基于旁瓣抑制前缀的dwdm-ofdm实现方法及其系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及的是一种通信领域的正交频分复用技术，具体是一种基于旁瓣抑制前缀的密集波分复用-正交频分复用(Dense-ffavelength-divis1n-mul tiplexing-Orthogonal-Frequency-Di vis 1n-Mul tipi exing, DWDM-OFDM)实现方法及其系统。
【背景技术】
[0002]正交频分复用(Orthogonal-Frequency-Divis1n-Multiplexing，0FDM)技术具备优越的抗码间干扰(Inter-Symbol Interference，ISI)能力、高频谱效率、透明传输及子载波独立调制的特点，在无线通信领域和光通信领域得到了广泛应用。
[0003]无论在无线通信领域还是光通信领域，0FDM调制方式都存在带外分量过大的问题。在密集波分复用-正交频分复用系统中，这些带外分量，或者称为信号旁瓣，不仅降低了0FDM信号的频谱效率，也对相邻载波上的0FDM信号产生了干扰，引入了额外的失真。从而，研究0FDM旁瓣抑制技术显得十分有意义。
[0004]在无线通信领域和光通信领域均有诸多关于0FDM旁瓣抑制的研究，无线领域方面的研究如在2004年IEEECommunicat1ns Magazine第42卷第3期的论文 “Spectrumpooling:an innovative strategy for the enhancement of spectrum efficiency，，中，Weiss T.A.和Jondral F.K.提出的时域加窗滤波法、在2006年IEEECommunicat1nsLetters第 10卷第6期的论文 “Subcarrier weighting: a method for sidelobesuppress1n in OFDM systems” 中Cosovic 1.、Brandes S.和 Schnell M.提出的插入补偿载波法、在2008年IEEECommunicat1ns Letters第 12卷第2期的论文 “Sidelobesuppress1n in OFDM-based spectrum sharing systems using adaptive symboltransit1n”中Mahmoud H.A.和Arslan H.提出的自适应OFDM符号过渡法。然而这些技术都仅在无线领域得到应用。
[0005]在光通信领域的0FDM旁瓣抑制技术，如在2014年Optics express第22卷第10期的论文“Transmiss1n of 100-Gb/s DD0-0FDM/0QAM over 320-km SSMF with a singlephotod1de”中Zhang X.，Li Z.，Li C.等人提出的光域0FDM/0QAM技术。然而应用该技术会使得接收机的信道估计算法复杂化。
[0006]经过对现有技术的检索发现，中国专利文献号CN102752253A，公告日2012.10.24，公开了一种时频域联合处理抑制正交频分复用系统子载波间干扰的方法，包括:在0FDM信号发射设备的发射端，对用户数据进行编码，分组和分段后进行星座图映射;对星座图映射后的数据进行预编码和相关编码，实现频域部分响应;将时域部分响应信号串并变换，利用快速傅里叶反变换IFFT调制到多个子载波上;对形成的0FDM时域信号加窗函数，得到的信号为频域时域联合处理的结果;对接收到的0FDM时域信号进行数模变换和下变频变换;经过串并变换后去掉循环前缀，采用快速傅里叶变换FFT分别在各个子载波上解调0FDM信号；最后采用相关编码的逆运算解部分响应，解码得到发送信号。但该技术仅用于消除OFDM#、统中子载波间的干扰，且效果有限。
【发明内容】
[0007]本发明针对现有技术存在的上述不足，提出一种基于旁瓣抑制前缀(SSP)的密集波分复用-正交频分复用(DWDM-OFDM)实现方法及其系统，通过在每个0FDM符号前插入一段旁瓣抑制前缀，抑ffjijOFDM信号的旁瓣分量，有效降低DWDM-OFDM系统中的相邻载波干扰。
[0008]本发明是通过以下技术方案实现的:
[0009 ]本发明涉及一种基于S SP的DWDM-OFDM实现方法，通过在调制信号进行并串转换前，对含有循环前缀的序列中插入SSP序列，使得修改后的序列的带外功率谱最小，从而降低DWDM-OFDM系统中的相邻载波干扰。
[0010]所述的实现方法，具体包括以下步骤:对输入的基带数据进行调制，调制后的信号依次经过串并转换、快速傅里叶反变换(Inverse Fast Fourier Transform, IFFT)、添加循环前缀、添加旁瓣抑制前缀(SSP)处理后，进行并串转换后输出，得到强化了旁瓣抑制比的0FDM信号。
[0011]所述的调制包括但不限于正交相移键控/正交幅度调制(QPSK/QAM)调制。
[0012]所述的SSP是指:对于任意一段包含Μ个符号且长度为1的0FDM序列，在其中插入一段总长为Issp的序列，可以得到一个新序列syms’，如果新序列的带外功率谱之和sum达到最小值，则插入的序列称为SSP。
[0013]所述的添加旁瓣抑制前缀(SSP)处理用于产生M-1个SSP序列，每个SSP序列分别插入到每两个相邻的0FDM符号中，具体包括以下步骤:
[0014]步骤1、i = 1，count = 0，将第i个SSP初始化为第i个0FDM符号的循环前缀，其中:i= 1,2,...M，count = 0，l，...Ν，Μ为0FDM符号数，N为生成每一个SSP所需的迭代参数，N为10?70，i初始值为1。
[0015]步骤2、将第i个0FDM符号，第i个SSP以及第1-Ι个0FDM符号作为一个整体entity进行快速傅里叶变换运算，得到其频谱。
[0016]步骤3、将步骤2得到的频谱上0FDM有效频带以外的带外分量置零。
[0017]步骤4、对步骤3中的带外分量置零后的频域序列做IFFT运算，得到其时域序列entity’。
[0018]步骤5、将entity中的SSP序列替换为entity’ 中的SSP，count = count+l，对count进行判定:若count = N，则执行下一步骤;否则回到步骤2。
[0019]步骤6、i = i+Ι，若i =M，则迭代终止，否则回到步骤1。
[0020]所述的步骤2至步骤5为用于生成单个SSP序列的内层迭代。
[0021]本发明涉及上述方法的实现系统，包括:依次相连的SSP初始化单元、FFT变换单元、带外分量置零单元、IFFT变换单元和SSP更新单元，其中:SSP更新单元根据生成序列的长度不同分别输出至FFT变换单元进行迭代或输出进行并串转换。
[0022]所述的SSP初始化单元接收含有循环前缀的IFFT并行信号。
[0023]所述的IFFT并行信号为基带数据经调制后进行串并转换，并经IFFT变换后添加循环前缀。
技术效果
[0024]与现有技术相比，本发明通过在传统不加SSP的0FDM信号中加入5%的SSP，并分别从电域和光域通过电谱仪观察功率谱进行比较，加入了 SSP的OFDM信号的旁瓣抑制比提高了约18dB，提高了 0FDM信号的谱效率。
【附图说明】
[0025]图1为实现方法示意图；
[0026]图2为SSP的帧结构示意图；
[0027]图3为SSP的生成算法；
[0028]图4为检测模块示意图；
[0029]图5为实施例效果图；
[0030]图6为图5中对应各点的频谱图；
[0031]图中:1为可调激光器，2为偏振控制器，3为马赫-曾德尔调制器，4为光电检测器，5为电谱仪，6为波形发生器，7为电放大器。
【具体实施方式】
[0032]下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1
[0033]如图1所示，本实施例包括:
[0034]步骤1、对输入的基带数据进行QPSK/QAM调制，调制后的信号依次经过串并转换、快速傅里叶反变换(Inverse Fast Fourier Transform, IFFT)后添加循环前缀。
[0035]步骤2、在步骤1得到的OFDM信号中添加旁瓣抑制前缀(SSP)，进行并串转换后输出。
[0036]所述的SSP是指:对于任意一段包含Μ个符号且长度为1的0FDM序列，在其中插入一段总长为Issp的序列，可以得到一个新序列syms’，如果新序列的带外功率谱之和sum达到最小值，则插入的序列称为SSP。
[0037]由于sum的值总是随着迭代次数的增加而减小，寻找最小值的意义不大，通常只要迭代次数足够多，sum的值低于要求的指标，即可认为此时插入的序列为SSP。
[0038]例如:要求0FDM信号的旁瓣抑制比大于42dB，则当生成单个SSP的迭代次数不低于70时可达到该指标，则此时插入的序列为SSP。
[0039]所述的SSP性能与0FDM符号中的循环前缀(Cyclic prefix，CP)的长度无关，若CP长度为0，则0FDM符号中不包含CP。
[0040]如图2和图3所示，所述的SSP通过以下步骤产生，包