基于多級調(diào)制的高速率oofdm信號發(fā)射系統(tǒng)和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種通信技術(shù)，尤其涉及一種基于多級調(diào)制的高速率0(FDM信號發(fā)射系統(tǒng)和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著通信技術(shù)的不斷演進和新業(yè)務(wù)井噴式的涌現(xiàn)，人們對通信網(wǎng)絡(luò)的帶寬和容量提出了越來越高的要求，光通信系統(tǒng)正朝著更高速率、更高傳輸容量與更長傳輸距離的方向發(fā)展。在未來高速率、長距離通信發(fā)展方向要求下，將OFDM與光通信相結(jié)合的技術(shù)便應(yīng)運而生，并成為了通信領(lǐng)域內(nèi)廣泛研究和關(guān)注的新技術(shù)。將OFDM技術(shù)應(yīng)用到光纖通信領(lǐng)域，SP光正交頻分復(fù)用(OOFDM)技術(shù)，已經(jīng)成為解決未來更高速率、更長距離、更大容量通信的一項關(guān)鍵技術(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的就在于為了解決上述問題而提供一種基于多級調(diào)制的高速率OOFDM信號發(fā)射系統(tǒng)和方法。
[0004]本發(fā)明通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)上述目的:
[0005]本發(fā)明包括以下步驟:
[0006](I)多級調(diào)制OOFDM信號的產(chǎn)生:將輸入的偽隨機二進制數(shù)據(jù)序列通過串并變換后，進行M進制的PSK調(diào)制或M-QAM調(diào)制，做IFFT變換再通過并串變換為串行的OFDM符號，加CP和循環(huán)前綴后產(chǎn)生基帶的OFDM信號，再將該基帶信號輸入至波形發(fā)生器中產(chǎn)生基帶OFDM波形，將其通過調(diào)制器直接加載到光載波上，完成多級調(diào)制OOFDM信號的產(chǎn)生過；
[0007](2)利用偏振復(fù)用提高0(FDM信號速率:光源LD用來產(chǎn)生光載波，將光載波輸出至偏振分束器(PBS)中將其分成偏振方向垂直的兩束光，即X偏振和y偏振兩束偏振光，然后再分別用M-Z調(diào)制器將基帶OFDM信號調(diào)制到不同偏振態(tài)的光載波上，接著采用偏振合束器(PBC)將偏振方向垂直的光信號親合在一起送入傳輸鏈路中；
[0008](3)采用副載波調(diào)制產(chǎn)生0(FDM信號:將基帶OFDM電信號與RF信號先進行混頻，然后再通過調(diào)制器調(diào)制到光載波上，設(shè)置調(diào)制器的偏置點，使其處于載波抑制狀態(tài)，產(chǎn)生兩個邊帶，在這兩個邊帶上同時加載OFDM信號產(chǎn)生OOFDM信號；
[0009](4)用副載波復(fù)用提高OOFDM信號速率:將兩路相同速率的基帶OFDM信號分別與副載波RFl和副載波RF2進行混頻后驅(qū)動M-Z調(diào)制器，精確調(diào)整其驅(qū)動電壓、偏置電壓使其工作在載波抑制狀態(tài)，從而產(chǎn)生兩個上、下邊帶，共四個邊帶，在這四個邊帶上同時加載上基帶的OFDM信號產(chǎn)生OOFDM信號，通過濾波器濾出其中的上邊帶或下邊帶，兩個上或下邊帶同時送入光纖中進行傳輸；
[0010](5)同時采用偏振復(fù)用和副載波復(fù)用提高OOFDM信號速率:光載波通過偏振分束器分成偏振方向正交的兩路光載波，每路偏振光通過副載波調(diào)制得到兩路偏振正交的副載波復(fù)用調(diào)制信號，然后將兩路偏振正交的副載波復(fù)用信號通過偏振合束器耦合在一起，再通過濾波器濾除其中的上邊帶或下邊帶，兩個上或下邊帶同時送入光纖中進行傳輸。
[0011]本發(fā)明的有益效果在于:
[0012]本發(fā)明是一種基于多級調(diào)制的高速率OOroM信號發(fā)射系統(tǒng)和方法，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有很高的頻譜利用率、很強的色度色散(CD)和偏振模色散(PMD)容忍能力的優(yōu)點，是一種非常有發(fā)展?jié)摿Φ母咚匍L距離光纖通信技術(shù)，具有推廣應(yīng)用的價值。
【附圖說明】
[0013]圖1是本發(fā)明的多級調(diào)制的OOFDM信號裝置示意圖；
[0014]圖2是本發(fā)明的采用偏振復(fù)用方式提高OOFDM信號速率的裝置示意圖；
[0015]圖3是本發(fā)明的副載波調(diào)制產(chǎn)生OOFDM信號裝置圖；
[0016]圖4是本發(fā)明的采用副載波復(fù)用提高OOFDM信號速率裝置示意圖；
[0017]圖5是本發(fā)明的偏振復(fù)用和副載波復(fù)用提高OOFDM信號速率裝置示意圖。
【具體實施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明:
[0019]本發(fā)明包括以下步驟:
[0020]如圖1所示:步驟1:多級調(diào)制OOFDM信號的產(chǎn)生:將輸入的偽隨機二進制數(shù)據(jù)序列通過串并變換后，進行M進制的PSK調(diào)制或M-QAM調(diào)制，做IFFT變換再通過并串變換為串行的OFDM符號，加CP和循環(huán)前綴后產(chǎn)生基帶的OFDM信號，再將該基帶信號輸入至波形發(fā)生器中產(chǎn)生基帶OFDM波形，將其通過調(diào)制器直接加載到光載波上，完成多級調(diào)制OOFDM信號的產(chǎn)生過；
[0021]如圖2所示:步驟2:利用偏振復(fù)用提高OOFDM信號速率:光源LD用來產(chǎn)生光載波，將光載波輸出至偏振分束器(PBS)中將其分成偏振方向垂直的兩束光，即X偏振和y偏振兩束偏振光，然后再分別用M-Z調(diào)制器將基帶OFDM信號調(diào)制到不同偏振態(tài)的光載波上，接著采用偏振合束器(PBC)將偏振方向垂直的光信號親合在一起送入傳輸鏈路中；由于米用偏振復(fù)用技術(shù)之后是在光的兩個偏振態(tài)上同時加載信號的，因此使得OOFDM信號的速率比(I)中提升一倍。
[0022]如圖3所示:步驟3:步驟I和步驟2中的0(FDM信號都是通過光載基帶OFDM產(chǎn)生的，受限于當(dāng)今電子器件帶寬和處理速率的限制，速率并不能得到很大的提高。為了進一步提升OOFDM信號的速率，可以用不同副載波RF信號將基帶OFDM信號進行頻譜搬移、并復(fù)用的方式。采用副載波調(diào)制產(chǎn)生OOFDM信號:將基帶OFDM電信號與RF信號先進行混頻，然后再通過調(diào)制器調(diào)制到光載波上，設(shè)置調(diào)制器的偏置點，使其處于載波抑制狀態(tài)，產(chǎn)生兩個邊帶，在這兩個邊帶上同時加載OFDM信號產(chǎn)生OOFDM信號;在光纖傳輸中，色散效應(yīng)會對不同的邊帶成分產(chǎn)生不同的相移，進而會引起信號碼元的時間走離效應(yīng)。為了克服這種時間走離效應(yīng)，我們用可調(diào)諧光濾波器(TOF)濾除其中一個邊帶，只讓其中一個邊帶進入光纖信道中進行傳輸，這樣既可以消除光纖色散的影響，還可以節(jié)約一個邊帶資源。
[0023]如圖4所不:步驟4:用副載波復(fù)用提尚OOFDM彳目號速率:將兩路相同速率的基帶OFDM信號分別與副載波RFl和副載波RF2進行混頻后驅(qū)動M-Z調(diào)制器，精確調(diào)整其驅(qū)動電壓、偏置電壓使其工作在載波抑制狀態(tài)，從而產(chǎn)生兩個上、下邊帶，共四個邊帶，在這四個邊帶上同時加載上基帶的OFDM信號產(chǎn)生OOFDM信號，通過濾波器濾出其中的上邊帶或下邊帶，兩個上或下邊帶同時送入光纖中進行傳輸；
[0024]如圖5所示:步驟5:同時采用偏振復(fù)用和副載波復(fù)用提高0(FDM信號速率:光載波通過偏振分束器分成偏振方向正交的兩路光載波，每路偏振光通過副載波調(diào)制得到兩路偏振正交的副載波復(fù)用調(diào)制信號，然后將兩路偏振正交的副載波復(fù)用信號通過偏振合束器耦合在一起，再通過濾波器濾除其中的上邊帶或下邊帶，兩個上或下邊帶同時送入光纖中進行傳輸。采用這種方法使得OOFDM信號的承載速率得到了極大的提高。
[0025]本發(fā)明采用多級調(diào)制的OOFDM技術(shù)充分利用到了OFDM技術(shù)與光纖通信技術(shù)的優(yōu)勢。首先，OFDM技術(shù)是一種特殊的多載波復(fù)用技術(shù)，它利用各個子載波間的相互正交性進一步提高了頻譜利用率，并且提高了系統(tǒng)的抗窄帶干擾和抗多徑衰落能力。CFDM通過多個正交的子載波將高速的串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為多個低速的并行數(shù)據(jù)進行傳輸，不但增大了碼元的寬度，減少單個碼元占用的帶寬，還增強了對多徑衰落引起的頻率選擇性衰落的抵抗性，有效地克服了碼元間的串?dāng)_，降低了整個系統(tǒng)對均衡技術(shù)的要求，是消除長距離傳輸鏈路中光色散補償需求的一種很有前途的備選方案。其次，OFMD的子載波數(shù)目靈活可調(diào)，每個子載波對應(yīng)的調(diào)制格式也可靈活選擇，可以對子載波進行差分相移鍵控(DPSK)、正交差分相移鍵控(DQPSK)以及更為復(fù)雜的正交幅度調(diào)制(M-QAM)等多種調(diào)制技術(shù)。這種優(yōu)勢將增加光纖通信系統(tǒng)的傳輸容量和對調(diào)制格式的透明度，并且降低了系統(tǒng)的復(fù)雜度。最后，結(jié)合光纖通信系統(tǒng)中光載波的特點之一，即光載波具有不同的偏振態(tài)，可以在不同偏振態(tài)上加載信息，實現(xiàn)偏振復(fù)用(I3DM)。通常，是在兩個相互正交的偏振態(tài)，即X偏振和y偏振態(tài)上來加載信息進行偏振復(fù)用。結(jié)合PDM技術(shù)之后，可以進一步的提高光纖通信系統(tǒng)的傳輸容量和傳輸速率。
[0026]以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征及本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
【主權(quán)項】
1.一種基于多級調(diào)制的高速率OOFDM信號發(fā)射系統(tǒng)和方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)多級調(diào)制OOFDM信號的產(chǎn)生:將輸入的偽隨機二進制數(shù)據(jù)序列通過串并變換后，進行M進制的PSK調(diào)制或M-QAM調(diào)制，做IFFT變換再通過并串變換為串行的OFDM符號，加CP和循環(huán)前綴后產(chǎn)生基帶的OFDM信號，再將該基帶信號輸入至波形發(fā)生器中產(chǎn)生基帶OFDM波形，將其通過調(diào)制器直接加載到光載波上，完成多級調(diào)制OOFDM信號的產(chǎn)生過； (2)利用偏振復(fù)用提高(XFDM信號速率:光源LD用來產(chǎn)生光載波，將光載波輸出至偏振分束器(PBS)中將其分成偏振方向垂直的兩束光，即X偏振和y偏振兩束偏振光，然后再分別用M-Z調(diào)制器將基帶OFDM信號調(diào)制到不同偏振態(tài)的光載波上，接著采用偏振合束器(PBC)將偏振方向垂直的光信號耦合在一起送入傳輸鏈路中； (3)采用副載波調(diào)制產(chǎn)生OOFDM信號:將基帶OFDM電信號與RF信號先進行混頻，然后再通過調(diào)制器調(diào)制到光載波上，設(shè)置調(diào)制器的偏置點，使其處于載波抑制狀態(tài)，產(chǎn)生兩個邊帶，在這兩個邊帶上同時加載OFDM信號產(chǎn)生OOFDM信號； (4)用副載波復(fù)用提高OOFDM信號速率:將兩路相同速率的基帶OFDM信號分別與副載波RFl和副載波RF2進行混頻后驅(qū)動M-Z調(diào)制器，精確調(diào)整其驅(qū)動電壓、偏置電壓使其工作在載波抑制狀態(tài)，從而產(chǎn)生兩個上、下邊帶，共四個邊帶，在這四個邊帶上同時加載上基帶的OFDM信號產(chǎn)生OOFDM信號，通過濾波器濾出其中的上邊帶或下邊帶，兩個上或下邊帶同時送入光纖中進行傳輸； (5)同時采用偏振復(fù)用和副載波復(fù)用提高OOFDM信號速率:光載波通過偏振分束器分成偏振方向正交的兩路光載波，每路偏振光通過副載波調(diào)制得到兩路偏振正交的副載波復(fù)用調(diào)制信號，然后將兩路偏振正交的副載波復(fù)用信號通過偏振合束器耦合在一起，再通過濾波器濾除其中的上邊帶或下邊帶，兩個上或下邊帶同時送入光纖中進行傳輸。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于多級調(diào)制的高速率OOFDM信號發(fā)射系統(tǒng)和方法，首先，利用各個子載波間的相互正交性進一步提高了頻譜利用率，并且提高了系統(tǒng)的抗窄帶干擾和抗多徑衰落能力，其次，OFMD的子載波數(shù)目靈活可調(diào)，每個子載波對應(yīng)的調(diào)制格式也可靈活選擇，可以對子載波進行差分相移鍵控、正交差分相移鍵控以及更為復(fù)雜的正交幅度調(diào)制等多種調(diào)制技術(shù)，最后，結(jié)合光纖通信系統(tǒng)中光載波的特點之一，即光載波具有不同的偏振態(tài)，在不同偏振態(tài)上加載信息，實現(xiàn)偏振復(fù)用，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有很高的頻譜利用率、很強的色度色散和偏振模色散容忍能力的優(yōu)點，是一種非常有發(fā)展?jié)摿Φ母咚匍L距離光纖通信技術(shù)，具有推廣應(yīng)用的價值。
【IPC分類】H04L27/20, H04B10/516, H04B10/25, H04L27/26
【公開號】CN105610754
【申請?zhí)枴緾N201510975440
【發(fā)明人】劉皎, 何建強, 張 林
【申請人】商洛學(xué)院
【公開日】2016年5月25日
【申請日】2015年12月23日