一种数据发送方法、发送装置、接收方法及接收装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种数据发送方法，所述方法首先将待发送数据进行分数阶哈特莱变换，生成非正交频分复用信号；然后对所述非正交频分复用信号进行光强调制，生成光直流偏置非正交频分复用信号；最后通过光纤发送所述光直流偏置非正交频分复用信号。本发明专利技术还公开了一种数据发送装置、一种数据接收方法和一种数据接收装置。本发明专利技术可以不经过上变频直接应用于IM/DD光传输系统，具有较低的算法复杂度，更高的频谱效率和较低的实现复杂度。

【技术实现步骤摘要】
一种数据发送方法、发送装置、接收方法及接收装置
本专利技术涉及光通信
，特别是涉及一种数据发送方法、发送装置、接收方法及接收装置。
技术介绍
IM/DD(IntensityModulation/DirectDetection，强度调制/直接检测)光传输系统相比相干光传输系统具有低成本和简洁的结构，适用于低成本短距离通信应用，例如数据中心互联、无源光网络和可见光通信。在IM/DD光传输系统中，只有光强携带数据。相比相干光传输系统，IM/DD光传输系统的主要限制是传输容量和距离，正交频分复用可以用来改善频谱效率和抗线性色散能力，从而得到更高的容量和更远的传输距离。正交频分复用信号子载波频率间隔等于载波上信号的符号速率。最近，非正交频分复用被提出，相比正交频分复用，其子载波频率间隔小于符号速率，从而具有进一步提高符号频谱效率的潜力，但是载波间正交性被破坏。现有的IM/DD光非正交频分复用系统，采用反分数阶傅里叶变换进行信号的复用，反分数阶傅里叶变换的输出为复数的数字信号。生成的复数的数字非正交频分复用信号需要两个数模转换器生成模拟信号，在光强度调制之前，需要采用混频器和射频源将两路模拟信号合成一路并上变频。两个数模转换器，混频器和射频源的成本很高，不适合要求低成本的IM/DD光传输系统。而且相比基带信号，中频信号要求器件具有更高的电带宽，也将增加系统的成本。在传统基于离散傅里叶变换的正交频分复用系统中，采用厄米特共轭方法可以生成实值基带信号，不需要采用上变频操作就可以将信号直接调制到光载波上，厄米特共轭操作让正频率上的数据与其对应负频率上的数据是共轭的。但是，由于非正交频分复用的载波频率分布不同于正交频分复用，正频率与负频率的子载波数量不再相同，因此实数基带非对称正交频分复用不能通过传统的方法生成。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种数据发送方法、发送装置、接收方法及接收装置，用以解决现有技术的IM/DD光非正交频分复用系统信号生成和检测装置的结构复杂、成本高的问题。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种数据发送方法，所述方法包括以下步骤：将待发送数据进行分数阶哈特莱变换，生成非正交频分复用信号；对所述非正交频分复用信号进行光强调制，生成光直流偏置非正交频分复用信号；通过光纤发送所述光直流偏置非正交频分复用信号。进一步，所述生成非正交频分复用信号的过程具体包括：将比特序列形式的待发送数据进行串并转换，生成并行数据；将所述并行数据进行M-PAM编码；将编码后的M-PAM信号输入N点分数阶哈特莱变换，生成非正交频分复用信号。进一步，根据公式将所述编码后的M-PAM信号变换生成非正交频分复用信号；其中，k为频率离散变量，n为时间离散变量，cas(t)＝cos(t)+sin(t)，α为带宽压缩因子。进一步，所述生成光直流偏置非正交频分复用信号的过程具体包括：将所述非正交频分复用信号进行并串转换，生成串行信号；对所述串行信号添加循环前缀；对所述串行信号进行数模转换，生成模拟电信号；对所述模拟电信号加上直流偏置；利用所述模拟电信号调制光强度，生成光直流偏置非正交频分复用信号。本专利技术还提供一种数据发送装置，所述装置包括：非正交频分复用信号生成单元，用于将待发送数据进行分数阶哈特莱变换，生成非正交频分复用信号；光直流偏置非正交频分复用信号生成单元，用于对所述非正交频分复用信号进行光强调制，生成光直流偏置非正交频分复用信号；信号发送单元，用于通过光纤发送所述光直流偏置非正交频分复用信号。进一步，所述非正交频分复用信号生成单元包括：串并转换子单元，用于将比特序列形式的待发送数据进行串并转换，生成并行数据；编码子单元，用于将所述并行数据进行M-PAM编码；哈特莱变换子单元，用于将编码后的M-PAM信号输入N点分数阶哈特莱变换，生成非正交频分复用信号。进一步，所述光直流偏置非正交频分复用信号生成单元包括：并串转换子单元，用于将所述非正交频分复用信号进行并串转换，生成串行信号；循环前缀添加子单元，用于对所述串行信号添加循环前缀；数模转换子单元，用于对所述串行信号进行数模转换，生成模拟电信号；直流偏置子单元，用于对所述模拟电信号加上直流偏置；光强调制子单元，用于利用所述模拟电信号调制光强度，生成光直流偏置非正交频分复用信号。本专利技术还提供一种数据接收方法，所述方法包括以下步骤：通过光纤接收光直流偏置非正交频分复用信号；对所述光直流偏置非正交频分复用信号进行直接检测，将所述光直流偏置非正交频分复用信号转换为模拟电信号；将所述模拟电信号转换为非正交频分复用信号；将所述非正交频分复用信号进行分数阶哈特莱变换；对变换后的数据进行解码，得到比特序列形式的接收数据。进一步，所述将模拟电信号转换为非正交频分复用信号的过程具体包括：将所述模拟电信号进行模数转换，生成数字信号；去除所述数字信号的循环前缀；对所述数字信号进行串并转换，生成非正交频分复用信号。进一步，所述将非正交频分复用信号进行分数阶哈特莱变换的过程具体包括：根据公式对所述将非正交频分复用信号进行分数阶哈特莱变换；其中，k为频率离散变量，n为时间离散变量，cas(t)＝cos(t)+sin(t)，α为带宽压缩因子。进一步，所述对变换后的数据进行解码得到比特序列形式的接收数据的过程具体包括：对所述非正交频分复用信号进行M-PAM解码；对解码后的数据进行并串转换，生成比特序列形式的接收数据。进一步，在所述将非正交频分复用信号进行分数阶哈特莱变换之后，还包括：对变换后的数据进行信道均衡；对信道均衡后的数据进行迭代检测。本专利技术还提供一种数据接收装置，所述装置包括：信号接收单元，用于通过光纤接收光直流偏置非正交频分复用信号；直接检测单元，用于对所述光直流偏置非正交频分复用信号进行直接检测，将所述光直流偏置非正交频分复用信号转换为模拟电信号；非正交频分复用信号转换单元，用于将所述模拟电信号转换为非正交频分复用信号；哈特莱变换单元，用于将所述非正交频分复用信号进行分数阶哈特莱变换；解码单元，用于对变换后的数据进行解码，得到比特序列形式的接收数据。进一步，所述非正交频分复用信号转换单元包括：模数转换子单元，用于将所述模拟电信号进行模数转换，生成数字信号；循环前缀去除子单元，用于去除所述数字信号的循环前缀；串并转换子单元，用于对所述数字信号进行串并转换，生成非正交频分复用信号。进一步，所述解码单元包括：M-PAM解码子单元，用于对所述非正交频分复用信号进行M-PAM解码；并串转换子单元，用于对解码后的数据进行并串转换，生成比特序列形式的接收数据。进一步，所述装置还包括：信道均衡单元，与所述哈特莱变换单元连接，用于对变换后的数据进行信道均衡；迭代检测单元，分别与所述信道均衡单元和解码单元连接，用于对信道均衡后的数据进行迭代检测。本专利技术有益效果如下：本专利技术可以不经过上变频直接应用于IM/DD光传输系统，其中非正交频分复用信号的复用和解复用均采用分数阶哈特莱变换。分数阶哈特莱变换为实数变换，具有反对称性质。当带宽压缩因子小于0.5时，生成非正交频分复用信号为超奈圭斯特信号。本专利技术采用分数阶哈特莱变换实现复用和解复用，具有较低的算法复杂度；相比传统的正交频分复用信号，本分明所提出的超奈圭斯特非正交本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种数据发送方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：将待发送数据进行分数阶哈特莱变换，生成非正交频分复用信号；对所述非正交频分复用信号进行光强调制，生成光直流偏置非正交频分复用信号；通过光纤发送所述光直流偏置非正交频分复用信号。

【技术特征摘要】
1.一种数据发送方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：将待发送数据进行分数阶哈特莱变换，生成非正交频分复用信号；对所述非正交频分复用信号进行光强调制，生成光直流偏置非正交频分复用信号；通过光纤发送所述光直流偏置非正交频分复用信号。2.如权利要求1所述的数据发送方法，其特征在于，所述生成非正交频分复用信号的过程具体包括：将比特序列形式的待发送数据进行串并转换，生成并行数据；将所述并行数据进行M-PAM编码；将编码后的M-PAM信号输入N点分数阶哈特莱变换，生成非正交频分复用信号。3.如权利要求2所述的数据发送方法，其特征在于，根据公式将所述编码后的M-PAM信号变换生成非正交频分复用信号；其中，k为频率离散变量，n为时间离散变量，cas(t)＝cos(t)+sin(t)，α为带宽压缩因子。4.如权利要求2或3所述的数据发送方法，其特征在于，所述生成光直流偏置非正交频分复用信号的过程具体包括：将所述非正交频分复用信号进行并串转换，生成串行信号；对所述串行信号添加循环前缀；对所述串行信号进行数模转换，生成模拟电信号；对所述模拟电信号加上直流偏置；利用所述模拟电信号调制光强度，生成光直流偏置非正交频分复用信号。5.一种数据发送装置，其特征在于，所述装置包括：非正交频分复用信号生成单元，用于将待发送数据进行分数阶哈特莱变换，生成非正交频分复用信号；光直流偏置非正交频分复用信号生成单元，用于对所述非正交频分复用信号进行光强调制，生成光直流偏置非正交频分复用信号；信号发送单元，用于通过光纤发送所述光直流偏置非正交频分复用信号。6.如权利要求5所述的数据发送装置，其特征在于，所述非正交频分复用信号生成单元包括：串并转换子单元，用于将比特序列形式的待发送数据进行串并转换，生成并行数据；编码子单元，用于将所述并行数据进行M-PAM编码；哈特莱变换子单元，用于将编码后的M-PAM信号输入N点分数阶哈特莱变换，生成非正交频分复用信号。7.如权利要求6所述的数据发送装置，其特征在于，所述光直流偏置非正交频分复用信号生成单元包括：并串转换子单元，用于将所述非正交频分复用信号进行并串转换，生成串行信号；循环前缀添加子单元，用于对所述串行信号添加循环前缀；数模转换子单元，用于对所述串行信号进行数模转换，生成模拟电信号；直流偏置子单元，用于对所述模拟电信号加上直流偏置；光强调制子单元，用于利用所述模拟电信号调制光强度，生成光直流偏置非正交频分复用信号。8.一种数据接收方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：通过光纤接收光直流偏置非正交频...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙二坤，乔耀军，周骥，郭梦琪，唐玺孜，
申请(专利权)人：中兴通讯股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44