信号传输装置以及多载波通信系统的制作方法_2

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上:功 率分配特征、比特分配特征、带宽特征;上述特征全部或部分地体现实传阶段信号的非线性 噪声对信噪比的贡献,从而更有利用减小后一次递归探得的信噪比与实传阶段的信噪比的 偏差。例如,该功率分配特征可W是各子载波上功率分配亦满足推荐配置的功率分配关系, 该比特分配特征可W是各子载波的调制格式等,本实施例并不限制于此。
[0058] 在本实施例中,第一次探测的预设探测信号的配置可W采用现有技术确定,本实 施例并不W此作为限制。
[0059] 在本实施例中,该信噪比探测次数,即信噪比探测递归次数可W为预先设定的任 意值,本实施例并不W此作为限制。
[0060] 在本实施例中,该传输信号配置可W包括信号的功率分配、比特分配、带宽等配置 信息,传输性能可W包括确定信号的误比特率和Q值兀余等性能,本实施例并不限制于此。
[0061] 在本实施例中,该信号传输装置还可W包括预处理单元(图中未示出),该预处理 单元用于对第一接收单元301接收到的探测信号进行预处理,第一处理单元302根据预处 理单元处理后的探测信号进行信噪比探测,其中该预处理可W包括均衡处理等,本实施例 并不限制于此。
[0062] 通过上述信号传输装置,每次探测信噪比时,使用的探测信号不同,即多次递归后 探得的非线性噪声是更接近实传阶段的非线性噪声的,从而提高非线性信道信噪比探测的 准确性,基于上述准确的信噪比,进而能够得到最优的传输信号配置和信号传输性能,最后 产生的最优配置的实传信号,最优配置的实传信号不仅包含信道探测阶段提供的传输数据 的最优信号配置,还包含根据预测的传输性能对自适应模块等可控模块的配置信息。保证 了通信系统的可靠性和稳定性。
[006引 实施例2
[0064] 本发明实施例2提供一种信号传输装置,图4是本发明实施例的信号传输装置的 构成一示意图,如图4所示,信号传输装置400包括;第一接收单元401、第一处理单元402、 第一确定单元403、第一发送单元404,其实施方式与实施例1中上述第一接收单元301、第 一处理单元302、第一确定单元303、第一发送单元304相同,此处不再重复。
[0065] 在本实施例中,如图4所示,为了使发射端生成包含了更多的实传信号的全部或 部分特征的探测信号,减小后一次递归探得的信噪比与实传阶段的信噪比的偏差,该信号 传输装置400还可W包括:
[0066] 第一生成单元405,用于根据每次探测所获得的信道信噪比生成所述推荐信号配 置;
[0067] 第二发送单元406,用于将所述推荐信号配置发送给所述发射端,使得所述发射端 根据所述推荐信号配置的特征产生并发送所述探测信号。
[0068] 在一个实施方式中,该第一确定单元403还包括:
[0069] 第二确定单元4031,用于在所述第一处理单元402探测信噪比的次数达到第一阔 值后,根据最终探测的信道信噪比确定所述传输信号配置;
[0070] 第H确定单元4032,用于根据所述第一处理单元402最终探测的信道信噪比和所 述第二确定单元4031确定的传输信号配置确定所述信号传输性能。
[0071] 在本实施例中,第二确定单元4031具体用于在所述第一处理单元402探测信噪比 的次数达到第一阔值后探得的信道信噪比作为最终信道信噪比,利用最终信道信噪比进行 自适应调制分配来确定所述传输信号配置。
[0072] 其中,利用信噪比进行自适应调制分配来得到传输信号配置的方法可采用现有技 术。例如,设定自适应调制分配的误码率目标为le-3,分配准则是速率最优等,另外该第一 阔值可W根据需要任意设定,此处仅是示例性的说明,本实施例并不W此作为限制。
[0073]图5是本发明实施例中第H确定单元4032的一种实施方式一示意图,如图5所 示,该第H确定单元4032可W包括:
[0074] 第一计算单元501,用于根据各子载波上的信噪比和误符号率目标,计算在给定的 功率分配和比特分配下的第一信噪比兀余值;
[00巧]第二计算单元502,用于根据误符号率与误比特率定义的差异,计算对误比特率的 第二信噪比兀余值;
[0076] 第H计算单元503,用于根据所述第一计算单元501计算的第一信噪比兀余值和 所述第二计算单元502计算的第二信噪比兀余值计算所述信号传输性能。
[0077] 通过本发明实施例可知,通过根据误符号率与误比特率定义的差异,计算对误比 特率的额外的信噪比兀余值,提高的传输性能预测的准确性。
[0078] 下面W-个光离散多音频调制(discretemulti-tonemodulation,DMT)传输系 统为例说明本发明实施例的信号传输装置,图6是该DMT传输系统构成示意图,该DMT传输 系统中的子载波数目可根据需要设置数字信号采样率为64Gsa/s,激光器为低端器件,所W 存在较大的非线性。
[0079] 图7是现有技术中的信噪比探测方法与实传阶段的信噪比曲线对比一示意图;女口 图7所示,通过现有技术探得的信噪比曲线比实传的信噪比曲线高2地,即现有技术探测阶 段高估了信道的信噪比,会导致实传误码性能变差甚至传输失败,而该种信噪比的差异来 源于探测阶段和实传阶段的发射信号谱特征不同,所W非线性噪声不同。
[0080]图8是现有技术中预设的探测信号与实传信号的功率谱对比一示意图,如图8所 示,由于实传信号的谱特征是由比特功率分配算法所决定的,其中有舍弃子载波和功率优 化等操作,所W实传信号谱与预设的探测信号谱有明显的不同。
[0081] 图9是本发明实施例基于多次递归的信道各子载波信噪比探测方法一示意图; 通过本发明上述实施例中的信号传输装置,如图9所示,假设预设的信噪比探测递归次数 是2,第一次探测的预设探测信号配置是数据源为已知的伪随机序列,所有子载波的功率相 同且调制格式为QPSK,递归的第一次探测信号与现有方法探测的探测信号相同;根据第一 次探测得到的信噪比一,给出推荐信号配置一,根据配置一,挑选出全部或部分特征,生成 探测信号二,例如,第二次探测信号的可用子载波采用第一次探测的推荐信号配置的可用 子载波,各子载波上功率分配亦满足推荐配置的功率分配关系,各子载波的调制格式均为 QPSK等,并根据探测信号二计算信噪比二,此时,由于探测信号二包含了更多的实传信号的 全部或部分特征,因此信噪比二比信噪比一更接近实传阶段的非线性噪声,即信噪比的探 测更为准确。
[0082] 图10是本发明实施例1中第二次探测的信号谱与实传信号谱的对比一示意图;图 11是本发明实施例两次递归后探得的信噪比曲线与实传的信噪比曲线对比一示意图;女口 图10和11所示,通过本发明上述实施例的信号传输装置,在非线性显著的情况下,仍然能 够准确地探测实传阶段的信噪比。
[0083] 基于本发明实施例信号传输装置探得的准确的信噪比,进而得到最优的传输信号 配置;图12是现有探测方法测得的信噪比作为输入得到的传输信号调制格式与本发明实 施例探测的信噪比作为输入得到的传输信号调制格式对比一示意图。如图12所示,由于准 确地估计了信噪比,基于本发明实施例探测信噪比的推荐调制比特,比现有方法信噪比的 推荐调制比特在大部分子载波上小了 1比特,该就避免了现有方法实际传输可能的误码率 变差甚至传输失败的危险,保证了通信系统的可靠性和稳定性。W上仅示例性的说明了本 发明实施例确定信号调制格式的传输信号配置,此外例如确定信号的功率分配配置或带宽 配置的方法可W采用现有技术,此处不再费述。
[0084] 基于本发明实施例信号传输装置探得的准确的信噪比和最优的传输信号配置能 够信号传输的性能;例如,设实传阶段的信号配置的符号如下表1所示,其中n为子载波序 号,N为可用的子载波数。
[0085] 表 1
[0086]
[0087] 预测实传性能的具体步骤如下:需要说明的是,W下公式仅为第一计算单元501、 第二计算单元502、第H计算单元503的一种实施方式,本发明实施例并不限于此。
[0088] 首先,第一计算单元501使用公式(1)根据探得的各子载波上的信噪比和误符号 率目标,计算在给定的功率分配和调制比特分配下,拥有的信噪比兀余,记为SNRmargin;
[0089]
其中
[0090] 第二计算单元502使用公式(2)计算由误符号率与误比特率定义的差异引入的对 误比特率的额外的信噪比兀余,记为ad血argin:
[0091]
(2)
[0092] 第H计算单元503根据公式(1)和公式(2)计算的信噪比兀余,使用公式(3)和公 式(4)计算实传阶段的误比特率和Q值兀余,分别记为estimate邸R和Q地margin:
[0093]
[0094]QdBmargin=QdB(estimateBER) -QdB(SERtrgt),其中
C4)
[0095] 图13是本发明实施例线性信道的DMT仿真系统框图,用来说明上述误码率预测方 法的性能,该DMT系统中的子载波数目可根据需要设置、数据采样率64Gsa/s,实传容量固 定为107Gbps,误符号率目标为le-3。
[0096] 图14和图15是W该DMT方针系统为例说明本发明实施例中预测的传输性能和实 传的传输性能的对比一示意图,如图14和15所示,预测的误码率和Q值兀余与实传的误码 率和Q值兀余十分接近,即通过本发明的上述实施例,基于探测的准确的信噪比及最优的 实传信号配置,能够提高实传性能预测的准确性。
[0097] 实施例3
[0098] 本发明实施例提供一种信号传输方法,对应于实施例1或2中的信号传输装置,相 同的内容不再费述。
[0099] 图16是本发明实施例的信号传输方法的一流程图,如图16所示,所述信号传输方 法包括:
[0100] 步骤1601,接收发射端发送的探测信号,其中所述探测信号根据前一次或多次信 噪比探测得出的推荐信号配置的特征而产生;
[0101] 步骤1602,根据所述探测信号探测信道信噪比;
[0102] 步骤1603,根据多次信噪比探测后获得的最终信道信噪比确定传输信号配置W及 信号传输性能;
[0103] 步骤1604,将所述传输信号配置W及信号传输性能发送给所述发射端,使得所述 发射端根据所述传输信号配置W及信号传输性能发送实际的传输信号。
[0104] 通过上述信号传输方法,每次探测信噪比时,使用的探测信号不同,即多次
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