一种基于分层调制的OFDM-PON比特与功率加载方法与流程

本发明属于光通信技术、无源光网络领域，具体涉及一种基于分层调制的ofdm-pon(正交频分复用无源光网络)比特与功率加载方法。

背景技术：

1、随着物联网(iot)、云服务、4k/8k视频流媒体和在线游戏等新型业务的带宽需求，无源光网络(pon)由于可以为用户提供巨大的传输容量，已经成为下一代光纤接入的主要解决方案。下一代pon(ng-pon)按照复用方式主要分为时分复用pon(tdm-pons)、波分复用pon(wdm-pons)、时-波分复用pon(twdm-pons)、以及正交频分复用pon(ofdm-pons)。其中，ofdm-pon相较于其它类型pon，由于抗光纤色散(cd)能力强以及频谱效率比较高，是ng-pon的前景技术。基于强度调制直接检测(im/dd)的pon随着不同的光纤传输距离，在不同的频率处会出现频率选择性功率衰落现象。因此，通过合适的比特与功率加载现象可以充分利用光纤链路的信道条件，显著改善整个光传输系统的信噪比(snr)。

2、虽然对于单条链路，比特与功率加载技术已经得到了广泛研究。但是，由于不同的光网络单元(onu)与相同光线路终端(olt)之间的距离不同，当olt的发射功率固定，不同的onu具有不同的接收端snr，而系统所实现的总功率预算要按照ng-pon系统snr最差的onu来定。因此，造成了系统snr的浪费问题。针对这一问题，现有技术提出了基于灵活前向纠错编码(fec)、自适应分层调制以及概率整形等相关技术来最大化系统可达容量。但是，迄今为止，现有技术中还未有在灵活的基于分层调制的ofdm-pon中进行比特与功率加载的相关技术。

技术实现思路

1、本发明方法针对ofdm子载波上的调制符号的基础层和增强层，分别根据信道的信噪比进行比特与功率加载，从而解决了灵活的ofdm-pon链路中信道条件最大化改善的重要问题，实现了信道条件的充分利用。

2、本发明采用的技术方案为：

3、一种基于分层调制的ofdm-pon比特与功率加载方法，分别针对ofdm子载波上的调制符号的基础层和增强层，根据信道的信噪比进行比特与功率分配，包括以下步骤：

4、步骤1，基于ofdm-pon各支路中光网络单元与光线路终端之间的信噪比，将各个光网络单元分组；

5、步骤2，在信噪比低的光网络单元分组中采用作为基础层的低阶正交相位调制的调制格式，在信噪比高的光网络单元分组中采用作为增强层的高阶正交幅度相位调制-16及正交幅度相位调制-64的调制格式；

6、步骤3，计算ofdm-pon中各组光网络单元的频率选择性衰落的谷点；

7、步骤4，设定一个恒定的总发送功率和一个目标数据速率，根据比特分配方法为ofdm-pon基础层进行比特分配；

8、步骤5设定一个恒定的总发送功率和一个目标数据速率，根据功率分配方法为ofdm-pon基础层进行功率分配；

9、步骤6设定一个恒定的总发送功率和一个目标数据速率，根据比特分配方法为ofdm-pon增强层进行比特分配；

10、步骤7设定一个恒定的总发送功率和一个目标数据速率，根据功率分配方法为ofdm-pon增强层进行功率分配。

11、本发明的有益效果在于：

12、1、pon拓扑意味着对于不同的onu与olt之间的信道传输质量不同。多用户比特和功率分配使得允许根据目标onu的服务质量(qos)来平衡。本发明采用基于分层调制的ofdm，可以为每个onu提供相应子载波上的自适应调制，在分层调制的基础层(bl)和增强层(el)上分别加载ofdm的比特与功率方法。这样，在onu间可以共享受限于发射光源特性的可用传输光功率。

13、2、本发明在发射机端采用基于分层正交振幅调制(qam)，在一个单qam符号中分别发送高优先级和低优先级的比特，在进行光纤信道估计后，将分别加载分层的比特和功率用于优化传输。

14、3、本发明分别针对ofdm子载波上的调制符号的基础层和增强层分别根据信道的snr进行比特与功率分配，通过简单易实现的算法实现了灵活的ofdm-pon中信道条件的最大化利用，从而实现整体ofdm-pon系统容量的增加，满足未来光接入网络对信道功率富裕量的充分利用。

技术特征：

1.一种基于分层调制的ofdm-pon比特与功率加载方法，其特征在于，分别针对ofdm子载波上的调制符号的基础层和增强层，根据信道的信噪比进行比特与功率分配，包括以下步骤：

技术总结
本发明公开了一种基于分层调制的OFDM‑PON比特与功率加载方法，属于无源光网络领域。本发明包括：基于OFDM‑PON各支路中光网络单元与光线路终端之间的信噪比将各个光网络单元分组；在信噪比低的光网络单元分组中采用作为基础层的低阶正交相位调制的调制格式，在信噪比高的光网络单元分组中采用作为增强层的高阶正交幅度相位调制‑16及正交幅度相位调制‑64的调制格式；计算OFDM‑PON中各组光网络单元的频率选择性衰落的谷点；根据比特分配方法、功率分配方法为基础层和增强层进行比特分配和功率分配。本发明通过简单易实现的算法实现了灵活的OFDM‑PON中信道条件的最大化利用，从而实现整体OFDM‑PON系统容量的增加，满足未来光接入网络对信道功率富裕量的充分利用。

技术研发人员：冯楠,李少波,罗青松
受保护的技术使用者：中国电子科技集团公司第五十四研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13