一种基于复数信号模值和模值平方的单边带信号传输方法技术

本发明专利技术涉及光通信技术领域，具体公开了一种基于复数信号模值和模值平方的单边带信号传输方法，具体包括：生成初始数据信息流；将数据信息调制到复数OFDM信号中，使用虚拟载波产生复数SSB

【技术实现步骤摘要】
一种基于复数信号模值和模值平方的单边带信号传输方法


[0001]本专利技术涉及光通信
，具体涉及一种基于复数信号模值和模值平方的单边带信号传输方法。

技术介绍

[0002]目前强度调制直接检测（IMDD）光传输系统相较于相干光传输系统，由于其器件廉价的特性被广泛应用在短距离传输场景中。然而随着通信技术的进步，IMDD系统也迫切地需要承担起大容量数据传输的能力来保证数据中心内/间的高速数据通信。先前有学者在相干通信场景中提出的利用KK接收机对单边带信号进行相位恢复的技术。然而相干收发机的使用增大了系统成本，性能也需要进一步提高。

技术实现思路

[0003]为解决现有技术中存在的问题，本专利技术提供了一种基于复数信号模值和模值平方的单边带信号传输方法，解决了上述
技术介绍
中提到的问题。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种基于复数信号模值的单边带信号传输方法，包括以下步骤：步骤1：生成初始数据信息流；步骤2：将数据信息调制到复数OFDM信号中，使用虚拟载波产生复数SSB
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OFDM信号；步骤3：使用复数SSB
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OFDM信号的模值，从而获得实数信号；步骤4：将实信号送到数模转换器DAC，产生的模拟信号在强度调制器中产生光信号；步骤5：光信号通过光纤信道传输给接收机；步骤6：在接收机处，光信号由光电二极管PIN接收，然后通过模数转换器DAC，将信号转换为数字域，利用KK关系从信号幅度中提取相位信息；步骤7：利用相位信息将信号重构为复值信号，从而进行OFDM解调。
[0005]进一步的，在步骤3中，使用复数SSB
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OFDM信号模值获得实数信号，公式表达如下：；式中，表示对复数SSB
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OFDM信号取模得到的发送信号；表示使用虚拟载波产生的复数SSB
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OFDM信号；为直流偏置电流，表示直流偏置电流的共轭，表示虚数；为复数SSB
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OFDM信号的带宽，为未加直流偏置电流前的复数SSB
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OFDM信号，代表取实部操作。
[0006]进一步的，步骤6中相位信息公式表达如下：
；式中，符号左侧的表达式为使用KK接收机计算相位信息的通用表达式，其中表示由接收端光电二极管(PIN)接收并经过模数转换器(DAC)后的信号，表示希尔伯特(Hilbert)变换；为经过PIN探测的复数SSB
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OFDM信号的模值经过光纤传输得到的幅度信息，对接收信号取对数(log)以及Hilbert变换后，可得到相位信息。
[0007]进一步的，在步骤6中，所述用KK关系从信号幅度中提取相位信息，具体包括：a、应用信道均衡技术来补偿信道特性；b、采用数字过采样方法来取消非线性操作取对数所产生的频谱拓宽影响后，信号被分割成一个主路径和一个修正路径进行传输；c、修正路径进行取对数操作，希尔伯特变换后，产生复值修正信号；d、带有相位信息的修正信号与主路径传输信号相乘得到原有复值信号。
[0008]本专利技术的一种基于复数信号模值平方的单边带信号传输方法，包括以下步骤：步骤21：生成初始数据信息流；步骤22：将数据信息调制到复数OFDM信号中，使用虚拟载波产生复数SSB
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OFDM信号；步骤23：使用复数SSB
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OFDM信号的模值的平方，从而获得实数信号；步骤24：将实信号送到数模转换器DAC，产生的模拟信号在强度调制器中产生光信号；步骤25：光信号通过光纤信道传输给接收机；步骤26：在接收机处，光信号由光电二极管PIN接收，然后通过模数转换器DAC，将信号转换为数字域，利用KK关系从信号幅度中提取相位信息；步骤27：利用相位信息将信号重构为复值信号，从而进行OFDM解调。
[0009]进一步的，在步骤23中，使用复数SSB
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OFDM信号模值平方获得实数信号，公式表达如下：；式中，表示对复数SSB
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OFDM信号取模值平方得到的发送信号；表示使用虚拟载波产生的复数SSB
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OFDM信号；为直流偏置电流，表示直流偏置电流的共轭，表示虚数；为复数SSB
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OFDM信号的带宽，为未加直流偏置电流前的复数SSB
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OFDM信号，代表取实部操作。
[0010]进一步的，步骤26中相位信息公式表达如下：；式中，表示由接收端光电二极管(PIN)接收并经过模数转换器(DAC)后的信号，表示希尔伯特(Hilbert)变换；为经过PIN探测的复数SSB
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OFDM信号的模
值平方经过光纤传输得到的幅度信息，对接收信号取对数(log)以及Hilbert变换后，可得到相位信息。
[0011]进一步的，步骤26中用KK关系从信号幅度中提取相位信息的方法同上。
[0012]本专利技术的有益效果是：本专利技术基于IMDD的光纤传输系统，提出了两种基于复数信号模值产生双边带实数方法，包括模值本身和模值的平方。接受端利用KK关系式从信号幅度中提取相位信息，从而恢复复数OFDM信号。本专利技术能利用复数信号模值或者模值平方实现单边带复数信号的发送。能够克服现有技术的某种或某些缺陷；更能进一步减少收发机的成本。
附图说明
[0013]图1为本专利技术基于复数信号模值和模值平方的单边带信号传输方法的流程图；图2为本专利技术数值仿真产生的模值和模值平方的信号功率谱密度示意图；图3为本专利技术数值仿真不同载波信号功率比（CSPR）情况下，不同过采样率R下，模值和模值的平方两种方式的系统性能比较示意图；图4为本专利技术数值仿真绘制的模值和模值的平方两种方式在CSPR=10dB时的互补累积分布函数(CCDF)曲线，同时与SSB
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OFDM信号的实数部分比较示意图；图5为本专利技术数值仿真两种信号的信号分布概率直方图；图6为本专利技术实验验证中采用模值信号得到的系统性能在不同光发射功率下的变化曲线，同时比较了两种信号带宽下系统性能的变化示意图；图7为本专利技术实验验证中采用模值信号得到的系统性能在不同光发射功率下的变化曲线，同时比较了两种信号带宽下不同传输光纤长度带来的系统性能变化示意图；图8为本专利技术实验验证中采用模值和模值的平方两种信号得到的系统性能在不同光发射功率下的变化曲线，同时比较了两种信号在不同传输光纤长度的系统性能变化示意图。
具体实施方式
[0014]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0015]请参阅图1
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图8，本专利技术提供一种技术方案：一种基于复数信号模值和模值平方的单边带信号传输方法，流程如图1所示，包括以下步骤：生成初始数据信息流；将数据信息调制到复数OFDM信号中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于复数信号模值的单边带信号传输方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：生成初始数据信息流；步骤2：将数据信息调制到复数OFDM信号中，使用虚拟载波产生复数SSB
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OFDM信号；步骤3：使用复数SSB
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OFDM信号的模值，从而获得实数信号；步骤4：将实信号送到数模转换器DAC，产生的模拟信号在强度调制器中产生光信号；步骤5：光信号通过光纤信道传输给接收机；步骤6：在接收机处，光信号由光电二极管PIN接收，然后通过模数转换器DAC，将信号转换为数字域，利用KK关系从信号幅度中提取相位信息；步骤7：利用相位信息将信号重构为复值信号，从而进行OFDM解调。2.根据权利要求1所述的一种基于复数信号模值的单边带信号传输方法，其特征在于，在步骤3中，使用复数SSB
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OFDM信号模值获得实数信号，公式表达如下：；式中，表示对复数SSB
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OFDM信号取模得到的发送信号；表示使用虚拟载波产生的复数SSB
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OFDM信号；为直流偏置电流，表示直流偏置电流的共轭，表示虚数；为复数SSB
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OFDM信号的带宽，为未加直流偏置电流前的复数SSB
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OFDM信号，代表取实部操作。3.根据权利要求1所述的一种基于复数信号模值的单边带信号传输方法，其特征在于，所述步骤6中相位信息公式表达如下：；式中，符号左侧的表达式为使用KK接收机计算相位信息的通用表达式，其中表示由接收端光电二极管PIN接收并经过模数转换器DAC后的信号，表示希尔伯特Hilbert变换；为经过PIN探测的复数SSB
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OFDM信号的模值经过光纤传输得到的幅度信息，对接收信号取对数log以及Hilbert变换后，可得到相位信息。4.根据权利要求1所述的一种基于复数信号模值的单边带信号传输方法，其特征在于，在步骤6中，所述用KK关系从信号幅度中提取相位信息，具体包括：a、应用信道均衡技术来补偿信道特性；b、采用数字过采样方法来取消非线性操作取对...

【专利技术属性】
技术研发人员：董一娴，刘亮，邓雄，邹喜华，闫连山，潘炜，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：发明
国别省市：