专利名称：使用阿达玛变换结合压扩变换的用于光正交频分复用的方法及系统的制作方法
技术领域：
本发明的领域涉及光通信体系结构，具体涉及采用正交频分复用的光通信过程及系统。
背景技术：
近年来，正交频分复用(“0FDM”)已被认为是用于未来网络的最有前途的传输方案之一。如由 S. L. Jansen 等人所描述“ 121. 9-Gb/sPDM-OFDM transmission with2-b/s/Hz spectral efficiency over 1000km of SSMF (121. 9-Gb/s PDM-OFDM 传输在标准单模光纤的1000km上具有2-b/s/Hz频谱效率)”，发表于2008年I月，《J. LightwaveTechnology))(《光波技术》杂志)，第27卷，177-188页；由Y. Ma等人所描述“l_Tb/sper channel coherent optical OFDM transmission with subwavelength bandwidthaccess (使用亚波长带宽接入的每信道l_Tb/s的相干光OFDM传输)”，发表于2009年3月美国圣地亚哥《Proc.OFC 2009》(《国际光纤通信会议2009会报》)；以及由R. Dischler、F. Buchali 所描述！“Transmission of I.2Tb/scontinuous waveband PDM-OFDM-FDMsignal with spectral efficiency of 3.3bits/s/Hz over 400km of SSMF(I. 2Tb/s连续波段PDM-OFDM-FDM信号的传输在标准单模光纤的400km上具有3. 3bits/s/Hz频谱效率)”，发表于2009年3月美国圣地亚哥《Proc. OFC 2009》(《国际光纤通信会议2009会报》)；0FDM实质上提供了无限的电色散补偿和偏振模色散(“PMD”)，以及记录频谱效率。然而，如由 J. Armstrong 所描述“0FDM for Optical Communications (0FDM 用于光通信)”，发表于2008年2月，((J. Lightwave Technology))(《光波技术》杂志)，第27卷，189-204页，以及由 J. Armstrong所描述,“Peak-to-Average Power Reduction for OFDM by RepeatedClipping and Frequency Domain Filtering(通过重复削波和频域滤波使OFDM的峰均功率下降)”，发表于2002年2月，((Electronic Letters))(《电子快报》)，第38卷,第5期，246-247页；0FDM光信号的一个主要缺点是其高峰均功率比(“PAPR”)，这将引起由非线性设备造成的失真。这种非线性设备包括模拟/数字(“A/D”)转换器、外部调制器和功率放大器。此外，由于非线性效应，如自相位调制、交叉相位调制和在传输光纤中的四波混频，均与瞬时信号功率成比例，较大的PAPR将造成强非线性损伤使得传输性能降低，例如，由 D. Wulich 所分析的，“Definition of efficient PAPR in OFDM (OFDM 中有效 PAPR 的定义)”，发表于2005年9月，《IEEE Communication Letters))(《IEEE通信快报》)，第9卷，第 9 期，832-834 页。为了克服这些负面效应，近几年来已经提出了许多方法。一种此类方法为篱栅整形，由 H. Ochiai 所描述，“A novel trellis-shaping design with both peak andaverage power reduction for OFDM systems ( 一种用于OFDM系统的具有峰值功率与平均功率都降低的新颖的篱栅整形设计)”，发表于2004年11月，《IEEE Transactions onCommunications》(《IEEE通信汇刊》)，第52卷,第11期，1916-1926页。另外,一种应用阿达玛变换降低光OFDM系统中的PAPR的方法已被M Park、H. Jun, J- Cho、N. Cho、D. Hong、C. Kang所提出，“PAPR reduction in OFDM transmission using Hadamard transform(在 OFDM传输中使用阿达玛变换降低PAPR) ”，发表于2000年《IEEE International Conference onCommunications))(《IEEE国际通信会议》)，第I卷，430-433页。然而，就OFDM系统的PAPR降低和BER来说，阿达玛变换和压扩变换的混合技术可能提供更好的性能。发明概述
本发明是针对降低正交频分复用(OFDM)系统的峰均功率比(“PAPR”)的方法及系统。在这些方法及系统中，通过应用阿达玛变换与压扩变换的结合来使用正交频分复用以降低所生成的光信号的PAPR。首先，将阿达玛变换应用于信号以形成子符号的第一变换信号。随后，在该子符号上执行快速傅里叶逆变换(“IFFT”)以形成所述子符号的第二变换信号。然后将第二变换信号进行压扩，生成所述子符号的压扩信号，所述压扩信号可用于作为光信号来传输。各种改进的附加方面和优势将从优选实施方式的描述中显现。附图的简要描述通过附图的方式图示了本发明的各实施方式，其中图I是使用阿达玛变换结合压扩变换的强度调制与直接检测(“IM-DD”)0FDM系统的方框图。图2图示了用于OFDM信号的PAPR的采样互补累积分布函数(“CXDF”)曲线。图3图示了 IM-DD OFDM系统的实验装置和光谱。图4图示了原始OFDM信号和具有不同的ii值的压扩信号在8dBm发射功率下的采样比特误码率(“BER”)曲线。图5图示了原始OFDM信号和使用阿达玛变换结合具有不同的ii值的压扩变换的OFDM信号在8dBm发射功率下的采样BER曲线。图6图示了原始OFDM信号、使用阿达玛变换的OFDM信号、使用具有U =2的压扩变换的OFDM信号和使用阿达玛变换结合具有U = 2的压扩变换的OFDM信号在2dBm发射功率下的采样BER曲线。图7图示了 OFDM原始信号和使用具有不同的ii值的压扩变换的OFDM信号在3dBm发射功率下的采样BER曲线。图8图示了 OFDM原始信号和使用阿达玛变换结合具有不同的ii值的压扩变换的OFDM信号在3dBm发射功率下的采样BER曲线。图9图示了 OFDM原始信号、使用阿达玛变换的OFDM信号、使用具有U =2的压扩变换的OFDM信号和使用阿达玛变换结合具有U = 2的压扩变换的OFDM信号在3dBm发射功率下的采样BER曲线。
图10图示了 OFDM原始信号和使用具有不同的ii值的压扩变换的OFDM信号在3dBm发射功率下的采样BER曲线。图11图示了 OFDM原始信号和使用阿达玛变换结合具有U值的压扩变换的OFDM信号在8dBm发射功率下的采样BER曲线。
图12图示了 OFDM原始信号、使用阿达玛变换的OFDM信号、使用具有y = 2的压扩变换的OFDM信号和使用阿达玛变换结合具有U = 2的压扩变换的OFDM信号在8dBm发射功率下的采样BER曲线。图13图示了 OFDM原始信号和使用阿达玛变换结合具有y = I的压扩变换的OFDM信号在不同的发射功率下的采样BER曲线。图14图示了 OFDM原始信号和使用阿达玛变换结合具有y = 2的压扩变换的OFDM信号在不同的发射功率下的采样BER曲线。图15图示了 OFDM原始信号和使用阿达玛变换结合具有y = 3的压扩变换的OFDM信号在不同的发射功率下的采样BER曲线。优选实施方式的详细描述在此公开的直接检测光OFDM方法及系统采用阿达玛变换与y律压扩变换相结合的混合技术。如由 M Park、H. Jun、J. Cho、N. Cho、D. Hong、C. Kang 所描述，“PAPR reductionin OFDM transmission using Hadamard transform(在 OFDM 传输中使用阿达玛变换降低PAPR)，，,发表于 2000 年〈〈IEEE International Conference on Communication〉〉(〈〈IEEE 国际通信会议》)，第I卷，430-433页，阿达玛变换可以降低OFDM信号的PAPR同时影响系统的误差概率或平均功率水平。U律压扩变换主要侧重于放大小信号。在此的理论与实验结果表明，就OFDM系统的PAPR降低和BER降低而言，阿达玛变换与压扩变换结合能够提供更好的性能。图I示出了使用阿达玛变换与压扩变换结合的强度调制与直接检测(“IM-DD”)OFDM传输系统。基带调制符号(或伪随机二进制序列“PRBS”)首先经过一串行并行转换器(“S/P”)。在正交相移键控(“QPSK”)映射之后，应用阿达玛变换以降低输入的OFDM序列的相关性。阿达玛变换还被用来降低OFDM信号的PAPR。阿达玛变换阿达玛变换的核可以通过递归程序生成。N阶的阿达玛矩阵是具有元素I或-I的矩阵Hn使得Hn.HTn =NIn。2阶的阿达玛矩阵表示为
权利要求
1.一种降低正交频分复用信号的峰均功率比的方法，所述方法包括将阿达玛变换应用于信号以生成第一变换信号；在所述信号上执行快速傅里叶逆变换以生成第二变换信号；压扩所述第二变换信号以生成压扩信号；以及 光传输所述压扩信号。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述第二变换信号表示为
3.如权利要求2所述的方法，其中所述压扩信号表示为
4.如权利要求3所述的方法，其中1< U <9。
5.一种降低正交频分复用信号的峰均功率比的系统，所述系统包括用于将阿达玛变换应用于信号以生成第一变换信号的装置；用于在所述信号上执行快速傅里叶逆变换以生成第二变换信号的装置；用于压扩所述第二变换信号以生成压扩信号的装置；以及 用于光传输所述压扩信号的装置。
6.如权利要求5所述的系统，其中所述第二变换信号表不为
7.如权利要求6所述的系统，其中所述压扩信号表示为
8.一种用于降低正交频分复用信号的峰均功率比的计算机程序产品，所述计算机程序 产品位于计算机可读介质上并包括计算机可读指令，所述计算机可读指令被配置成引起计 算机将阿达玛变换应用于信号以生成第一变换信号；在所述信号上执行快速傅里叶逆变换以生成第二变换信号；压扩所述第二变换信号以生成压扩信号；以及 光传输所述压扩信号。
9.如权利要求8所述的产品,其中输出信号表不为
10.如权利要求9所述的产品，其中所述压扩信号表示为
11.如权利要求8所述的产品，其中1≤μ≤9。
全文摘要
本发明涉及一种使用阿达玛变换结合压扩变换的用于光正交频分复用的方法及系统。阿达玛变换和压扩变换相结合的技术包含在正交频分复用信号中以降低信号的峰均比。将阿达玛变换应用于信号以生成子符号的第一变换信号。在该子符号上执行快速傅里叶逆变换以生成子符号的第二变换信号。然后将第二变换信号进行压扩，使其用于作为光信号传输。
文档编号H04L27/26GK102624664SQ201210004930
公开日2012年8月1日 申请日期2012年1月9日 优先权日2011年1月10日
发明者余建军 申请人:中兴通讯(美国)公司, 中兴通讯股份有限公司