一實施方式中，色散預(yù)補償器208包括有限脈沖響應(yīng)(finiteimpulse response，F(xiàn)IR)濾波器240(例如，復(fù)FIR濾波器)。濾波器240包括針對濾波器的一個分支的多個因子的第一集合以及針對濾波器的另一分支的多個因子的第二集合。
[0042]濾波器230和濾波器240按照已知的方式起作用，從而以能夠抵消由色散和可能存在的對于光纖的其他影響所引起的符號間干擾(inter-symbol interference，ISI)的方式來調(diào)節(jié)信號。濾波器230或濾波器240的長度可以取決于例如性能和功耗等考慮。
[0043]在圖2A實施方式中，色散預(yù)補償器208按照先進(jìn)先出(first-1n first-out,FIFO)方式操作并且可以完全地或完整地補償ISI。因此，可以減小CP塊114中添加的前綴的長度，或者可以不添加前綴，從而提高頻譜效率。因此，在圖2A實施方式中，CP塊114是可選的或者可以被旁路。而且，與圖1A的實施方式類似，可能存在無需預(yù)補償數(shù)字信號處理的時候，在這種情況下，可以將色散預(yù)補償器塊208旁路。
[0044]總之，根據(jù)本發(fā)明的實施方式在DD_(FDM光信號傳輸器處對信號進(jìn)行預(yù)失真以補償光纖中的色散，使得接收器能夠接收高品質(zhì)(無色散)的信號。雖然被描述為針對光纖上的色散的解決方案，但是根據(jù)本發(fā)明的實施方式也可以用于其他目的。例如，根據(jù)本發(fā)明的實施方式可以用于在沒有濾光器的情況下生成單邊帶(s ingl e-sideband，SSB) OFDM信號，以將消光比提高為優(yōu)于由濾光器實現(xiàn)的消光比。
[0045]圖3A和圖3B是示出根據(jù)本發(fā)明的實施方式中的DD-OFDM光信號傳輸器300(下文中的傳輸器300)的靈活操作的示例。傳輸器100(圖1A)和傳輸器200(圖2A)是傳輸器300的示例。在圖3A和圖3B的示例中，傳輸器包括第一傳輸鏈301和第二傳輸鏈302。包括色散預(yù)補償器108(圖1B)的傳輸鏈101(圖1A)和包括色散預(yù)補償器208(圖2B或圖2C)的傳輸鏈201(圖2A)是傳輸鏈301和302的示例。傳輸器300還包括E/0轉(zhuǎn)換器120和第二 E/0轉(zhuǎn)換器320。傳輸器300可以包括多于兩個傳輸鏈和多于兩個E/0轉(zhuǎn)換器。
[0046]在實施方式中，傳輸器300包括前端設(shè)備或模塊510(參見圖5)。前端設(shè)備510可以利用常規(guī)的編碼和交織來對輸入數(shù)據(jù)流編碼。前端設(shè)備510可以用于確定由色散預(yù)補償器108(圖1B)和色散預(yù)補償器208(圖2B和圖2C)應(yīng)用的因子。前端設(shè)備510還可以確定是否要在傳輸鏈中執(zhí)行色散預(yù)補償數(shù)字信號處理。如上所述，可以由接收器觀測信道條件并且將其發(fā)送給傳輸器300。前端設(shè)備510可以使用該信息來例如確定是否要執(zhí)行色散預(yù)補償數(shù)字信號處理，然后選擇是否旁路色散預(yù)補償器108和色散預(yù)補償器208。
[0047]圖3A示出了其中執(zhí)行色散預(yù)補償數(shù)字信號處理的示例。當(dāng)執(zhí)行色散預(yù)補償數(shù)字信號處理時，I分量被發(fā)送給第一DAC 116并且被轉(zhuǎn)換到模擬域，并且Q分量被發(fā)送給第二DAC118并且被轉(zhuǎn)換到模擬域。第一 DAC 116和第二 DAC 118均將其輸出發(fā)送給E/0轉(zhuǎn)換器120。
[0048]圖3B示出了其中第一傳輸鏈301和第二傳輸鏈302中任一者均不執(zhí)行色散預(yù)補償數(shù)字信號處理的示例(例如，圖1B的色散預(yù)補償器108以及圖2B或圖2C的色散預(yù)補償器208被旁路)。當(dāng)不執(zhí)行色散預(yù)補償數(shù)字信號時，不存在Q分量。因此，來自第一傳輸鏈301的I分量可以被發(fā)送給第一DAC 116并且被轉(zhuǎn)換到模擬域，并且來自第二傳輸鏈302的I分量可以被發(fā)送給第二 DAC 118并且被轉(zhuǎn)換到模擬域。第一 DAC 116將其輸出發(fā)送給E/0轉(zhuǎn)換器120，并且第二 DAC 118將其輸出發(fā)送給第二 E/0轉(zhuǎn)換器320。傳輸鏈301和302、DAC 116和118以及E/0轉(zhuǎn)換器120和320能夠彼此獨立地并且并行地工作。
[0049]因此，如通過圖3A和圖3B的示例所示出的，當(dāng)不執(zhí)行色散預(yù)補償數(shù)字信號處理時，可以提高DD-OFDM光傳輸器的能力(例如，當(dāng)存在兩個傳輸鏈時，能力加倍)。
[0050]根據(jù)本發(fā)明的實施方式因此提供了補償色散的影響并且還可以用于補償可能存在的對光纖的其他影響的靈活的DD-OFDM光傳輸器架構(gòu)。仿真證明，甚至在光纖長度為80千米的情況下去除了衰落點，SNR和誤碼率(bit error rate，BER)在整個子載波頻譜上保持平坦?？梢詫⒃诔Ｒ?guī)系統(tǒng)中被認(rèn)為不能使用的子載波用于使用根據(jù)本公開內(nèi)容的DD-(FDM光信號傳輸器來傳輸信息，以提高光通信系統(tǒng)的能力。
[0051]圖4是示出可以作為在根據(jù)本發(fā)明的實施方式中的DD-(FDM光信號傳輸器中生成DD-OFDM信號的方法的一部分來執(zhí)行的操作的示例的流程圖400。流程圖400中包括的操作中的一些操作可以由圖3A和圖3B的前端模塊510來執(zhí)行，并且其他操作可以由被包括在圖1A和圖2A的傳輸鏈101和201中的元件來執(zhí)行。流程圖400中的操作可以按照不同的順序來執(zhí)行。如上所述，取決于實施方式，可以在IFFT塊110之前或之后執(zhí)行預(yù)補償數(shù)字信號處理。在圖4中，使用帶圈數(shù)字I來指定其中在IFFT塊110之前執(zhí)行預(yù)補償數(shù)字信號處理的貫穿流程圖400的路徑，并且使用帶圈數(shù)字2來指定其中在IFFT塊110之后執(zhí)行預(yù)補償數(shù)字信號處理的貫穿流程圖的路徑。
[0052]在圖4的塊402中，將輸入數(shù)據(jù)流從串行位信息轉(zhuǎn)換成并行位信息。
[0053]在塊404中，將輸入數(shù)據(jù)流劃分成符號。
[0054]在塊406中，將符號調(diào)制到子載波上。
[0055]在塊408中，對子載波注水。
[0056]在塊410中，對符號進(jìn)行逆快速傅里葉變換。
[0057]在塊412中，執(zhí)行色散預(yù)補償數(shù)字信號處理。以上討論了色散預(yù)補償數(shù)字信號處理。在實施方式中，這樣的處理(例如，圖1B的示例)在執(zhí)行塊408的逆快速傅里葉變換之前執(zhí)行。在另一實施方式中，這樣的處理(例如，圖2B和圖2C的示例)在執(zhí)行塊408的逆快速傅里葉變換之后執(zhí)行。
[0058]在塊414中，將并行信息轉(zhuǎn)換成串行信息。
[0059]在塊416中，在實施方式中，向符號添加前綴。在其中色散預(yù)補償數(shù)字信號處理在塊408的逆快速傅里葉變換之后執(zhí)行的情況下，可以不添加前綴。
[0060]在塊418中，將符號從傳輸鏈輸出。
[0061]本文中所描述和/或所示的處理參數(shù)和步驟序列僅作為示例給出并且可以根據(jù)需要來改變。例如，雖然本文中所示和/或所描述的步驟可以按照特定順序來示出或討論，但是這些步驟不一定需要按照所示或所討論的順序來執(zhí)行。本文中所描述和/或所示的各種示例方法也可以省略本文中所描述或所示的步驟中的一個或更多個步驟，或者包括除所公開的這些步驟之外的其他步驟。
[0062]圖5是能夠?qū)崿F(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的實施方式的前端設(shè)備或模塊510的示例的框圖。在其最基本的配置中，設(shè)備510包括至少一個處理電路(例如，處理器514)和至少一個非易失性存儲介質(zhì)(例如，存儲器516)。
[0063]處理器514—般表示能夠處理數(shù)據(jù)或解讀并且執(zhí)行指令以執(zhí)行本文中所描述和/或所示的示例實施方式中的一個或更多個示例實施方式的功能的任何類型或形式的處理單元或電路。
[0064]系統(tǒng)存儲器516—般表示能夠存儲數(shù)據(jù)和/或其他計算機可讀指令的任何類型或形式的易失性或非易失性存儲設(shè)備或介質(zhì)。
[0065]設(shè)備510可以包括除處理器514和系統(tǒng)存儲器516之外的一個或更多個部件或元件。例如，設(shè)備510可以由包括存儲器控制器、輸入/輸出(inpUt/OUtpUt，I/0)控制器和通信接口 515的設(shè)備來實現(xiàn)。
[0066]通信接口在廣義上表示能夠促進(jìn)設(shè)備510與例如DD_(FDM光信號傳輸器或收發(fā)器中的一個或更多個其他設(shè)備或部件之間的通信的任何類型或形式的通信設(shè)備或適配器。
[0067]雖然以上公開內(nèi)容使用具體的框圖、流程圖和示例來闡述各種實施方式，但是可以使用各種硬件、軟件或固件(或其任何組合)配置來獨立地和/或共同地實現(xiàn)本文中所描述和/或所示的每個框圖部件、流程圖步驟、操作和/或部件。另外，其他部件內(nèi)所包含的部件的任何公開應(yīng)當(dāng)被視為示例，這是因為也可以實現(xiàn)許多其他架構(gòu)以實現(xiàn)相同的功能。
[0068]已經(jīng)出于說明的目的參照【具體實施方式】描述了以上描述。然而，以上說明性討論并非意在詳述或者將本發(fā)明限制于所公開的精確形式。考慮到以上教示，許多修改和變型是可能的。實施方式被選擇并且被描述以便于最佳地說明本發(fā)明及其實際應(yīng)用的原理，從而使得本領(lǐng)域其他技術(shù)人員能夠最佳地利用具有可以適用于所考慮的特定用途的各種修改的本發(fā)明及其實施方式。
[0069]因此描述了根據(jù)本發(fā)明的實施方式。雖然已經(jīng)在特定實施方式中描述了本公開內(nèi)容，但是應(yīng)當(dāng)意識到的是，本發(fā)明不應(yīng)當(dāng)被解釋為受到這樣的實施方式的限制，而是應(yīng)當(dāng)根據(jù)以下權(quán)利要求來解釋。
【主權(quán)項】
1.一種直接檢測正交頻分復(fù)用(DD-OFDM)光信號傳輸器，包括: 電光(E/0)轉(zhuǎn)換器；以及 第一傳輸鏈，所述第一傳輸鏈能夠操作用于執(zhí)行將輸入數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換成要傳輸?shù)男盘柕牟僮?，所述操作包?將所述輸入數(shù)據(jù)流劃分成符號、將所述符號調(diào)制到子載波上、以及對所述符號進(jìn)行逆快速傅里葉變換，所述第一傳輸鏈還能夠操作用于選擇性地執(zhí)行色散預(yù)補償數(shù)字信號處理以生成同相和正交相(I/Q)信號，所述I/Q信號被輸出至所述E/0轉(zhuǎn)換器。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的DD-(FDM光信號傳輸器，其中，所述色散預(yù)補償數(shù)字信號處理在所述逆快速傅里葉變換之前執(zhí)行并且包括將所述子載波乘以相應(yīng)因子。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的DD-(FDM光信號傳輸器，其中，所述第一傳輸鏈還能夠操作用于向所述符號添加前綴。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的DD-(FDM光信號傳輸器，其中，所述色散預(yù)補償數(shù)字信號處理在所述逆快速傅里葉變換之后執(zhí)行并且包括向通過所述逆快速傅里葉變換生成的信號應(yīng)用有限脈沖響應(yīng)(FIR)濾波器。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的DD-(FDM光信號傳輸器，其中，所述色散預(yù)補償數(shù)字信號處理在所述逆快速傅里葉變換之后執(zhí)行并且包括:對通過所述逆快速傅里葉變換生成的信號進(jìn)行快速傅里葉變換；向通過所述快速傅里葉變換生成的信號應(yīng)用頻域濾波器；以及對通過所述頻域濾波器的應(yīng)用產(chǎn)生的信號進(jìn)行逆快速傅里葉變換。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的DD-OFDM光信號傳輸器，還包括: 第一數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器(DAC)，所述第一DAC能夠操作用于接收所述I/Q信號的同相分量并且向所述E/0轉(zhuǎn)換器輸出所述同相分量的模擬版本;以及 第二 DAC，所述第二 DAC能夠操作用于接收所述I/Q信號的正交相分量并且向所述E/0轉(zhuǎn)換器輸出所述正交相分量的模擬版本。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的DD-OFDM光信號傳輸器，還包括第二傳輸鏈，其中，如果所述色散預(yù)補償被旁路，則:所述第一 DAC從所述第一傳輸鏈接收第一信號并且向所述E/0轉(zhuǎn)換器輸出所述第一信號的模擬版本;并且所述第二 DAC從所述第二傳輸鏈接收第二信號并且向第二 E/0轉(zhuǎn)換器輸出所述第二信號的模擬版本，所述第一信號和所述第二信號具有同相分量但沒有正交相分量。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的DD-(FDM光信號傳輸器，其中，所述第一傳輸鏈還能夠操作用于將所述輸入數(shù)據(jù)流從串行位信息轉(zhuǎn)換成并行位信息并且對所述子載波注水。9.一種生成直接檢測正交頻分復(fù)用(DD-OFDM)信號的方法，所述方法包括: 將輸入數(shù)據(jù)流劃分成符號； 將所述符號調(diào)制到子載波上； 對所述符號執(zhí)行逆快速傅里葉變換；以及 執(zhí)行色散預(yù)補償數(shù)字信號處理以生成表示所述輸入數(shù)據(jù)流的同相和正交相(I/Q)信號。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述執(zhí)行色散預(yù)補償數(shù)字信號處理在執(zhí)行所述逆快速傅里葉變換之前開始并且包括將所述子載波乘以相應(yīng)因子。11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述執(zhí)行色散預(yù)補償數(shù)字信號處理在執(zhí)行所述逆快速傅里葉變換之后開始并且包括向通過所述逆快速傅里葉變換生成的信號應(yīng)用有限脈沖響應(yīng)(FIR)濾波器。12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述執(zhí)行色散預(yù)補償數(shù)字信號處理在執(zhí)行所述逆快速傅里葉變換之后開始并且包括: 對通過所述逆快速傅里葉變換生成的信號執(zhí)行快速傅里葉變換； 向通過所述快速傅里葉變換生成的信號應(yīng)用頻域濾波器；以及 對由于所述頻域濾波器的應(yīng)用產(chǎn)生的信號執(zhí)行逆快速傅里葉變換。13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，還包括: 在將所述輸入數(shù)據(jù)流劃分成所述符號之前將所述輸入數(shù)據(jù)流從串行位信息轉(zhuǎn)換成并行位信息； 在執(zhí)行所述色散預(yù)補償數(shù)字信號處理之前對所述子載波注水；以及 在所述符號的所述逆快速傅里葉變換之后向所述符號添加前綴。14.一種直接檢測正交頻分復(fù)用(DD-OFDM)光信號傳輸器，包括: 第一傳輸鏈，所述第一傳輸鏈能夠操作用于選擇性地執(zhí)行色散預(yù)補償數(shù)字信號處理； 第二傳輸鏈，所述第二傳輸鏈能夠操作用于選擇性地執(zhí)行色散預(yù)補償數(shù)字信號處理； 第一數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器(DAC); 第二 DAC; 第一電光(E/0)轉(zhuǎn)換器；以及 第二E/0轉(zhuǎn)換器，其中，如果在所述第一傳輸鏈和所述第二傳輸鏈中沒有執(zhí)行所述色散預(yù)補償，則:所述第一傳輸鏈向所述第一 DAC輸出第一信號并且所述第二傳輸鏈向所述第二DAC輸出第二信號，所述第一數(shù)字信號和所述第二數(shù)字信號包含同相分量但不包含正交相分量，所述第一 DAC向所述第一 E/0轉(zhuǎn)換器發(fā)送所述第一 DAC的輸出并且所述第二 DAC向所述第二E/0轉(zhuǎn)換器發(fā)送所述第二DAC的輸出；并且其中，如果在所述第一傳輸鏈中執(zhí)行所述色散預(yù)補償，則:所述第一傳輸鏈向所述第一 DAC輸出第三信號并且向所述第二 DAC輸出第四信號，所述第三信號包含同相分量并且所述第四信號包含正交相分量，所述第一 DAC和所述第二 DAC向所述第一 E/0轉(zhuǎn)換器發(fā)送所述第一 DAC的輸出和所述第二 DAC的輸出。15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的DD-OFDM光信號傳輸器，其中，所述第一傳輸鏈能夠操作用于執(zhí)行將輸入數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換成要傳輸?shù)男盘柕牟僮?，所述操作包?將所述輸入數(shù)據(jù)流劃分成符號;將所述符號調(diào)制到子載波上；以及對所述符號進(jìn)行逆快速傅里葉變換。16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的DD-OFDM光信號傳輸器，其中，所述色散預(yù)補償數(shù)字信號處理在執(zhí)行所述逆快速傅里葉變換之前執(zhí)行并且包括將所述子載波乘以相應(yīng)因子。17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的DD-OFDM光信號傳輸器，其中，所述第一傳輸鏈還能夠操作用于向所述符號添加前綴。18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的DD-OFDM光信號傳輸器，其中，所述色散預(yù)補償數(shù)字信號處理在執(zhí)行所述逆快速傅里葉變換之后執(zhí)行并且包括向通過所述逆快速傅里葉變換生成的信號應(yīng)用有限脈沖響應(yīng)(FIR)濾波器。19.根據(jù)權(quán)利要求15所述的DD-OFDM光信號傳輸器，其中，所述色散預(yù)補償數(shù)字信號處理在執(zhí)行所述逆快速傅里葉變換之后執(zhí)行并且包括:對通過所述逆快速傅里葉變換生成的信號進(jìn)行快速傅里葉變換；向通過所述快速傅里葉變換生成的信號應(yīng)用頻域濾波器；以及對通過所述頻域濾波器的應(yīng)用產(chǎn)生的信號進(jìn)行逆快速傅里葉變換。20.根據(jù)權(quán)利要求15所述的DD-OFDM光信號傳輸器，其中，所述第一傳輸鏈還能夠操作用于將所述輸入數(shù)據(jù)流從串行位信息轉(zhuǎn)換成并行位信息并且對所述子載波注水。
【文檔編號】H04J14/00GK105917605SQ201580002364
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2015年2月4日
【發(fā)明人】李傳東, 查爾斯·忱·陳, 張筑虹
【申請人】華為技術(shù)有限公司