[發(fā)明專(zhuān)利]一種采用無(wú)數(shù)據(jù)輔助頻偏估計(jì)算法的光OFDM系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611132347.7
• 申請(qǐng)日: 2016-12-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106788734B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-05-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張明俠;李隆勝;畢美華;忻海云;加偉康;何浩;胡衛(wèi)生
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H04B10/25
• 分類(lèi)號(hào): H04B10/25;H04B10/516;H04B10/548;H04L25/02;H04L27/26
• 代理公司: 上海漢聲知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31236
• 代理人: 郭國(guó)中

1.一種采用無(wú)數(shù)據(jù)輔助頻偏估計(jì)算法的光OFDM系統(tǒng)，其特征在于，包括依次連接的：OFDM發(fā)送端、DAC、光調(diào)制器、傳輸光纖、可變光衰減器VOA、光探測(cè)器、ADC及OFDM接收端，其中，OFDM發(fā)送端實(shí)現(xiàn)基帶OFDM信號(hào)的產(chǎn)生；OFDM接收端包括下變頻、頻偏估計(jì)、再下變頻、信道估計(jì)和基帶頻偏補(bǔ)償，頻偏估計(jì)將下變頻后的基帶OFDM時(shí)域信號(hào)除以其絕對(duì)值，得到含符號(hào)位影響的頻偏因子，將含符號(hào)位影響的頻偏因子取平方消除符號(hào)位影響，得到2倍頻的頻偏因子，再通過(guò)求頻偏因子的自相關(guān)函數(shù)消除噪聲影響，再求自相關(guān)函數(shù)的相角取平均得到頻偏估計(jì)值，最后通過(guò)調(diào)整采樣頻率，再下變頻消除上下變頻頻偏的余弦包絡(luò)，之后進(jìn)行信道估計(jì)和頻偏補(bǔ)償。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用無(wú)數(shù)據(jù)輔助頻偏估計(jì)算法的光OFDM系統(tǒng)，其特征在于，OFDM發(fā)送端產(chǎn)生的基帶OFDM信號(hào)由上變頻調(diào)到中頻，經(jīng)DAC轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)，再由光調(diào)制器調(diào)制成光信號(hào)經(jīng)傳輸光纖，通過(guò)可變光衰減器VOA改變光信號(hào)功率，光探測(cè)器檢測(cè)光信號(hào)并還原電信號(hào)，DAC還原數(shù)字信號(hào)到OFDM接收端，通過(guò)下變頻還原基帶OFDM信號(hào)，進(jìn)行頻偏估計(jì)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用無(wú)數(shù)據(jù)輔助頻偏估計(jì)算法的光OFDM系統(tǒng)，其特征在于，OFDM發(fā)送端，數(shù)據(jù)源通過(guò)QAM映射、共軛對(duì)稱(chēng)后經(jīng)IFFT調(diào)制，加循環(huán)前綴CP，上變頻到中頻，實(shí)現(xiàn)基帶OFDM信號(hào)的產(chǎn)生。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的采用無(wú)數(shù)據(jù)輔助頻偏估計(jì)算法的光OFDM系統(tǒng)，其特征在于，OFDM接收端還包括去循環(huán)前綴CP和FFT解調(diào)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用無(wú)數(shù)據(jù)輔助頻偏估計(jì)算法的光OFDM系統(tǒng)，其特征在于，在OFDM發(fā)送端，OFDM符號(hào)中插入梳狀子載波導(dǎo)頻，到接收端，由于采樣頻偏導(dǎo)致FFT解調(diào)后產(chǎn)生的相位旋轉(zhuǎn)和子載波索引有線性關(guān)系，所以每個(gè)符號(hào)的梳狀子載波導(dǎo)頻，通過(guò)除以其絕對(duì)值得到頻偏因子，然后經(jīng)過(guò)線性插值，實(shí)現(xiàn)基帶頻偏補(bǔ)償。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用無(wú)數(shù)據(jù)輔助頻偏估計(jì)算法的光OFDM系統(tǒng)，其特征在于，頻偏估計(jì)算法流程如下：

OFDM發(fā)送端產(chǎn)生的OFDM基帶信號(hào)的數(shù)字信號(hào)，由于采用共軛矩陣進(jìn)行IFFT調(diào)制，所以O(shè)FDM時(shí)域信號(hào)只有實(shí)部I(n)，上變頻將基帶信號(hào)轉(zhuǎn)換成中頻信號(hào)

其中f_c為中頻頻率，f_s為采樣時(shí)鐘頻率；

OFDM接收端，通過(guò)數(shù)字下變頻之后還原基帶信號(hào)后，由于存在頻率偏差的影響，OFDM基帶信號(hào)包含頻偏因子，如下式所示：

其中f_c是中頻頻率、f_o是基帶采樣頻率、f_s是采樣時(shí)鐘頻率、Δf是采樣頻差、η(n)是高斯白噪聲；

然后取頻偏因子，梳狀子載波導(dǎo)頻r(n)除以其絕對(duì)值得到頻偏因子z(n)

η′(n)為η(n)的一階導(dǎo)數(shù)，由于z(n)含r(n)的符號(hào)位影響，所以z(n)取平方得到2倍頻的頻偏因子

η″(n)為η(n)的二階導(dǎo)數(shù)，接著求z(n)的自相關(guān)函數(shù)得到R(m)，自相關(guān)函數(shù)可以消除噪聲影響

L_o為z(n)的初始長(zhǎng)度，最后，取R(m)的相角并取平均得到頻偏的估計(jì)值，由此得到頻偏的估計(jì)值

L為z(n)的長(zhǎng)度。