专利名称：通信系统、通信方法以及多通道自适应均衡器和ofdm信号解复用的方法
技术领域：
本发明涉及通信系统，具体涉及通信系统、通信方法以及多通道自适应均衡器和OFDM信号解复用的方法。
背景技术：
光通信向高速发展主要有时 分复用(TDM)和波分复用(WDM)两种技术路线。时分复用是将不同的信号相互交织在不同的时间段内，沿着同一个信道传输，在接收端再将各个时间段内的信号提取出来还原成原始信号，目前，采用相干光通信技术及偏振复用QPSK(四相相移键控)调制，可以实现单波长100G的传输速率，但是，此方案要求在接收端采用采样率为几十G的模数转换器，由于这已经接近电子器件的极限，因此，直接提高发送速率的方法已无法用于更高速率的TDM光通信系统。波分复用的做法是，在发送端将信号分为多路，分别调制到不同频率的光载波上进行传输，而在接收端再进行解复用恢复，因此，接收端电子器件的处理速率要求由每一路信号速率决定，相对较低。所以WDM是高速光通信发展的主要方向。但是，传统的波分复用系统要求不同光载波之间有远大于调制信号频谱的保护间隔，以便光滤波器将其分开，从而造成巨大的频谱浪费。为此提出了 OFDM (OrthogonalFrequency Division Multiplexing,正交频分复用)技术,采用OFDM复用后的WDM信号(以下简称OFDM信号)由紧邻的相互正交的多个光载波信号组成，由于OFDM信号中各光载波紧密相邻，业内习惯将每一个光载波称为子载波，OFDM的基本原理如下设OFDM信号的发送周期为T，则不同子载波之间的间隔Af为Af = 1/T，于是，
接收信号Ht)可以表示为=其中
kCk是第k个子载波的发送数据，fk(t)表示第k个子载波。将接收信号r(t)与本征光在一个码元周期内做互相关，则有{r(t)/mm = ^kmCk(I)当k = m 时 5151]1=1,当1^古111时 5km = 0。从式(I)可以看出，不同子载波即使频谱重叠，仍然可以完全消除不同通道间的串扰。要接收某个子载波的信号，只需将接收到的光信号与对应本征光载波在一个码元周期内做互相关，即可提出所发数据信号，并消去其他光载波的串扰。由于产生系列本征光与接收光信号做互相关成本高昂，所以实际普遍采用的相干光OFDM接收方式是，先用一本征光解调OFDM信号，再用高速AD (模数转换器)对解调信号进行采样，然后做离散傅立叶变换。例如，假设接收到的OFDM信号有128个子载波，则需要在一个码元周期内进行128次时域抽样，再做128点的离散傅立叶变换，得到每个子载波所携带的数据信号。虽然OFDM采用N个子载波并行收发，但也要求每个码元采样N次(N为载波数)。所以，目前使用离散傅立叶变换方法处理OFDM信号，其接收速率与单载波一样，仍然受到ADC采样速率的限制。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种针对采用OFDM复用的光载波信号解复用的方法，包括以下步 骤接收由N路光子载波复用成的OFDM光信号，复用方法为第k路光子载波所携带的数据由调制信号Ik+jQk调制在角频率为Qe+kQ0的第k路光子载波上，为第0路光子载波的角频率，f^ = 2JiAf，Af = 1/T，T为OFDM光信号的发送周期，k = 0，..，N-I ；分别使用不同角频率的系列本征光对所述OFDM光信号解调，得到相应的OFDM电信号；解调方法为使用角频率为Q JmQtl的本征光对OFDM光信号解调得到第n^SOFDMi信号，每一路OFDM电信号由一个基带信号和N-I个与该基带信号相邻的频带信号组成，与本征光Q 频率相同的光子载波下变频为基带信号，与本征光频率不同的光子载波下变频为与该基带信号相邻的相邻频带信号，m = 0，. .，N-I ;每一路OFDM电信号，分别经低通滤波器衰减其基带信号以外的相邻频带信号后进行采样，得到相应的OFDM电信号采样值，其中，第n^SOFDM电信号采样值为
权利要求
1.针对采用OFDM复用的光载波信号解复用的方法，其特征在于，包括以下步骤 接收由N路光子载波复用成的OFDM光信号，复用方法为第k路光子载波所携带的数据由调制信号Ik+jQk调制在角频率为Qe+kQ0的第k路光子载波上，为第0路光子载波的角频率，f^ = 2JiAf，Af = 1/T，T为OFDM光信号的发送周期，k = 0，..，N-1 ; 分别使用不同角频率的系列本征光对所述OFDM光信号解调，得到相应的OFDM电信号；解调方法为使用角频率为Q 的本征光对OFDM光信号解调得到第m路OFDM电信号，每一路OFDM电信号由一个基带信号和N-I个与该基带信号相邻的频带信号组成，与本征光^c+m^o频率相同的光子载波下变频为基带信号，与本征光Qe+mQC1频率不同的光子载波下变频为与该基带信号相邻的相邻频带信号，m = 0, . . , N-I ； 每一路OFDM电信号，分别经低通滤波器衰减其基带信号以外的相邻频带信号后进行采样，得到相应的OFDM电信号采样值，其中，第m路OFDM电信号采样值为
2.如权利要求I所述的针对采用OFDM复用的光载波信号解复用的方法，其特征在于，
3.如权利要求2所述的针对采用OFDM复用的光载波信号解复用的方法，其特征在于，所述多通道均衡矩阵为以下叠加矩阵的逆矩阵
4.如权利要求2所述的针对采用OFDM复用的光载波信号解复用的方法，其特征在于，发送端的每路子载波信号分别采用两个偏振态进行复用，所述多通道均衡矩阵为F =(HP)—1，其中 H为多载波叠加矩阵，
5.如权利要求4所述的针对采用OFDM复用的光载波信号解复用的方法，其特征在于，采用与时域均衡器相结合的方式减小OFDM电信号的单位冲激响应，所述时域均衡器的长度为2L-1个抽头，即将2L-1个抽样值乘以时域均衡系数后线性相加求和，L取值由信号在时域中冲激响应长度决定，结合时域均衡器的多通道均衡器的均衡表达式为
6.如权利要求5所述的针对采用OFDM复用的光载波信号解复用的方法，其特征在于，均衡系数C ⑴和F:(/)自动更新的步骤如下 (1)初始化 G(O) = U当 m = k, FJ(O) = 1, m = k，其余值都为 0 ; (2)使用梯度算法更新，并确定为自动收敛到e2的最小值时的取值，更新公式如下
7.如权利要求6所述的针对采用OFDM复用的光载波信号解复用的方法，其特征在于，误差e采用训练序列方法获得，
8.如权利要求6所述的针对采用OFDM复用的光载波信号解复用的方法，其特征在于，误差e采用盲估计方法获得，
9.OFDM信号解复用装置，其特征在于，包括 本征光源,产生本征光Q。为本征光源的角频率； 多载波产生模块,根据所述本征光移频后分别产生角频率为的系列本征光，f^ = 23i Af, Af= 1/T，T为OFDM光信号的发送周期，m表示第m路本征光，m = 0，..，N-I ； 90度混频器与平衡接收机构成的下变频装置，分别用所述系列本征光将N路光子载波复用成的OFDM光信号解调，得到相应的N路OFDM电信号； 低通滤波器，分别对每一路OFDM电信号衰减其基带信号以外的信号； 采集模块，分别采集每一路OFDM电信号，得到相应的OFDM电信号采样值； 数字处理模块，对N路OFDM电信号采样值分别与权利要求I所述的多通道均衡矩阵相乘还原出相应的各路光子载波所携带的数据。
10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，还包括用于减小OFDM电信号的单位冲激响应的时域均衡器，所述时域均衡器的长度为2L-1个抽头，即将2L-1个抽样值乘以时域均衡系数后线性相加求和，L取值由信号在时域中冲激响应长度决定，结合时域均衡的多通道均衡器器的均衡表达式为
11.通信系统，包括发送端和接收端，其特征在于，所述接收端设有如权利要求9所述的解复用装置。
12.通信方法，在通信系统的发送端，将数据调制到N个正交子载波上，然后再将各个正交子载波合波经光纤发送到通信系统的接收端，其特征在于，在接收端，采用如权利要求I所述的方法进行解复用。
全文摘要
本发明公开了一种通信系统、通信方法以及多通道自适应均衡器和OFDM信号解复用的方法，OFDM信号解复用的方法包括以下步骤接收由N路光子载波复用成的OFDM光信号，并分别使用不同角频率的系列本征光对所述OFDM光信号解调，得到相应的OFDM电信号；每一路OFDM电信号分别经低通滤波器衰减其基带信号以外的相邻频带信号后进行采样，得到相应的OFDM电信号采样值，再用多通道均衡矩阵乘以N路OFDM电信号采样值还原出相应的各路光子载波所携带的数据。本发明，在接收端不要求各路解调信号的采样时间严格匹配，采样率由单个光载波所带调制信号速率决定，可以绕过ADC的瓶颈限制，适用于高速光通信系统。
文档编号H04L27/26GK102724151SQ20121019697
公开日2012年10月10日 申请日期2012年6月15日 优先权日2012年6月15日
发明者余少华, 曾韬, 杨奇, 杨超, 杨铸 申请人:武汉邮电科学研究院