一种数据通信方法及通信设备技术

本发明专利技术公开一种数据通信方法及通信设备，包括：接收发送端发送的数据符号、第一导频序列以及第二导频序列，第一导频序列的功率大于第二导频序列的功率，确定接收到的数据中功率最强的谱线所对应的频域位置，功率最强的谱线为第一导频序列对应的谱线；根据最强的谱线所对应的频域位置和第一导频序列在发送端的频域位置的差值确定接收端接收到数据的频移，并对接收到的数据进行频移补偿；根据第一导频序列和第二导频序列中不为零的数值，确定接收端接收到的数据的相位噪声，并对接收到的数据进行相位噪声补偿，解码得到发送端发送的数据符号对应的数据信息。本发明专利技术相对于现有的相位噪声补偿方案具有消除固有干扰和同时进行频偏补偿的能力。

A Data Communication Method and Equipment

The invention discloses a data communication method and a communication device, including data symbols sent by the receiving end, the first pilot sequence and the second pilot sequence. The power of the first pilot sequence is greater than the power of the second pilot sequence. The frequency domain position of the spectrum line with the strongest power in the received data is determined, and the spectrum line with the strongest power is the spectrum line corresponding to the first pilot sequence. According to the difference between the frequency domain position corresponding to the strongest spectral line and the frequency domain position of the first pilot sequence at the transmitter, the frequency shift of the received data at the receiver is determined, and the frequency shift compensation of the received data is made. According to the non-zero values in the first pilot sequence and the second pilot sequence, the phase noise of the received data at the receiver is determined, and the phase noise of the received data is also determined. Acoustic compensation, decoding to get the data information corresponding to the data symbols sent by the sender. Compared with the existing phase noise compensation scheme, the invention has the ability of eliminating intrinsic interference and compensating frequency offset simultaneously.

【技术实现步骤摘要】
一种数据通信方法及通信设备
本专利技术涉及光通信
，更具体地，涉及一种数据通信方法及通信设备。
技术介绍
光通信相干光多载波调制与解调技术(FilterbankMulticarrier/offsetquadratureamplitudemodulation，CO-FBMC/OQAM)系统中的载波易受相位噪声干扰导致收端QAM调制星座图的旋转与发散，而基于导频的相位噪声补偿方案又受到载波频偏的严重影响。相位噪声主要来自激光器线宽和链路非线性，由于CO-FBMC/OQAM系统较长的符号长度和高的峰均功率比使得其传输性能更易受相位噪声劣化，如何高效地监测和补偿相位噪声是CO-FBMC/OQAM系统的一个关键问题，又由于收发端激光器通常不同，故激光器之间势必会产生载波的频率偏移，而载波的频偏影响与不同的接收(采样)时刻有关，其补偿与相位噪声补偿不同，故如何有效的进行载波频偏与相位噪声的联合估计是该系统亟需解决的关键问题。另外，CO-FBMC/OQAM系统虽然因为省去了循环前缀(CyclicPrefix，CP)而在一定程度上优于正交频分复用(OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing，CO-OFDM)系统，但其系统固有的虚部干扰成为了相位噪声处理和载波频偏估计算法必须要解决的难题。现有的基于盲估计的方法仅仅能在小线宽的情况下解决相位噪声补偿的问题，不仅对前端存在的载波频偏常常无能为力，同时由于盲估计的特殊性，一般难以考虑固有干扰对系统的巨大影响，从而补偿效果不佳。
技术实现思路
针对现有技术的缺陷，本专利技术的目的在于解决现有通信方法和系统不能有效的进行载波频偏与相位噪声的联合估计的技术问题。为实现上述目的，第一方面，本专利技术提供一种数据通信方法，包括以下步骤：将待发送的数据进行偏移正交幅度调制OQAM预处理后得到映射到子载波的数据符号，在预设第一子载波和预设第二子载波分别添加第一导频序列和第二导频序列，所述第一导频序列的功率大于第二导频序列的功率，所述第一导频序列的功率和第二导频序列的功率均大于数据符号的功率；所述第一导频序列的奇数位置符号置零，且所述第二导频序列的偶数位置符号置零，或第一导频序列的偶数位置符号置零，且第二导频序列的奇数位置符号置零；所述第一导频序列和第二导频序列中未置零位置的数值均为正实值；将所述第一子载波的两个相邻的子载波和第二子载波的两个相邻的子载波上的符号均置零，得到导频处理后的发送数据；向接收端发送所述导频处理后的发送数据，以使所述接收端根据所述第一导频序列在导频处理后的发送数据的频域位置以及所述第一导频序列在接收端的频域位置确定其接收到的数据的频移，所述接收端根据其接收到的第一导频序列和第二导频序列的数值确定其接收到的数据的相位噪声，所述接收端基于所述频移和相位噪声对其接收到的数据进行补偿，解码得到所述待发送数据。第二方面，本专利技术提供一种数据通信方法，包括以下步骤：接收端接收发送端发送的数据，所述数据携带数据符号、第一导频序列以及第二导频序列，所述第一导频序列位于第一子载波，所述第二导频序列位于第二子载波，所述第一导频序列的功率大于第二导频序列的功率，所述第一导频序列的功率和第二导频序列的功率均大于数据符号的功率；所述第一导频序列的奇数位置符号为零，且所述第二导频序列的偶数位置符号为零，或第一导频序列的偶数位置符号为零，且第二导频序列的奇数位置符号为零；所述第一导频序列和第二导频序列中不为零的数值均为正实值；所述第一子载波的两个相邻的子载波和第二子载波的两个相邻的子载波上的符号均为零；确定接收到的数据中功率最强的谱线所对应的频域位置，所述功率最强的谱线为所述第一导频序列对应的谱线；根据所述最强的谱线所对应的频域位置和所述第一导频序列在发送端的频域位置的差值确定接收端接收到数据的频移，并对接收到的数据进行频移补偿；根据第一导频序列和第二导频序列中不为零的数值，确定接收端接收到的数据的相位噪声，并对接收到的数据进行相位噪声补偿，解码得到发送端发送的数据符号对应的数据信息。可选地，确定接收端接收到的数据的频移，具体如下：设所述第一导频序列在发送端的频域位置为index1，所述接收端接收到的数据中最强的谱线所对应的频域位置为index2，所述频移Δf为：Δf＝(index2-index1)×fsfs＝Fs/L其中，L为时域总的采样点数，Fs为接收端的采样频率，fs为离散谱的分辨率。可选地，接收端对接收到的数据进行频移补偿，具体如下：tl＝l/FS其中，Rl′为对Rl频移补偿后的数据，Rl为第l个采样时刻接收到的数据，tl表示第l个采样时刻对应于整个采样时间窗口的位置。可选地，根据第一导频序列和第二导频序列中不为零的数值，确定接收端接收到的数据的相位噪声，具体如下：所述第一导频序列的奇数位置符号为零，且所述第二导频序列的偶数位置符号为零时，设第一导频序列的符号排列为：第二导频序列的符号排列为：P指示为导频，l1指示第一导频序列，l2指示第二导频序列；将第一导频序列和第二导频序列按奇偶分布的位置排成一列，得到发送端的有效导频Sn，n＝1,2…Nn，Nn为每个子载波上总的符号个数，其中：Sn中各个符号的排列为：或第一导频序列的偶数位置符号为零，且第二导频序列的奇数位置符号为零时，设第一导频序列的符号排列为：第二导频序列的符号排列为：将第一导频序列和第二导频序列按奇偶分布的位置排成一列，得到发送端的有效导频Sn，其中：Sn中各个符号的排列为：所述接收端从其接收的数据中确定Sn中各个符号对应的接收符号，并将各个接收符号按照Sn的对应位置关系排列，得到Sn对应的有效接收导频Rn；以发送端的有效导频为参考的相位噪声为：为Rn的共轭。可选地，对接收到的数据进行相位噪声补偿，具体如下：其中，Rm,n为Rl′频域变换后的信号，m表示第m个子载波，n表示对应子载波上第n个符号，M表示子载波总个数。第三方面，本专利技术提供一种通信设备，包括：调制单元，用于将待发送的数据进行偏移正交幅度调制OQAM预处理后得到映射到子载波的数据符号；导频插入单元，用于在预设第一子载波和预设第二子载波分别添加第一导频序列和第二导频序列，所述第一导频序列的功率大于第二导频序列的功率，所述第一导频序列的功率和第二导频序列的功率均大于数据符号的功率；所述第一导频序列的奇数位置符号置零，且所述第二导频序列的偶数位置符号置零，或第一导频序列的偶数位置符号置零，且第二导频序列的奇数位置符号置零；所述第一导频序列和第二导频序列中未置零位置的数值均为正实值；以及将所述第一子载波的两个相邻的子载波和第二子载波的两个相邻的子载波上的符号均置零，得到导频处理后的发送数据；IQ调制器，用于向接收端发送所述导频处理后的发送数据，以使所述接收端根据所述第一导频序列在导频处理后的发送数据的频域位置以及所述第一导频序列在接收端的频域位置确定其接收到的数据的频移，所述接收端根据其接收到的第一导频序列和第二导频序列的数值确定其接收到的数据的相位噪声，所述接收端基于所述频移和相位噪声对其接收到的数据进行补偿，解码得到所述待发送数据。第四方面，本专利技术提供一种通信设备，包括：接收单元，用于接收发送端发送的数据，所述数据携带数据符号、第一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种数据通信方法，其特征在于，包括以下步骤：将待发送的数据进行偏移正交幅度调制OQAM预处理后得到映射到子载波的数据符号，在预设第一子载波和预设第二子载波分别添加第一导频序列和第二导频序列，所述第一导频序列的功率大于第二导频序列的功率，所述第一导频序列的功率和第二导频序列的功率均大于数据符号的功率；所述第一导频序列的奇数位置符号置零，且所述第二导频序列的偶数位置符号置零，或第一导频序列的偶数位置符号置零，且第二导频序列的奇数位置符号置零；所述第一导频序列和第二导频序列中未置零位置的数值均为正实值；将所述第一子载波的两个相邻的子载波和第二子载波的两个相邻的子载波上的符号均置零，得到导频处理后的发送数据；向接收端发送所述导频处理后的发送数据，以使所述接收端根据所述第一导频序列在导频处理后的发送数据的频域位置以及所述第一导频序列在接收端的频域位置确定其接收到的数据的频移，所述接收端根据其接收到的第一导频序列和第二导频序列的数值确定其接收到的数据的相位噪声，所述接收端基于所述频移和相位噪声对其接收到的数据进行补偿，解码得到所述待发送数据。

【技术特征摘要】
1.一种数据通信方法，其特征在于，包括以下步骤：将待发送的数据进行偏移正交幅度调制OQAM预处理后得到映射到子载波的数据符号，在预设第一子载波和预设第二子载波分别添加第一导频序列和第二导频序列，所述第一导频序列的功率大于第二导频序列的功率，所述第一导频序列的功率和第二导频序列的功率均大于数据符号的功率；所述第一导频序列的奇数位置符号置零，且所述第二导频序列的偶数位置符号置零，或第一导频序列的偶数位置符号置零，且第二导频序列的奇数位置符号置零；所述第一导频序列和第二导频序列中未置零位置的数值均为正实值；将所述第一子载波的两个相邻的子载波和第二子载波的两个相邻的子载波上的符号均置零，得到导频处理后的发送数据；向接收端发送所述导频处理后的发送数据，以使所述接收端根据所述第一导频序列在导频处理后的发送数据的频域位置以及所述第一导频序列在接收端的频域位置确定其接收到的数据的频移，所述接收端根据其接收到的第一导频序列和第二导频序列的数值确定其接收到的数据的相位噪声，所述接收端基于所述频移和相位噪声对其接收到的数据进行补偿，解码得到所述待发送数据。2.一种数据通信方法，其特征在于，包括以下步骤：接收端接收发送端发送的数据，所述数据携带数据符号、第一导频序列以及第二导频序列，所述第一导频序列位于第一子载波，所述第二导频序列位于第二子载波，所述第一导频序列的功率大于第二导频序列的功率，所述第一导频序列的功率和第二导频序列的功率均大于数据符号的功率；所述第一导频序列的奇数位置符号为零，且所述第二导频序列的偶数位置符号为零，或第一导频序列的偶数位置符号为零，且第二导频序列的奇数位置符号为零；所述第一导频序列和第二导频序列中不为零的数值均为正实值；所述第一子载波的两个相邻的子载波和第二子载波的两个相邻的子载波上的符号均为零；确定接收到的数据中功率最强的谱线所对应的频域位置，所述功率最强的谱线为所述第一导频序列对应的谱线；根据所述最强的谱线所对应的频域位置和所述第一导频序列在发送端的频域位置的差值确定接收端接收到数据的频移，并对接收到的数据进行频移补偿；根据第一导频序列和第二导频序列中不为零的数值，确定接收端接收到的数据的相位噪声，并对接收到的数据进行相位噪声补偿，解码得到发送端发送的数据符号对应的数据信息。3.根据权利要求2所述的数据通信方法，其特征在于，确定接收端接收到的数据的频移，具体如下：设所述第一导频序列在发送端的频域位置为index1，所述接收端接收到的数据中最强的谱线所对应的频域位置为index2，所述频移Δf为：Δf＝(index2-index1)×fsfs＝Fs/L其中，L为时域总的采样点数，Fs为接收端的采样频率，fs为离散谱的分辨率。4.根据权利要求3所述的数据通信方法，其特征在于，接收端对接收到的数据进行频移补偿，具体如下：tl＝l/FS其中，R′l为对Rl频移补偿后的数据，Rl为第l个采样时刻接收到的数据，tl表示第l个采样时刻对应于整个采样时间窗口的位置。5.根据权利要求4所述的数据通信方法，其特征在于，根据第一导频序列和第二导频序列中不为零的数值，确定接收端接收到的数据的相位噪声，具体如下：所述第一导频序列的奇数位置符号为零，且所述第二导频序列的偶数位置符号为零时，设第一导频序列的符号排列为：0、0、…；第二导频序列的符号排列为：0、0、…；P指示为导频，l1指示第一导频序列，l2指示第二导频序列；将第一导频序列和第二导频序列按奇偶分布的位置排成一列，得到发送端的有效导频Sn，n＝1,2…Nn，Nn为每个子载波上总的符号个数，其中：Sn中各个符号的排列为：…；或第一导频序列的偶数位置符号为零，且第二导频序列的奇数位置符号为零时，设第一导频序列的符号排列为：0、…；第二导频序列的符号排列为：0、0、…；将第一导频序列和第二导频序列按奇偶分布的位置排成一列，得到发送端的有效导频Sn，其中：Sn中各个符号的排列为：…；所述接收端从其接收的数据中确定Sn中各个符号对应的接收符号，并将各个接收符号按照Sn的对应位置关系排列，得到Sn对应的有效接收导频Rn；以发送端的有效导频为参考的相位噪声为：为Rn的共轭。6.根据权利要求5所述的数据通信方法，其特征在于，对接收到的数据进行相位噪声补偿，具体如下：其中，Rm,n为R′l频域变换后的信...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗风光，游璧毓，杨柳，杨帅龙，陈丹慧，倪垚，李斌，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42