传输和接收正交频分复用信号的方法和装置以及光通信系统制造方法及图纸

技术编号:12697842 阅读:95 留言:0更新日期:2016-01-13 16:50
光发射机传输正交频分复用符号,在光发射机中,仅对一半的可用子载波使用数据进行调制,并且通过不使用数据进行调制来抑制其余子载波。传输具有等于OFDM符号的符号周期的一半的持续时间,从而产生半周期传输。光接收机接收半周期传输的OFDM符号,再生全时域表示并且恢复在一半可用子载波上调制的数据。调制的子载波和抑制的子载波在频域中交替。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】半周期正交频分复用发射和接收 相关申请的交叉引用 该专利文献要求于2013年5月16日提交的美国临时专利申请第61/824, 324的 优先权的利益。将上述专利申请的全部内容通过引用并入本文。 背景 本专利文献涉及数字通信,并且在一方面,涉及在光通信中的正交频分复用。 在诸如无线通信、光纤通信等的应用领域中具有对数据通信的日益增长的需求。 对于核心网络的需求尤其更高,不仅是因为由于多媒体应用而使用越来越多的带宽的诸如 智能手机和计算机的用户设备,还因为通过核心网络为其传送数据的设备总数正在增加。 概述 在一些公开的实施例中,首次成功展示了半周期的DDO-OFDM发射和接收以抵抗 SSMI而不降低频谱效率。接收机灵敏度在使用40-km SSMF-28传输的OPSK和16QAM OFDM 中分别提高2dB和1.5dB。 在一个公开的方面,用于光传输的方法、装置和计算机程序产品包括在持续时间 T/2的时间周期期间传输OFDM符号的半周期,其中,T表示OFDM符号的符号周期,并且其 中,OFDM符号包括多个子载波,通过禁止使用数据进行调制来抑制多个子载波的交替子载 波。 在另一方面,公开了方法、装置和用于储存代码的计算机程序产品,其用于在持续 时间T/2的时间周期期间接收OFDM符号的半周期,并且从接收的半周期OFDM符号中恢复 数据,其中,T表示OFDM符号的符号周期,并且其中,OFDM符号包括多个子载波,通过禁止使 用数据进行调制来抑制多个子载波的交替子载波。 在另一方面,公开了光通信系统,其包括发射机和接收机,发射机被配置成发射调 制的OFDM符号的半切型式,接收机被配置成接收该半切型式,再生OFDM符号的完整型式, 并且恢复在OFDM符号中调制的数据。 附图简述 图IA描绘直接检测的光正交频分复用(DDO-OFDM)信号的三种不同变体。 图IB描绘半周期DDO-OFDM的实施的方框图。 图IC表示在其中使用数据调制OFDM符号的奇数子载波的实施例。 图ID表示在其中使用数据调制OFDM符号的偶数子载波的实施例。 图IE表示奇数子载波调制的OFDM信号的频谱。 图IF描绘在IFFT之后的奇数子载波调制的OFDM信号的实数部分。 图IG描绘在IFFT之后的奇数子载波调制的OFDM信号的虚数部分。 图IH表示偶数子载波调制的OFDM信号的频谱。 图II描绘在IFFT之后的偶数子载波调制的OFDM信号的实数部分。 图IJ描绘在IFFT之后的偶数子载波调制的OFDM信号的虚数部分。 图2描绘半周期DDO-OFDM的实验布置。 图3A-3B描绘接收到的OFDM信号的电子频谱,其中(A)在半周期传输 (half-cycled)之前,(B)在半周期传输之后。 图4A-4B描绘4-QAM OFDM的比特误码率(BER)相对于用于⑷OBTB,(B)在40-km SSMF-28之后的接收到的光功率。 图 5A-5B 描绘 16-QAM OFDM 的 BER 相对于⑷ OBTB,(B)在 40-km SSMF-28 之后接 收到的光功率。 图6A-6B描绘在16QAM-0FDM传输中相对于负荷索引的误码率,其中(A)为传统传 输,(B)为半周期传输。 图7描绘光通信系统。 图8描绘数字通信处理的实例。 图9为用于数字通信的传输装置实例的方框图表示。 图10描绘数字通信处理的实例。 图11为用于数字通信的传输装置的实例的方框图表示。 详细说明 图7描绘光通信系统100,在其中可实践目前公开的技术。可将一个或多个光发射 机102与一个或多个光接收机106经由光网络104通信地耦合。光发射机102和光接收机 106可以例如是光网络的光链路终端(OLT)和光网络单元(ONU)或无源光转发器设备等。 光网络104可包括光纤,光纤在长度上从几百英尺(例如,最后一公里传输线)延伸到几千 米(远程输送网络)。传输的光信号可通过诸如放大器、转发器、交换机等的中间的光设备, 为清楚起见,未将其在图7中示出。 增加容量以增大通过光网络104传送的数据量通常需要铺设新的光纤。但由于铺 设光纤和在光纤的发射端与接收端增加新设备两者所需的资本支出,该选项是昂贵的。可 选地,光网络操作者和供应商正在不断地寻求新的技术,以能够更密集地(例如,每个波长 效率或频谱效率更大的比特)传送数据。 为此,由于其通过数字信号处理(DSP)实现的高频谱效率(SE)和对于传输损伤的 稳健性,光正交频分复用(OFDM)已经引起关注。基于光接收机的配置,光OFDM系统的实施 具有两类:直接检测的光OFDM(DDO-OFDM)和相干光OFDM(CO-OFDM)。在CO-OFDM系统中, 由于复杂的接收机结构和在发射机与接收机中的复杂的信号处理,实施的成本通常高。这 大大限制了其在低成本接入网络中的应用。利用简单并且有成本效益的配置,DD0-0FDM系 统适合用于短距离接入网络。 在典型的DD0-0FDM系统中,在经由接收机中的光电二极管(PD)的平方律检测之 后,由子载波-子载波混合干涉(SSMI)将OFDM信号劣化。在一些实施例中,提出了频率保 护带以避免来自OFDM信号的SSMI。在DD0-0FDM中应用被称为交织OFDM的另一种方案,从 而通过仅在偶数子载波中插入数据来消除SSMI的影响。这两种方案均可有效缓解由SSMI 引起的失真,但系统SE将降低2倍。为保持高SE,可使用比特交织器和涡轮码技术来遏制 在使用l〇〇-km传输的64元正交调幅(64QAM)DD-OFDM系统中的SSMI。这些技术可有效地 缓解SSMI,但由于利用涡轮码,SE仍被劣化。此外,由于前向纠错(FEC)解码造成的复杂性 可限制其应用。本文公开了半周期DD0-0FDM发射和接收技术,在一方面,该技术可用于抵 抗SSMI而无 SE降低。在一些实施例中,接收机灵敏度在使用40-km SSMF-28传输的QPSK 和16QAM OFDM中分别提高了 2dB和I. 5dB。 图IA示出可在DDO-OFDM中使用的三种不同类型的OFDM信号。第一种(110)为 传统的OFDM信号,在之后,SSMI将在整个OFDM信号带扩散(112),并且信号的比特误码 率(BER)性能将严重恶化。第二种(114)为保护带使能OFDM信号,其中SSMI仅位于保护 带中,并且BER性能可使用劣化的SE得到改善(116)。第三种(118)为交织的OFDM信号, 其中数据仅被调制到偶数子载波上。在这种情况下,无数据被调制在交替的(奇数)子载 波(即,当在符号内列举时具有奇数索引的子载波)上。在之后,SSMI将仅分布在奇数 子载波中(120),并且仅在偶数子载波上调制的数据不受SSMI的影响。在使用交织OFDM信 号的SSMI消除方案中,当数据仅调制到偶数/奇数子载波上时,OFDM符号将展示时域对称 性。 基于这些发现,在本文中公开了半周期DDO-OFDM技术。由N(整数)表示在OFDM 调制期间的IFFT大小,而由时间T表示一个OFDM符号的时间长度,在IFFT之后,OFDM信 号可表不成: 其中,k表示子载波索引,fk表示第k个子载波的频率且可由下式给出: fk= kAf = k/T (2) 在时域中,本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种传输光正交频分复用(OFDM)信号的方法,其包括:将数据调制到OFDM符号上;仅在持续时间T/2的时间周期期间、在OFDM符号的半周期中传输所述数据,其中,T表示所述OFDM符号的符号周期,并且其中,所述OFDM符号包括多个子载波,通过禁止使用数据进行调制来抑制所述多个子载波的交替子载波。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:余建军李凡
申请(专利权)人:中兴通讯美国公司
类型:发明
国别省市:美国;US

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