一种ADO-OFDM信道均衡方法、装置及ADO-OFDM系统

摘要

本发明公开了一种ADO‑OFDM信道均衡方法、装置及ADO‑OFDM系统，涉及光纤通信技术领域。该方法包括：解调ADO‑OFDM后得到频域DCO‑OFDM；将频域DCO‑OFDM乘上信道响应后经逆傅里叶变换得到时域DCO‑OFDM；将ADO‑OFDM减去时域DCO‑OFDM得到时域ACO‑OFDM后，将小于零的数置零并恢复出新的频域ACO‑OFDM；将新的频域ACO‑OFDM乘上信道响应后经逆傅里叶变换得到新的时域ACO‑OFDM；将ADO‑OFDM减去新的时域ACO‑OFDM得到新的时域DCO‑OFDM信号后，通过傅里叶变换恢复出新的频域DCO‑OFDM。本发明能实现ACO‑OFDM和DCO‑OFDM子载波信号的恢复，使得信道均衡，有效提升ADO‑OFDM系统性能。

说明书

技术领域

本发明涉及光纤通信技术领域，具体来讲是一种ADO-OFDM信道均衡方法、装置及ADO-OFDM系统。

背景技术

目前的ADO-OFDM(asymmetrically clipped/DC biased optical orthogonalfrequency division multiplexing，非对称性削波和直流偏置的混合正交频分复用)是一种有效的基于强度调制的光传输格式，广泛应用于空间光、可见光以及短距离光互连系统中。相比于传统的ACO-OFDM(asymmetrically clipped optical orthogonal frequencydivision multiplexing，非对称性削波光正交频分复用)和DCO-OFDM(DC biased opticalorthogonal frequency division multiplexing，直流偏置光正交频分复用)调制格式，将这两种调制格式结合的ADO-OFDM具有更高的功率效率。

然而，传统的ADO-OFDM系统调制格式中，由于ACO-OFDM中负数部分在发射过程中被消除了，因此ACO-OFDM的信噪比就有3dB的降低，从而导致ACO-OFDM子载波性能的下降。因此，在传统的ADO-OFDM系统中，ACO-OFDM部分的子载波性能远低于DCO-OFDM部分的子载波，导致信道不均衡，进而使得ADO-OFDM系统性能的降低。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述背景技术的不足，提供一种ADO-OFDM信道均衡方法、装置及ADO-OFDM系统，能利用迭代算法实现ACO-OFDM和DCO-OFDM子载波信号的恢复，使得信道均衡，有效提升了ADO-OFDM系统性能。

为达到以上目的，本发明提供一种ADO-OFDM信道均衡方法，该方法包括以下步骤：S1、将接收到的电的ADO-OFDM数字信号按照传统的ADO-OFDM解调方式进行解调，分别得到频域ACO-OFDM信号、频域DCO-OFDM信号；S2、将当前的频域DCO-OFDM信号乘上信道的频率响应，并通过逆傅里叶变换得到时域DCO-OFDM信号；S3、将步骤S1中接收到的电的ADO-OFDM数字信号与步骤S2中得到的时域DCO-OFDM信号相减，得到时域ACO-OFDM信号；S4、将得到的时域ACO-OFDM信号中小于零的数据置零，并通过傅里叶变换恢复出新的频域ACO-OFDM信号；S5、将当前新的频域ACO-OFDM信号乘上信道的频率响应，并通过逆傅里叶变换得到新的时域ACO-OFDM信号；S6、将步骤S1中接收到的电的ADO-OFDM数字信号与步骤S5中得到的新的时域ACO-OFDM信号相减，得到新的时域DCO-OFDM信号；S7、将得到的新的时域DCO-OFDM信号通过傅里叶变换，恢复出新的频域DCO-OFDM信号。

在上述技术方案的基础上，步骤S1中，按照传统的ADO-OFDM解调方式进行解调时，包括以下操作：去除循环前缀、串并转换、信道估计、信道均衡。

在上述技术方案的基础上，步骤S4中，通过傅里叶变换后，再经过信道均衡操作恢复出新的频域ACO-OFDM信号；步骤S7中，通过傅里叶变换后，再经过信道均衡操作恢复出新的频域DCO-OFDM信号。

本发明还提供一种ADO-OFDM信道均衡装置，设于ADO-OFDM系统的接收端的数字信号处理芯片中，该装置包括：ADO-OFDM信号解调模块、时域DCO-OFDM信号获得模块、时域ACO-OFDM信号获得模块、新频域ACO-OFDM信号恢复模块、新时域ACO-OFDM信号获得模块、新时域DCO-OFDM信号获得模块、新频域DCO-OFDM信号恢复模块；

所述ADO-OFDM信号解调模块用于：将数字信号处理芯片接收到的电的ADO-OFDM数字信号按照传统的ADO-OFDM解调方式进行解调，分别得到频域ACO-OFDM信号、频域DCO-OFDM信号；

所述时域DCO-OFDM信号获得模块用于：将解调得到的频域DCO-OFDM信号乘上信道的频率响应，并通过逆傅里叶变换得到时域DCO-OFDM信号；

所述时域ACO-OFDM信号获得模块用于：将数字信号处理芯片接收到的电的ADO-OFDM数字信号与时域DCO-OFDM信号获得模块得到的时域DCO-OFDM信号相减，得到时域ACO-OFDM信号；

所述新频域ACO-OFDM信号恢复模块用于：将时域ACO-OFDM信号获得模块得到的时域ACO-OFDM信号中小于零的数据置零，并通过傅里叶变换恢复出新的频域ACO-OFDM信号；

所述新时域ACO-OFDM信号获得模块用于：将恢复出的新的频域ACO-OFDM信号乘上信道的频率响应，并通过逆傅里叶变换得到新的时域ACO-OFDM信号；

所述新时域DCO-OFDM信号获得模块用于：将数字信号处理芯片接收到的电的ADO-OFDM数字信号与新时域ACO-OFDM信号获得模块得到的新的时域ACO-OFDM信号相减，得到新的时域DCO-OFDM信号；

所述新频域DCO-OFDM信号恢复模块用于：将新时域DCO-OFDM信号获得模块得到的新的时域DCO-OFDM信号通过傅里叶变换，恢复出新的频域DCO-OFDM信号。

在上述技术方案的基础上，所述ADO-OFDM信号解调模块按照传统的ADO-OFDM解调方式进行解调时，包括以下操作：去除循环前缀、串并转换、信道估计、信道均衡。

在上述技术方案的基础上，所述新频域ACO-OFDM信号恢复模块通过傅里叶变换后，再经过信道均衡操作恢复出新的频域ACO-OFDM信号；所述新频域DCO-OFDM信号恢复模块通过傅里叶变换后，再经过信道均衡操作恢复出新的频域DCO-OFDM信号。

本发明还提供一种ADO-OFDM系统，包括发送端和接收端，所述发送端用于将电的ADO-OFDM信号调制到光上，然后发送给接收端；所述接收端包括：光电探测器，用于探测发送端发来的光的ADO-OFDM信号并将其转换为电的ADO-OFDM模拟信号；模数转换器ADC，用于将电的ADO-OFDM模拟信号转换为电的ADO-OFDM数字信号；以及数字信号处理芯片，该数字信号处理芯片内部设置有如权利要求4所述的ADO-OFDM信道均衡装置，用于对接收到的电的ADO-OFDM数字信号进行信道均衡处理，实现ACO-OFDM和DCO-OFDM子载波信号的恢复。

在上述技术方案的基础上，所述发送端包括激光器和马赫曾德尔调制器MZM。

在上述技术方案的基础上，所述发送端包括直接调制激光器。

本发明的有益效果在于：

本发明针对ADO-OFDM系统提出了一种优化的ADO-OFDM信道均衡方案。相比于传统的信道均衡方法，本发明的方法考虑了ACO-OFDM信号非负的特性，利用迭代算法实现了ACO-OFDM和DCO-OFDM子载波信号的恢复，使得信道均衡，有效提升了ADO-OFDM系统的性能。

附图说明

图1为本发明实施例中ADO-OFDM信道均衡方法的流程图；

图2为本发明实施例中信号转换的示意图；

图3为经本发明ADO-OFDM信道均衡方法恢复后的信号星座图示例；

图4为本发明实施例中ADO-OFDM信道均衡装置的结构框图；

图5为本发明实施例中ADO-OFDM系统的结构框图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细描述。

参见图1和图2所示，本发明实施例提供一种ADO-OFDM信道均衡方法，该方法包括以下步骤：

步骤S1、ADO-OFDM信号的解调：将接收到的电的ADO-OFDM数字信号(其为时域信号)按照传统的ADO-OFDM解调方式进行解调，分别得到ACO-OFDM、DCO-OFDM对应的子载波数据，即频域ACO-OFDM信号、频域DCO-OFDM信号。

具体来说，步骤S1中，按照传统的ADO-OFDM解调方式进行解调时，主要包括以下操作：去除循环前缀、串并转换、信道估计、信道均衡等。

步骤S2、时域DCO-OFDM信号的获得：将当前的频域DCO-OFDM信号乘上信道的频率响应，并通过逆傅里叶变换得到时域DCO-OFDM信号。

步骤S3、时域ACO-OFDM信号的获得：将原始的电的ADO-OFDM数字信号(即步骤S1中接收到的电的ADO-OFDM数字信号)与步骤S2中得到的时域DCO-OFDM信号相减，得到时域ACO-OFDM信号。

步骤S4、新的频域ACO-OFDM信号的恢复：将步骤S3中得到的时域ACO-OFDM信号中小于零的数据置零，并通过傅里叶变换恢复出新的频域ACO-OFDM信号。

可以理解的是，为了进一步保证所恢复出的频域ACO-OFDM信号质量，提高ACO-OFDM子载波性能，实际操作时，通过傅里叶变换后，可再经过信道均衡操作后，恢复出新的频域ACO-OFDM信号。

步骤S5、新的时域ACO-OFDM信号的获得：将当前新的频域ACO-OFDM信号乘上信道的频率响应，并通过逆傅里叶变换得到新的时域ACO-OFDM信号。

步骤S6、新的时域DCO-OFDM信号的获得：将原始的电的ADO-OFDM数字信号(即步骤S1中接收到的电的ADO-OFDM数字信号)与步骤S5中得到的新的时域ACO-OFDM信号相减，得到新的时域DCO-OFDM信号。

步骤S7、新的频域DCO-OFDM信号的恢复：将步骤S6中得到的新的时域DCO-OFDM信号通过傅里叶变换，恢复出新的频域DCO-OFDM信号。

同样可以理解的是，为了进一步保证所恢复出的频域DCO-OFDM信号质量，提高其子载波性能。实际操作时，可将得到的新的时域DCO-OFDM信号通过傅里叶变换后，再经过信道均衡操作，恢复出新的频域ACO-OFDM信号。

本发明针对ADO-OFDM系统提出了上述优化的ADO-OFDM信道均衡方法。这种方法考虑了ACO-OFDM信号非负的特性，利用迭代算法实现ACO-OFDM和DCO-OFDM子载波信号的恢复，实现了ADO-OFDM系统性能的提升。该提升效果可参见图3所示，图3给出了基于上述优化的ADO-OFDM信道均衡方法的恢复信号星座图。该星座图是在信噪比为10dB，两径的空间光信道下得到的仿真结果。可以看出，针对ACO-OFDM的子载波，其性能有较大的提升。可以预见，由于DCO-OFDM子载波恢复依赖于ACO-OFDM恢复子载波的准确性，因此DCO-OFDM也会有一定程度的提升，进而使得整体的ADO-OFDM系统性能得以有效提升。

参见图4所示，本发明实施例还提供一种ADO-OFDM信道均衡装置，该装置设于ADO-OFDM系统的接收端的数字信号处理芯片中，包括ADO-OFDM信号解调模块、时域DCO-OFDM信号获得模块、时域ACO-OFDM信号获得模块、新频域ACO-OFDM信号恢复模块、新时域ACO-OFDM信号获得模块、新时域DCO-OFDM信号获得模块、新频域DCO-OFDM信号恢复模块。其中：

所述ADO-OFDM信号解调模块用于：将数字信号处理芯片接收到的电的ADO-OFDM数字信号按照传统的ADO-OFDM解调方式进行解调，分别得到频域ACO-OFDM信号、频域DCO-OFDM信号；具体来说，所述ADO-OFDM信号解调模块按照传统的ADO-OFDM解调方式进行解调时，主要包括以下操作：去除循环前缀、串并转换、信道估计、信道均衡等；

所述时域DCO-OFDM信号获得模块用于：将解调得到的频域DCO-OFDM信号乘上信道的频率响应，并通过逆傅里叶变换得到时域DCO-OFDM信号；

所述时域ACO-OFDM信号获得模块用于：将数字信号处理芯片接收到的电的ADO-OFDM数字信号与时域DCO-OFDM信号获得模块得到的时域DCO-OFDM信号相减，得到时域ACO-OFDM信号；

所述新频域ACO-OFDM信号恢复模块用于：将时域ACO-OFDM信号获得模块得到的时域ACO-OFDM信号中小于零的数据置零，并通过傅里叶变换恢复出新的频域ACO-OFDM信号；

所述新时域ACO-OFDM信号获得模块用于：将恢复出的新的频域ACO-OFDM信号乘上信道的频率响应，并通过逆傅里叶变换得到新的时域ACO-OFDM信号；

所述新时域DCO-OFDM信号获得模块用于：将数字信号处理芯片接收到的电的ADO-OFDM数字信号与新时域ACO-OFDM信号获得模块得到的新的时域ACO-OFDM信号相减，得到新的时域DCO-OFDM信号；

所述新频域DCO-OFDM信号恢复模块用于：将新时域DCO-OFDM信号获得模块得到的新的时域DCO-OFDM信号通过傅里叶变换，恢复出新的频域DCO-OFDM信号。

需要说明的是：上述实施例提供的装置在实现ADO-OFDM信道均衡时，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。

参见图5所示，本发明实施例还提供一种ADO-OFDM系统，包括发送端和接收端。发送端采用ADO-OFDM调制方式，信号发射为实数方式，用于将电的ADO-OFDM信号调制到光上，然后发送给接收端。接收端采用直接检测的方式，直接对光强度信号进行探测，包括：光电探测器，用于探测发送端发来的光的ADO-OFDM信号并将其转换为电的ADO-OFDM模拟信号；ADC(Analog-Digital Converter，模数转换器)，用于将电的ADO-OFDM模拟信号转换为电的ADO-OFDM数字信号；以及数字信号处理芯片，该数字信号处理芯片内部设置有上述的ADO-OFDM信道均衡装置，用于对接收到的电的ADO-OFDM数字信号进行信道均衡处理，实现ACO-OFDM和DCO-OFDM子载波信号的恢复。

进一步的，实际应用时，所述发送端可采用激光器和MZM(Mach-ZehnderModulator，马赫曾德尔调制器)来实现上述将电的ADO-OFDM信号调制到光上，然后发送给接收端的功能。或者，所述发送端采用直接调制激光器来实现上述功能。

本发明不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。

本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。