[發明專利]一種提高三維相干光正交頻分復用頻帶利用率系統和方法

有效

• 申請號: 201710194365.6
• 申請日: 2017-03-28
• 公開（公告）號: CN106878227B
• 公開（公告）日: 2023-04-18
• 發明（設計）人: 陳振興;薛偉;程卓;羅林波;王家豪
• 申請（專利權）人: 中國地質大學（武漢）
• 主分類號: H04L27/26
• 分類號: H04L27/26
• 代理公司: 武漢知產時代知識產權代理有限公司 42238
• 代理人: 曹雄

1.一種提高三維相干光正交頻分復用頻帶利用率方法，其特征在于，采用一種提高三維相干光正交頻分復用頻帶利用率系統進行操作，一種提高三維相干光正交頻分復用頻帶利用率系統，包括射頻發射器和光信號轉換器，所述射頻發射器連接所述光信號轉換器，所述射頻發射器包括串并轉換模塊、三維信號映射與重組模塊、二維反傅里葉變換模塊、并串轉換與循環前綴插入模塊、上數模轉換模塊、下數模轉換模塊、上低通濾波器和下低通濾波器，二進制序列數據輸入串并轉換模塊，并經串并轉換模塊進行分組，每若干比特為一組作為子載波索引信號，所述串并轉換模塊連接三維信號映射與重組模塊，所述串并轉換模塊將子載波索引信號輸出給三維信號映射與重組模塊，所述子載波索引信號經所述三維信號映射與重組模塊處理后，每個光正交頻分復用信號的子載波分量由3N縮減至2N，N表示正交頻分復用信號的子載波數，所述三維信號映射與重組模塊連接二維反傅里葉變換模塊，所述二維反傅里葉變換模塊連接并串轉換與循環前綴插入模塊，所述二維反傅里葉變換模塊將光正交頻分復用信號由頻域調制到時域，再通過并串轉換與循環前綴插入模塊將時域光正交頻分復用信號的每個復數分量分成實數部分和與實數部分相對應的虛數部分，所述并串轉換與循環前綴插入模塊的輸出端連接一上數模轉換模塊和一下數模轉換模塊，所述上數模轉換模塊連接上低通濾波器，所述下數模轉換模塊連接下低通濾波器，所述上低通濾波器和下低通濾波器的輸出端均連接光信號轉換器，所述實數部分經上數模轉換模塊和上低通濾波器處理后輸入光信號轉換器，所述虛數部分經下數模轉換模塊和下低通濾波器處理后輸入光信號轉換器，并在光信號轉換器內完成射頻向光信號的轉換；

包括以下步驟：

(1)將二進制序列輸入射頻發射器，所述二進制序列在射頻發射器中經串并轉換模塊進行分組，每k＝log₂M比特為一組作為子載波索引信號，M表示映射所用星座圖的尺寸；

(2)三維信號映射與重組模塊將步驟(1)得到的子載波索引信號進行映射，并將映射后的頻域光正交頻分復用信號進行重組，重組后的頻域光正交頻分復用信號有2N個復數形式的子載波分量；

(3)二維反傅里葉變換模塊將步驟(2)得到的頻域光正交頻分復用信號調制到時域，再通過并串轉換與循環前綴插入模塊將時域的復數信號分成實數部分和與實數部分相對應的虛數部分；

(4)將步驟(3)得到的實數部分和虛數部分輸入相對應的上數模轉換模塊和下數模轉換模塊，經上數模轉換模塊和下數模轉換模塊轉換后，再分別輸入上低通濾波器和下低通濾波器，經上低通濾波器和下低通濾波器處理后，輸入光信號轉換器，并在光信號轉換器內完成射頻向光信號的轉換；

(5)將步驟(4)得到的光信號通過光纖鏈路進行傳輸。

2.根據權利要求1所述的提高三維相干光正交頻分復用頻帶利用率方法，其特征在于，所述步驟(2)的三維信號映射過程中，頻域光正交頻分復用信號表示為：

式中：S_m＝(X_m?Y_m?Z_m)^T，0≤m≤M-1表示二維矩陣S_3×N中每一個列向量，其代表一個三維信號，X、Y、Z表示信號在三維信號星座圖中的坐標，T表示轉置。

3.根據權利要求1所述的提高三維相干光正交頻分復用頻帶利用率方法，其特征在于，所述步驟(2)中，重組后的頻域光正交頻分復用信號表示為：

式中：

4.根據權利要求1所述的提高三維相干光正交頻分復用頻帶利用率方法，其特征在于，所述光信號轉換器連接光纖鏈路，所述光信號通過光纖鏈路進行傳輸。

5.根據權利要求1所述的提高三維相干光正交頻分復用頻帶利用率方法，其特征在于，所述光信號轉換器為光學I/Q調制器。

6.根據權利要求1所述的提高三維相干光正交頻分復用頻帶利用率方法，其特征在于，所述光信號轉換器包括上分支馬赫-曾德調制器和下分支馬赫-曾德調制器、一個激光二極管和一個移相器，上分支馬赫-曾德調制器和下分支馬赫-曾德調制器均連接激光二極管，上分支馬赫-曾德調制器連接上低通濾波器，下分支馬赫-曾德調制器連接下低通濾波器，所述上分支馬赫-曾德調制器和下分支馬赫-曾德調制器把輸入的射頻信號轉換為光信號，所述激光二極管為上分支馬赫-曾德調制器和下分支馬赫-曾德調制器提供光源，所述移相器將下分支馬赫-曾德調制器的輸出信號相位相移π/2，使上分支馬赫-曾德調制器和下分支馬赫-曾德調制器的輸出信號正交，并疊加輸出。