[發(fā)明專利]一種OFDM信號(hào)色散補(bǔ)償?shù)南到y(tǒng)及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110273175.6
• 申請(qǐng)日: 2011-09-15
• 公開（公告）號(hào): CN102307069A
• 公開（公告）日: 2012-01-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周偉勤;陳宏偉;雷誠;陳明華;謝世鐘
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中興通訊股份有限公司;清華大學(xué)
• 主分類號(hào): H04B10/18
• 分類號(hào): H04B10/18;H04L27/26
• 代理公司: 北京安信方達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11262
• 代理人: 李健;龍洪

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光通信領(lǐng)域，尤其涉及光OFDM(正交頻分復(fù)用技術(shù))信號(hào)色散補(bǔ)償?shù)南到y(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

在光通信系統(tǒng)中，因?yàn)楣饫w色散效應(yīng)的存在，各個(gè)不同頻率成分在光纖中的傳輸速度不同，因此在傳輸?shù)倪^程中，相鄰的符號(hào)之間會(huì)產(chǎn)生串?dāng)_。對(duì)于數(shù)字信號(hào)，這會(huì)導(dǎo)致判決區(qū)域變窄等問題，而對(duì)于光QPSK(四相相移鍵控信號(hào))-OFDM系統(tǒng)這樣的模擬信號(hào)將直接導(dǎo)致解調(diào)信號(hào)的錯(cuò)誤。在QPSK-OFDM系統(tǒng)中，利用離散傅里葉變換的性質(zhì)，在發(fā)送信號(hào)中添加循環(huán)前綴，并向數(shù)據(jù)流中加入訓(xùn)練碼，通過這種方法來補(bǔ)償傳輸過程中因?yàn)樯淼挠绊憽４送猓瑢?shí)際系統(tǒng)中，尤其是在光網(wǎng)絡(luò)中，路由的變化將使得傳輸鏈路長度發(fā)生變化，而且，OFDM系統(tǒng)帶寬靈活分配的特性也使得信號(hào)帶寬時(shí)常發(fā)生變化，因此系統(tǒng)的色散值并不是一個(gè)恒定值。再加上訓(xùn)練碼受噪聲的影響，經(jīng)過校正后仍然會(huì)有殘余色散，因此通常需要周期性的添加訓(xùn)練碼以實(shí)時(shí)的跟蹤系統(tǒng)的色散變化。經(jīng)典的OFDM幀結(jié)構(gòu)如圖1所示。實(shí)際的光QPSK-OFDM系統(tǒng)中，需要周期性的添加訓(xùn)練碼以實(shí)時(shí)地跟蹤系統(tǒng)的色散變化，這在一定程度上增加了系統(tǒng)的冗余，降低了傳輸效率。

在實(shí)際的系統(tǒng)傳輸過程中，減少了訓(xùn)練序列后，由于色散的時(shí)變特征，使得接收信號(hào)的星座團(tuán)會(huì)發(fā)生旋轉(zhuǎn)，使得星座團(tuán)發(fā)生變形，如圖2所示。QPSK-OFDM信號(hào)沒有變形時(shí)，每個(gè)象限的星座團(tuán)應(yīng)當(dāng)是趨于圓形的，如圖2a，星座團(tuán)發(fā)生旋轉(zhuǎn)時(shí)，在每個(gè)象限均變形為了橢圓形，如圖2b，這種旋轉(zhuǎn)可能導(dǎo)致誤碼。但是由于系統(tǒng)中子載波數(shù)非常多，每個(gè)子載波所占據(jù)的頻率范圍非常小，那么對(duì)于某一個(gè)確定的子載波而言，色散的影響就可以忽略。因此即使在有色散影響或者色散量波動(dòng)的情況下，每個(gè)子載波上數(shù)據(jù)的星座團(tuán)的質(zhì)量都是相對(duì)較好的，色散只是使得子載波的星座團(tuán)相對(duì)正確位置有一個(gè)角度的偏差，如圖3a所示，每個(gè)子載波在每個(gè)象限的星座團(tuán)應(yīng)該是位于各象限中心位置的，即對(duì)于第一象限，星座團(tuán)應(yīng)在π/4附近，對(duì)于第二象限，星座團(tuán)應(yīng)在3π/4附近，對(duì)于第三象限，星座團(tuán)應(yīng)在5π/4附近，對(duì)于第四象限，星座團(tuán)應(yīng)在7π/4附近；當(dāng)有色散導(dǎo)致的角度偏差時(shí)，每個(gè)象限的星座團(tuán)相對(duì)中心位置均旋轉(zhuǎn)了一定角度，如圖3b中是順時(shí)針旋轉(zhuǎn)了一定角度，圖3c中是逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)了一定角度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種OFDM信號(hào)色散補(bǔ)償?shù)南到y(tǒng)及方法，將直接利用傳輸信號(hào)本身的特點(diǎn)，對(duì)系統(tǒng)色散校正進(jìn)行補(bǔ)償，從而達(dá)到減少訓(xùn)練碼添加，提高傳輸效率的目的。

本發(fā)明提供一種正交頻分復(fù)用技術(shù)OFDM信號(hào)色散補(bǔ)償?shù)姆椒ǎǎ?/p>

對(duì)每個(gè)OFDM子載波上數(shù)據(jù)的星座團(tuán)分別進(jìn)行角度校正，對(duì)于每個(gè)子載波，該子載波上所有數(shù)據(jù)的校正角度相同。

進(jìn)一步地，計(jì)算各子載波上所有數(shù)據(jù)的幅角，將所有數(shù)據(jù)劃分為M個(gè)星座團(tuán)，之后計(jì)算出各星座團(tuán)數(shù)據(jù)中心點(diǎn)的幅角與標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)幅角間的角度差，并找到一個(gè)偏轉(zhuǎn)角使得各個(gè)星座團(tuán)中心點(diǎn)幅角與標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)幅角之間的平均偏差最小，并將該星座團(tuán)中所有數(shù)據(jù)的幅角按照所述偏轉(zhuǎn)角進(jìn)行校正。

進(jìn)一步地，所述星座團(tuán)中心點(diǎn)數(shù)據(jù)的幅角為所述星座團(tuán)中所有數(shù)據(jù)幅角的平均值。

進(jìn)一步地，所述方法適用于相移鍵控PSK的調(diào)制方式。

進(jìn)一步地，所述M＝2ⁿ。

進(jìn)一步地，當(dāng)調(diào)制方式為QPSK時(shí)，M為4，當(dāng)調(diào)制方式為BPSK時(shí)，M為2，調(diào)制方式為8PSK時(shí)，M為8。

進(jìn)一步地，所述將所有數(shù)據(jù)劃分為M個(gè)星座團(tuán)的方法為：

將子載波上所有數(shù)據(jù)的幅角按照從小到大的順序排列，然后計(jì)算順序排列的每相鄰兩個(gè)幅角的差值，然后在這些幅角差值中找到最大的M個(gè)，以此為界將所有的星座點(diǎn)分成M個(gè)星座團(tuán)。

本發(fā)明還提供一種正交頻分復(fù)用技術(shù)OFDM信號(hào)色散補(bǔ)償?shù)南到y(tǒng)，所述系統(tǒng)包括校正模塊；

所述校正模塊，用于對(duì)每個(gè)OFDM子載波上數(shù)據(jù)的星座團(tuán)分別進(jìn)行角度校正，對(duì)于每個(gè)子載波，該子載波上所有數(shù)據(jù)的校正角度相同。

進(jìn)一步地，所述系統(tǒng)還包括計(jì)算模塊；

所述計(jì)算模塊，用于計(jì)算各子載波上所有數(shù)據(jù)的幅角，以及將所有數(shù)據(jù)劃分為M個(gè)星座團(tuán)，之后計(jì)算出各星座團(tuán)數(shù)據(jù)中心點(diǎn)的幅角與標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)幅角間的角度差，并找到一個(gè)偏轉(zhuǎn)角使得各個(gè)星座團(tuán)中心點(diǎn)幅角與標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)幅角之間的平均偏差最小；

所述校正模塊是將該星座團(tuán)中所有數(shù)據(jù)的幅角按照所述偏轉(zhuǎn)角進(jìn)行校正。

進(jìn)一步地，所述星座團(tuán)中心點(diǎn)數(shù)據(jù)的幅角為所述星座團(tuán)中所有數(shù)據(jù)幅角的平均值。

進(jìn)一步地，所述系統(tǒng)適用于相移鍵控PSK的調(diào)制方式。

進(jìn)一步地，所述M＝2ⁿ。