The invention provides a DFT spread spectrum OOFDM method and system based on LDPC coding probability shaping mapping, which includes: generating pseudo-random binary bit stream; feeding LDPC coder and interleaver to generate interleaved binary bit stream; generating PS QAM signal based on probability codebook mapping; spreading PS QAM signal through P-point discrete Fourier transform and sub-carrier mapping; After Q-point Fast Fourier Inverse Transform, a cyclic prefix is added to generate digital PS OFDM baseband signal, which is converted into analog PS OFDM baseband signal by digital/analog conversion. The analog PS OFDM baseband signal is modulated to optical carrier by optical intensity modulator to obtain PS OOFDM signal, and the original input signal is obtained by demodulating signal after transmission into single-mode optical fiber. The invention can reduce the peak-to-average power ratio of the OOFDM signal and improve the sensitivity of the optical receiver.
【技术实现步骤摘要】
基于LDPC编码概率整形映射的OOFDM方法与系统
本专利技术涉及光纤通信领域的数字调制技术，尤其涉及一种基于LDPC(低密度奇偶校验，low-densityparity-check)编码概率整形映射的DFT(离散傅里叶变换)扩频OOFDM方法与系统。
技术介绍
随着用户对传输距离和容量的需求的急剧增长，光纤通信成为通信的主流。光正交频分复用(OOFDM)技术通过传统的正交频分复用(OFDM)技术与光纤通信技术的结合，兼具两者高速接入、信息容量大，频谱利用率高，高阶调制扩展能力优越和光纤传输良好的抗色散、偏振模色散的优点，引起人们的关注。但光正交频分复用(OOFDM)信号由多个子载波叠加而成，导致OFDM系统产生较高的峰值平均功率比(PAPR)。高PAPR使系统极易受光纤中非线性效应影响，系统积累的非线性效应随着传输距离的增加而增大，最终使系统传输性能下降。目前已有的降低OFDM信号PAPR的方法，有预畸变技术，即通过降低峰值功率附近的幅度来降低PAPR，但该方法为非线性实现方式，将会导致信号失真，误码率增加；选择性映射法(SLM)，其是在对比特流进行快速傅里叶逆变换(IFFT)之前，先进行奇偶校验位的处理，降低输出信号的PAPR，但是SLM需要传送边带信息以提供相位信息来还原原始信号，并且计算复杂度会比较高。正交幅度调制(QuadratureAmplitudeModulation)是通过相位和振幅的联合调制，频谱效率更高。普通的QAM的星座图呈矩形网格分布，星座图中点数越多，每个符号传输的信息量就越大，但同时星座点之间间距变小，提高了对解调算法的要求和误...
【技术保护点】
1.一种基于LDPC编码概率整形映射的DFT扩频OOFDM方法，其特征在于，包括：生成伪随机二进制比特流PBRS信号作为原始二进制比特流输入信号；将所述PBRS信号送入LDPC编码器产生LDPC编码调制的二进制比特流，并送入交织器进行交织操作；将交织后的二进制比特流信号基于概率码本LUT进行映射，得到PS‑QAM矢量信号；将所述PS‑QAM矢量信号通过P点离散傅里叶变换DFT和(Q‑P)点补零的子载波映射，完成扩频；对扩频后的信号进行Q点快速傅里叶逆变换IFFT后添加循环前缀CP，产生数字PS‑OFDM基带信号，再经过数/模转换转换成模拟PS‑OFDM基带信号，将所述模拟PS‑OFDM基带信号经光强度调制器MZM调制到光载波上，得到PS‑OOFDM信号，送入单模光纤SMF传输；采用光电检测器PD对所述单模光纤SMF上传输的PS‑OOFDM信号进行光/电转换成模拟PS‑OFDM基带信号；通过模/数转换成数字PS‑OFDM基带信号，去除循环前缀CP后依次进行Q点快速傅里叶变换FFT和P点离散傅里叶逆变换IDFT，获得PS‑QAM矢量信号；通过解映射器和LDPC译码器作为一对软输入软输出SI...
【技术特征摘要】
1.一种基于LDPC编码概率整形映射的DFT扩频OOFDM方法，其特征在于，包括：生成伪随机二进制比特流PBRS信号作为原始二进制比特流输入信号；将所述PBRS信号送入LDPC编码器产生LDPC编码调制的二进制比特流，并送入交织器进行交织操作；将交织后的二进制比特流信号基于概率码本LUT进行映射，得到PS-QAM矢量信号；将所述PS-QAM矢量信号通过P点离散傅里叶变换DFT和(Q-P)点补零的子载波映射，完成扩频；对扩频后的信号进行Q点快速傅里叶逆变换IFFT后添加循环前缀CP，产生数字PS-OFDM基带信号，再经过数/模转换转换成模拟PS-OFDM基带信号，将所述模拟PS-OFDM基带信号经光强度调制器MZM调制到光载波上，得到PS-OOFDM信号，送入单模光纤SMF传输；采用光电检测器PD对所述单模光纤SMF上传输的PS-OOFDM信号进行光/电转换成模拟PS-OFDM基带信号；通过模/数转换成数字PS-OFDM基带信号，去除循环前缀CP后依次进行Q点快速傅里叶变换FFT和P点离散傅里叶逆变换IDFT，获得PS-QAM矢量信号；通过解映射器和LDPC译码器作为一对软输入软输出SISO进行联合迭代，获得原PRBS输入信号。2.根据权利要求1所述的基于LDPC编码概率整形映射的DFT扩频OOFDM方法，其特征在于，将交织后的二进制比特流信号基于概率码本LUT进行映射，得到PS-QAM矢量信号，具体包括：将交织后的二进制比特流中每n个码元生成一个2n进制符号L；通过查询离线概率码本LUT中第L位置的符号生成PS-QAM矢量信号。3.根据权利要求2所述的基于LDPC编码概率整形映射的DFT扩频OOFDM方法，其特征在于，所述离线概率码本LUT根据将高阶QAM信号映射到低阶QAM信号的星座图上的原则产生。4.根据权利要求1所述的基于LDPC编码概率整形映射的DFT扩频OOFDM方法，其特征在于，将所述PS-QAM矢量信号通过P点离散傅里叶变换DFT和(Q-P)点补零操作，具体包括：使用额外的P点离散傅里叶变换DFT产生新的数据符号Ak，如下：其中，P表示携带数据的子载波数；{Xm，m＝0，1，...，P-1}为PS-QAM矢量信号；对数据符号{Ak}进行子载波映射，得到其中，P＜Q，Q表示总子载波数。5.根据权利要求4所述的基于LDPC编码概率整形映射的DFT扩频OOFDM方法，其特征在于，对扩频后的信号进行Q点快速傅里叶逆变换IFFT，具体包括：将序列{Ck′}进行如下Q点快速傅里叶逆变换IFFT：yn＝IFFT{ck′}，n＝0，1，...，Q-1。6.根据权利要求1所述的基于LDPC编码概率整形映射的DFT扩频OOFDM方法，其特征在于，通过解映射器和LDPC译码器作为一对软输入软输出SISO进行联合迭代，获得原PRBS输入信号，具体包括：解映射器将PS-QAM矢量信号的信道接收值Y作为先验信息，计算每个比特的对数似然比LLR，将先验对数似然比记为La，La的初值为0；解映射器根据符号和比特之间的相应转化关系，利用最大后验概率算法得到每个比特的对数似然比LLR；将获得比特的对数似然比LLR通过LDPC译码器后得到译码器的输出外信息Le，如下：其中，Y表示信道接收值，vj表示交织后每n位二进制码组成的符号标号(j＝0，1，...)；P表示概率；解映射器输出的该外信息Le经过解交织后作为先验信息La送入LDPC码译码器，迭代译码之后的输出对数似然比LLR在减去输入的先验La后得到LDPC码译码器的输出外信息Le，即Le＝LLR-La；LDPC码译码器的输出外信息Le在经过交织器后再次送入解映射器，作为解映射器的先验信息，以此迭代循环，直到满足设置的迭代次数而退出迭代，获得原PRBS...
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