用于信号间拍频干扰抑制的信号传输方法、设备及系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及光通信领域，特别设及用于信号间拍频干扰抑制的信号传输方法、设 备及系统。
【背景技术】
[0002] 随着信息技术的不断发展，为了满足互联网流量迅速增长的客观现实，数据网必 须相应的提供更高质量的路由性能。然而在运样客观现实下，传统的传输设备需要占用大 量的资源才能满足客户需求。而利用光通信就解决了运营商所面临的问题，可W向用户提 供更高质量的服务。然而在利用光通信时，要考虑色散和偏振模色散的问题，而研究证明直 接探测正交频分复用（Direct Detection Orthogonal Frequency Division Multiplexing,孤-(FDM)技术对色散和偏振模色散的容忍度较高。随着对传输速率lOOGb/s 的需求日益增强，直接探测正交频分复用技术成为未来高速长距离光通信系统的核屯、技 术。为了进一步提高孤-0抑M系统的传输容量，偏振复用（Polarization Multiplexing ,PM) 技术被引入W提高数据传输速率。
[0003] 现有技术中，光载波通过调制器生成两个不同频率的光载波，并通过光滤波器分 开，继续后续的光纤传输步骤。在发送端增加额外的电域射频上变换用来在光载波和正交 频分复用信号之间增加保护间隔，使得信号间拍频干扰的频谱与正交频分复用射频信号的 频谱成分不重叠，在光纤传输的直接探测过程中产生的信号间拍频干扰（signal-signal beat interference,SSBI)落在保护间隔上，在接收端增加额外的电域射频下变换的器件， 用来将直接探测后的射频正交频分复用信号转移到基带上，然后经过低通滤波器滤除干 扰，减除信号间拍频干扰。运种方法由于在光载波和正交频分复用信号之间增加保护间隔， 降低了传输过程中的频谱效率，增加了接收端的光电探测器的响应带宽。
【发明内容】
[0004] 本发明提供了一种用于信号间拍频干扰抑制的信号传输方法、设备及系统，可W 实现无保护间隔条件下的两偏振态的光单边带OFDM信号的有效传输和接收。具体方案如 下：
[0005] -方面，本发明实施例提供了一种用于信号间拍频干扰抑制的信号传输方法，其 中，信号发射设备通过光纤与信号接收设备连接，所述方法包括步骤：
[0006] 信号发射设备生成无保护间隔的两偏振态的光单边带正交频分复用OFDM信号，并 通过光纤传输给信号接收设备；
[0007] 信号接收设备对所述两偏振态的光单边带OFDM信号进行功率均分处理、偏振分 束、光电转换、低通滤波W及模数转换，得到两路各自含两偏振态的OFDM数字信号；
[000引信号接收设备对所述两路各自含两偏振态的OFDM数字信号分别依次进行循环前 缀移除处理、串并变换处理和快速傅里叶变换处理，获得携带有数据符号的两路各自含两 偏振态的OFDM数字信号；
[0009] 信号接收设备选择所述携带有数据符号的两路各自含两偏振态的OFDM数字信号 中偏振旋转角度较小的一路含两偏振态的OFDM数字信号的数据符号进行一次拍频干扰抑 制运算，
[0010] 其中，所述拍频干扰抑制运算的过程包括：
[0011] 信号接收设备对第一符号进行一次迭代处理得到拍频干扰，其中，所述迭代处理 包括:一次偏振解复用处理、一次硬判决处理、一次根据光纤的偏振串扰特性及直接检测的 拍频特性进行拍频干扰的重构处理，在所述拍频干扰抑制运算中进行的本次迭代处理次数 为1时，第一符号为数据符号，在所述拍频干扰抑制运算中进行的本次迭代处理次数大于1 时，第一符号为上次迭代处理后得到的有用信号；
[0012] 信号接收设备用本次迭代处理针对的第一符号减除本次迭代处理后得到的拍频 干扰，得到本次迭代处理后得到的有用信号，返回执行信号接收设备对第一符号进行一次 迭代处理得到拍频干扰的步骤，直至本次迭代处理后得到的有用信号进行偏振解复用后求 得的信噪比与上次迭代处理后得到的有用信号进行偏振解复用后求得的信噪比的差值在 预设差值范围内。
[0013] 较佳的，所述信号发射设备生成无保护间隔的两偏振态的光单边带OFDM信号，并 通过光纤传输给信号接收设备，包括：
[0014] 所述信号发射设备根据所要传输的第一串行正交振幅调制信号和第二串行正交 振幅调制信号，进行串并转换处理、添加训练符号处理、分别添加不同的射频子载波、添零 处理、快速傅里叶变换处理、添加循环前缀处理和并串转换处理，生成X偏振态的基带OFDM 信号及Y偏振态的基带OFDM信号;产生连续的光载波，将所述光载波分为两路同频率的偏振 正交的光载波，所述偏振正交包括X偏振态和Y偏振态；
[0015] 将所述X偏振态的基带OFDM信号对一路同频率的X偏振态的光载波进行调制，获得 无保护间隔的光上边带OFDM信号;将所述Y偏振态的基带正交频分复用信号对另一路同频 率的Y偏振态的光载波进行调制，获得无保护间隔的光下边带OFDM信号；
[0016] 对所述无保护间隔的光上边带0抑M信号和所述无保护间隔的光下边带OFDM信号 进行偏振合束处理，合并为无保护间隔的两偏振态的光单边带OFDM信号；
[0017] 通过所述光纤将所述两偏振态的光单边带OFDM信号传输到所述信号接收设备。
[0018] 较佳的，所述分别添加不同的射频子载波，包括：
[0019] 所述信号发射设备对所要传输的第一串行正交振幅调制信号添加 X偏振态的射频 子载波处理；
[0020] 所述信号发射设备对所要传输的第二串行正交振幅调制信号添加 Y偏振态的射频 子载波处理，所述X偏振态和Y偏振态的射频子载波的频率关于(FDM信号中屯、频率对称。 [0021 ]较佳的，所述信号接收设备对所述两偏振态的光单边带OFDM信号进行功率均分处 理、偏振分束、光电转换、低通滤波W及模数转换，得到两路各自含两偏振态的OFDM数字信 号，包括：
[0022] 将接收到的所述两偏振态的光单边带OFDM信号平均分成功率相等的两路两偏振 态的光单边带0抑M信号，将其中一路两偏振态的光单边带(FDM信号的偏振态主轴旋转45%
[0023] 将一路偏振态主轴旋转45°的两偏振态的光单边带OFDM信号进行偏振分束处理， 获得第一 X偏振态OFDM光信号和第一 Y偏振态0抑M光信号；将另一路两偏振态的光单边带 OFDM信号进行偏振分束处理，获得第二X偏振态OFDM光信号和第二Y偏振态OFDM光信号；
[0024] 将所述获得的第一 X偏振态(FDM光信号和第一 Y偏振态OFDM光信号、第二X偏振态 OFDM光信号和第二Y偏振态OFDM光信号分别进行光电转换处理，分别获得第一 X偏振态OFDM 电信号、第一Y偏振态OFDM电信号、第二X偏振态OFDM电信号、第二Y偏振态OFDM电信号；
[0025] 将所述获得的第一 X偏振态OFDM电信号和第一 Y偏振态OFDM电信号经过低通滤波 处理和模数转换后，得到第一X偏振态OFDM数字信号和第一Y偏振态OFDM数字信号，为一路 含两偏振态的OFDM数字信号，将所述获得的第二X偏振态OFDM电信号和第二Y偏振态OFDM电 信号经过低通滤波处理和模数转换后，得到第二X偏振态OFDM数字信号和第二Y偏振态OFDM 数字信号，为另一路含两偏振态的OFDM数字信号。
[0026] 较佳的，所述两路各自含两偏振态的OFDM数字信号还分别携带训练符号，其中，数 据符号和训练符号接收时在时序上是分开的；
[0027] 所述信号接收设备选择所述携带有数据符号的两路各自含两偏振态的OFDM数字 信号中偏振旋转角度较小的一路含两偏振态的OFDM数字信号的数据符号进行一次拍频干 扰抑制运算，包括：
[0028] 所述信号接收设备获得所述信号发射设备针对串行正交振幅调制信号添加的训 练符号；
[0029] 将所述接收的训练符号分别与所述添加的训练符号进行对比，得到信道传递函 数；
[0030] 根据所述信道传递函数，得到体现偏振串扰特性的光纤信道传递函数；
[0031] 根据所述光纤信道传递函数，得到偏振旋转角度；
[0032] 对所述偏振旋转角度较小的一路两偏振态数字信号的数据符号进行一次拍频干 扰抑制运算。
[0033] 较佳的，所述光纤信道传递函数为：
[0035] 其中，axx' (k)表示光单边带OFDM信号的第k个子载波上的信号从X偏振态旋转到公 偏振态过程对应的系数，3YX' (k)表不光单边带OFDM信号的第k个子载波上的信号从Y偏振态 旋转到公偏振态过程对应的系数，axY' (k)表示光单边带OFDM信号的第k个子载波上的信号从 X偏振态旋转到r偏振态过程对应的系数，aYY' (k)表示光单边带OFDM信号的第k个子载波上 的信号从Y偏振态旋转到r偏振态过程对应的系数；
[0036] 所述偏振旋转角度的计算过程，包括：
[0037] 根据公式
[0038] 曰Iph曰=曰ret 曰n(m)或曰Iph曰=曰rccot(n)
[0039] 计算偏振旋转角度，其中，alpha为偏振旋转角度；
[0040] 在表达式为al地a = a;rctan(m)时，m= I axY'(k) I / I aYY'(k) I ;
[0041 ]在表达式为al地a = a;rccot(n)时，n= I axx' (k) I / I axY' (k) I。
[0042] 较佳的，所述一次偏振解复用处理，包括：
[0043] 所述信号接收设备将所述信道传递函数的逆矩阵乘W所述第一符号。
[0044] 较佳的，所述一次根据光纤的偏振串扰特性及直接检测的拍频特性进行拍频干扰 的重构处理，包括：
[0045] 将硬判决后的第一符号乘W所述光纤信道传递函数，再根据直接检测的拍频特性 模拟直接检测过程，进行拍频干扰的重构，得到拍频干扰。
[0046] 另一方面，本发明实施例还提供了一种用于信号间拍频干扰抑制的信号传输设 备，其中，信号发射设备通过光纤与信号接收设备连接，所述信号传输设备包括:信号生成 模块、第一信号处理模块、第二信号处理模块、信号选择模块和拍频干扰抑制模块；
[0047] 所述信号生成模块：用于生成无保护间隔的两偏振态的光单边带正交频分复用 OFDM信号，并通过光纤传输给所述第一信号处理模块；
[004引所述第一信号处理模块:用于对所述两偏振态的光单边带(FDM信号进行功率均分 处理、偏振分束、光电转换、低通滤波W及模数转换，得到两路各自含两偏振态的OFDM数字 信号；
[0049] 所述第二信号处理模块:用于对所述两路各自含两偏振态的OFDM数字信号分别依 次进行串并变换处理、循环前缀移除处理和快速傅里叶变换处理，获得携带有数据符号的 两路各自含两偏振态的OFDM数字信号；
[0050] 所述信号选择模块:用于选择所述携带有数据符号的两路各自含两偏振态的OFDM 数字信号中偏振旋转角度较小的一路含两偏振态的OFDM数字信号的数据符号进行一次拍 频干扰抑制运算；
[0051] 所述拍频干扰抑制模块包括: