利用色散预补偿数字信号处理的直接检测正交频分复用制造技术

在直接检测正交频分复用光传输器中通过数字信号处理方法对色散进行预补偿，以生成能够通过光纤传输的信号。色散预补偿数字信号处理可以包括将子载波乘以相应因子。作为替代，色散预补偿数字信号处理可以包括对信号应用有限脉冲响应滤波器。作为替代，色散预补偿数字信号处理可以包括：对信号进行快速傅里叶变换；对通过快速傅里叶变换生成的信号应用频域滤波器；以及对通过频域滤波器的应用产生的信号进行逆快速傅里叶变换。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关美国申请本申请要求于2014年2月4日提交的题为“Chromatic Dispersion Tolerance of IMDD-OFDM with Digital Pre-Compensation”的美国临时申请第61/935,801号的优先权，该美国临时申请的全部内容通过引用合并到本文中。
技术介绍
正交频分复用(orthogonal frequency-division multiplexing，OFDM)由于其频谱效率以及在支持多用户应用方面的突出能力而被广泛用于当代射频无线通信系统中。已经致力于将OFDM引入用于长距离应用的光通信系统。然而，这些努力尚未取得成功，这是因为OFDM在光传输系统中并没有与其他单载波解决方案表现得一样良好。更具体地，OFDM可以被描述为双边带(double-sideband，DSB)调制方案，其在远距离上可能由于色散(chromatic dispersion，CD)而严重失真。当在远距离上传输符号时，由CD引起的衰落可能导致符号间干扰(inter-symbol interference，ISI)；也就是说，色散使传送数字信息的光脉冲扩展，使得更难将脉冲彼此区分开。对于单载波系统，功率衰落可能极大地减小光纤线缆特别是远距离光纤的带宽。可以以高得多的成本和功耗通过光相干检测来缓解CD的影响。因此，光相干检测仅被部署在其中成本和功耗并不值得关注的远距离应用场景中。直接检测OFDM(direct-detected orthogonal frequency-division multiplexing，DD-OFDM)正在受到较短程应用的关注，这主要是由于其相对简单的结构和低的成本。DD-OFDM提供了光学系统能力与简洁性之间的良好权衡，并且是一种用于城域应用的很有前景的方法。CD产生的功率衰落也是DD-OFDM的问题。然而，与单载波系统不同的是，DD-OFDM能够根据观测到功率衰落的频率来向子信道分配信息
位。例如，可以在非衰落频率中应用高调制格式，并且可以避免使用衰落频率来携载信息位。该技术是被称为“注水”的技术的示例。然而，使用注水本身并非DD-OFDM系统中的功率衰落的解决方案，这是因为其降低了传输能力，特别是由于要避免的衰落点的数目在远距离光纤上增多。
技术实现思路
在根据本专利技术的实施方式中，在DD-OFDM光传输器中通过数字信号处理方法对色散进行预补偿。在实施方式中，色散预补偿数字信号处理在执行逆快速傅里叶变换之前在传输器中执行。在这样的实施方式中，色散预补偿数字信号处理包括将子载波乘以相应因子。在另一这样的实施方式中，执行循环前缀。在另外的实施方式中，色散预补偿数字信号处理在执行逆快速傅里叶变换之后在传输器中执行。在一个这样的实施方式中，色散预补偿数字信号处理包括向通过逆快速傅里叶变换生成的信号应用有限脉冲响应(finite impulse response，FIR)滤波器。在另一这样的实施方式中，色散预补偿数字信号处理包括：对通过逆快速傅里叶变换生成的信号进行快速傅里叶变换；向通过快速傅里叶变换生成的信号应用频域滤波器；以及对通过频域滤波器的应用产生的信号进行逆快速傅里叶变换。在这些实施方式中，可以不执行循环前缀。在实施方式中，DD-OFDM光传输器包括第一传输链、第二传输链、第一数字模拟转换器(digital-to-analog converter，DAC)、第二DAC、第一电光(electrical-to-optical，E/O)转换器和第二E/O转换器。如果在第一传输链中执行色散预补偿数字信号处理，则例如来自第一传输链的同相和正交相(in-phase and quadrature phase，I/Q)信号被输入至第一DAC和第二DAC，第一DAC和第二DAC向第一E/O转换器发送第一DAC和第二DAC的输出。然而，如果色散预补偿数字信号处理在第一传输链和第二传输链二者中均被旁路，则从第一传输链和第二传输链输出的信号将没有正交相分量。因此，来自第一传输链的信号可以被发送给第一DAC，第一DAC将第一DAC的输出发送给第一E/O转换器，并且来自第二传输链的
信号可以被发送给第二DAC，第二DAC将第二DAC的输出发送给第二E/O转换器，从而使能力加倍。根据本专利技术的实施方式因此提供了一种灵活的DD-OFDM光传输器架构，该DD-OFDM光传输器架构补偿色散的影响并且还可以用于补偿可能存在的对光纤的其他影响。仿真证明，甚至在光纤长度为80千米的情况下去除了衰落点。因此，DD-OFDM变为用于光通信系统的可行替选方案。如上所述，DD-OFDM提供了多个优于其他方法的优点，包括较低的成本和较强的简洁性。因此，根据本专利技术的实施方式允许将DD-OFDM的优点引入光通信系统。本领域普通技术人员在阅读各个附图中示出的对实施方式的以下详细描述之后将认识到本公开内容的各种实施方式的这些以及其他的目的和优点。附图说明被合并在本说明书中并且形成本说明书的一部分的附图示出了本公开内容的实施方式并且与本描述一起用于说明本公开内容的原理，其中在附图中，相似的附图标记描绘相似的要素。图1A示出了根据本专利技术的实施方式中的直接检测正交频分复用(direct-detected orthogonal frequency-division multiplexing，DD-OFDM)光信号传输器中的传输链的元件。图1B示出了根据本专利技术的实施方式中的色散预补偿器。图2A示出了根据本专利技术的实施方式中的DD-OFDM光信号传输器中的传输链的元件。图2B示出了根据本专利技术的实施方式中的色散预补偿器。图2C示出了根据本专利技术的实施方式中的色散预补偿器。图3A和图3B是示出根据本专利技术的实施方式中的DD-OFDM光信号传输器的操作的示例。图4是示出根据本专利技术的实施方式中的在DD-OFDM光信号传输器中生成DD-OFDM信号的方法中包括的操作的示例的流程图。图5是用于能够实现根据本专利技术的实施方式的DD-OFDM光信号传输器的前端设备的示例的框图。具体实施方式现在将详细参考本公开内容的各种实施方式，这些实施方式的示例在附图中示出。虽然结合这些实施方式进行描述，但是要理解的是，它们并非意在将本公开内容限制于这些实施方式。相反地，本公开内容意在涵盖可以被包括在如所附权利要求限定的本公开内容的精神和范围内的替选方案、修改方案和等同方案。此外，在对本公开内容的以下详细描述中，阐述了多个具体细节以提供对本公开内容的透彻理解。然而，要理解的是，可以在没有这些具体细节的情况下实践本公开内容。在其他情况下，未详细描述公知的方法、过程、组成和电路以免不必要地模糊本公开内容的各个方面。在对计算机存储器内的数据位的操作的过程、逻辑块、处理和其他符号表示的方面来呈现以下详细描述的一些部分。这些描述和表示是一种由数据处理领域的技术人员使用以向本领域其他技术人员最有效地传达其工作本质的手段。在本申请中，过程、逻辑块、处理等被设想为产生期望结果的步骤或指令的自相容序列。这些步骤是利用对物理量的物理操纵的步骤。通常，然而并不一定，这些量采用能够在计算机系统中存储、传递、组合、比较或操纵的电信号或磁信号的形式。已经证本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种直接检测正交频分复用(DD‑OFDM)光信号传输器，包括：电光(E/O)转换器；以及第一传输链，所述第一传输链能够操作用于执行将输入数据流转换成要传输的信号的操作，所述操作包括：将所述输入数据流划分成符号、将所述符号调制到子载波上、以及对所述符号进行逆快速傅里叶变换，所述第一传输链还能够操作用于选择性地执行色散预补偿数字信号处理以生成同相和正交相(I/Q)信号，所述I/Q信号被输出至所述E/O转换器。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.02.04 US 61/935,8011.一种直接检测正交频分复用(DD-OFDM)光信号传输器，包括：电光(E/O)转换器；以及第一传输链，所述第一传输链能够操作用于执行将输入数据流转换成要传输的信号的操作，所述操作包括：将所述输入数据流划分成符号、将所述符号调制到子载波上、以及对所述符号进行逆快速傅里叶变换，所述第一传输链还能够操作用于选择性地执行色散预补偿数字信号处理以生成同相和正交相(I/Q)信号，所述I/Q信号被输出至所述E/O转换器。2.根据权利要求1所述的DD-OFDM光信号传输器，其中，所述色散预补偿数字信号处理在所述逆快速傅里叶变换之前执行并且包括将所述子载波乘以相应因子。3.根据权利要求2所述的DD-OFDM光信号传输器，其中，所述第一传输链还能够操作用于向所述符号添加前缀。4.根据权利要求1所述的DD-OFDM光信号传输器，其中，所述色散预补偿数字信号处理在所述逆快速傅里叶变换之后执行并且包括向通过所述逆快速傅里叶变换生成的信号应用有限脉冲响应(FIR)滤波器。5.根据权利要求1所述的DD-OFDM光信号传输器，其中，所述色散预补偿数字信号处理在所述逆快速傅里叶变换之后执行并且包括：对通过所述逆快速傅里叶变换生成的信号进行快速傅里叶变换；向通过所述快速傅里叶变换生成的信号应用频域滤波器；以及对通过所述频域滤波器的应用产生的信号进行逆快速傅里叶变换。6.根据权利要求1所述的DD-OFDM光信号传输器，还包括：第一数字模拟转换器(DAC)，所述第一DAC能够操作用于接收所述I/Q信号的同相分量并且向所述E/O转换器输出所述同相分量的模拟版本；以及第二DAC，所述第二DAC能够操作用于接收所述I/Q信号的正交相分量并且向所述E/O转换器输出所述正交相分量的模拟版本。7.根据权利要求6所述的DD-OFDM光信号传输器，还包括第二传输链，其中，如果所述色散预补偿被旁路，则：所述第一DAC从所述第一传输链接收第一信号并且向所述E/O转换器输出所述第一信号的模拟版本；
\t并且所述第二DAC从所述第二传输链接收第二信号并且向第二E/O转换器输出所述第二信号的模拟版本，所述第一信号和所述第二信号具有同相分量但没有正交相分量。8.根据权利要求1所述的DD-OFDM光信号传输器，其中，所述第一传输链还能够操作用于将所述输入数据流从串行位信息转换成并行位信息并且对所述子载波注水。9.一种生成直接检测正交频分复用(DD-OFDM)信号的方法，所述方法包括：将输入数据流划分成符号；将所述符号调制到子载波上；对所述符号执行逆快速傅里叶变换；以及执行色散预补偿数字信号处理以生成表示所述输入数据流的同相和正交相(I/Q)信号。10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述执行色散预补偿数字信号处理在执行所述逆快速傅里叶变换之前开始并且包括将所述子载波乘以相应因子。11.根据权利要求9所述的方法，其中，所述执行色散预补偿数字信号处理在执行所述逆快速傅里叶变换之后开始并且包括向通过所述逆快速傅里叶变换生成的信号应用有限脉冲响应(FIR)...

【专利技术属性】
技术研发人员：李传东，查尔斯·忱·陈，张筑虹，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44