[發明專利]解決脈沖幅度調制信號頻偏混疊的方法及系統

有效

• 申請號: 202110618223.4
• 申請日: 2021-05-31
• 公開（公告）號: CN113542177B
• 公開（公告）日: 2022-04-08
• 發明（設計）人: 范蕓蕓;諸葛群碧;胡衛生
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: H04L27/26
• 分類號: H04L27/26;H04L25/03;H04B10/2513
• 代理公司: 上海段和段律師事務所 31334
• 代理人: 李佳俊;郭國中

1.一種解決脈沖幅度調制信號頻偏混疊的方法，其特征在于，包括：

步驟S1：在發射端及脈沖幅度調制信號的載波頻譜邊緣插入頻域導頻信號；

步驟S2：各載波頻譜被調制到不同頻段的光域上，統一選擇相鄰載波頻譜間的右側或者左側導頻位置處頻帶留有滿足大于器件最大頻偏的間隙，載波頻譜在光域上耦合復用；

步驟S3：在接收端對子載波復用信號解復用，分開處理各個子載波信號，對分開的子載波分別做色散補償，利用頻域導頻信號進行頻偏估計以及頻偏補償，從分開后的數據里提取出導頻信號；

步驟S4：利用頻域導頻的相位信息對信號進行相位恢復；再對信號進行頻域共軛，并鏡像翻轉恢復混疊受損的信號；

步驟S5：對信號進行均衡模塊的運算，并解調均衡后的信號；

所述步驟S1包括：

步驟S1.1：在發送端發送數據先由bit序列映射成脈沖幅度調制信號，進行根升余弦脈沖整形；

所述步驟S1還包括：

步驟S1.2：在脈沖幅度調制信號的載波頻譜兩個邊緣，左右邊緣插入兩個頻域導頻信號，頻域導頻信號表示為：

其中，C為常數矩陣，代表頻域導頻的幅度；Δf_p為頻域導頻信號的距離載波中心的頻域距離，頻域導頻位于載波邊緣的頻譜空隙；fs為采樣率；j表示虛部符號；t表示時間序列。

2.根據權利要求1所述的解決脈沖幅度調制信號頻偏混疊的方法，其特征在于，所述步驟S2包括：不同發射端信號經過光電轉換成光信號傳輸，相鄰光載波一組，每組的頻率間隔需保證相對側的頻域導頻信號的間隙大于激光器的頻偏最大值，記激光器的頻偏最大值為FO_max，信號在光域上耦合復用。

3.根據權利要求1所述的解決脈沖幅度調制信號頻偏混疊的方法，其特征在于，所述步驟S3包括：

步驟S3.1：在接收端分開處理各個子載波信號，將要處理的載波下變頻到基頻，用低通濾波進行載波的解復用，濾波帶寬要大于Δf_p+FO_max，濾波后的信號做色散補償。

4.根據權利要求1所述的解決脈沖幅度調制信號頻偏混疊的方法，其特征在于，所述步驟S3還包括：

步驟S3.2：對色散補償后的子載波信號做FFT變換，找到峰值即頻域導頻所在的頻點位置，比較發端插入頻域導頻點位置之差即能夠獲得頻率偏移的估計值；

對信號進行頻移，頻偏恢復；

對載波中的頻域導頻進行提取，濾波的中心頻率為Δf_p，濾波的帶寬300MHz左右，既不能損傷頻域導頻能量，又不能包含子載波信號。

5.根據權利要求1所述的解決脈沖幅度調制信號頻偏混疊的方法，其特征在于，所述步驟S4包括：

步驟S4.1：激光器收發端的相位噪聲對解復用后的子載波表示為：

其中，S_t表示調制的基帶信號；t表示時間序列；φ(t)表示相位噪聲；算出濾波后頻移到基頻得到的頻域導頻信號Pe^φ(t)的相位，從而提取出相位噪聲的信息，對信號進行相位噪聲的補償。

6.根據權利要求1所述的解決脈沖幅度調制信號頻偏混疊的方法，其特征在于，所述步驟S4還包括：

步驟S4.2：設脈沖幅度調制后的信號時域為x，在頻域上表示為：

頻域脈沖幅度調制信號的實部：

Re(-ω)＝Re(ω)

頻域脈沖幅度調制信號的虛部：

Im(-ω)＝-Im(ω)

其中，t表示時間序列；j表示虛部符號；ω表示頻率序列；脈沖幅度調制信號在頻域是關于0頻共軛對稱的； 因此利用相位恢復后的信號的未混疊的一邊進行共軛的鏡像翻轉。

7.根據權利要求1所述的解決脈沖幅度調制信號頻偏混疊的方法，其特征在于，所述步驟S5包括：對于每個子載波信號，用均衡算法恢復信號，再將脈沖幅度調制信號符號解映射成bit序列。

8.一種解決脈沖幅度調制信號頻偏混疊的系統，其特征在于，包括：發送端和接收端；

其中，發送端包括：

比特映射模塊，用于將待發送的bit序列映射成脈沖振幅調制符號；

脈沖整形模塊，用于將符號根升余弦脈沖成形產生各個子載波；

頻域導頻插入模塊，用于在子載波兩邊的頻譜間隔處分別插入頻域導頻信號；

子載波復用模塊，用于子載波的復用；

而接收端包括：

子載波解復用模塊，用于子載波的解復用；

色散補償模塊，用于補償傳輸過程中光纖累積的色散；

頻偏估計補償模塊，用于頻偏估計和補償，利用頻域導頻信號進行頻偏估計；

提取頻域導頻信號模塊，用于對相位噪聲的估計；

頻域導頻恢復信號相位模塊，提取導頻信號的相位噪聲，對信號進行相位恢復；

共軛鏡像翻轉模塊，混疊后的信號共軛鏡像翻轉恢復；

均衡模塊，用于最小均方誤差均衡器對信號均衡；

符號解映射模塊，用于將符號解映射成bit序列。