專利名稱：用于信號(hào)處理的方法和設(shè)備以及包括這種設(shè)備的通信系統(tǒng)的制作方法
用于信號(hào)處理的方法和設(shè)備以及包括這種設(shè)備的通信系統(tǒng)本發(fā)明涉及用于信號(hào)處理的方法和設(shè)備以及包括該設(shè)備的通信系統(tǒng)。在光纖通信中，波分復(fù)用(WDM)是一種通過使用激光的不同波長(zhǎng)(色彩)攜帶不同的信號(hào)把多個(gè)光載波信號(hào)復(fù)用到單個(gè)光纖上的技術(shù)。除了在一股光纖上能夠雙向通信之外，這考慮到了容量的增加。WDM系統(tǒng)被分為不同的波長(zhǎng)模式，傳統(tǒng)的或粗的以及密集型WDM。粗WDM系統(tǒng)提供了，例如，石英光纖的在1550nm周圍的第三個(gè)傳輸窗(C帶)中的高達(dá)16個(gè)信道。密集型 WDM使用相同的傳輸窗但具有更密集的信道間隔。信道規(guī)劃可變，但是典型的系統(tǒng)可以在 IOOGHz間隔使用40個(gè)信道，或者具有50GHz間隔的80個(gè)信道。一些技術(shù)能夠具有25GHz 間隔。放大選項(xiàng)(Raman放大)能夠把有用的波長(zhǎng)擴(kuò)展到L帶，或多或少加倍這些數(shù)量。光接入網(wǎng)絡(luò)，例如，相干超密集型波分復(fù)用(UDWDM)網(wǎng)絡(luò)，被認(rèn)為是未來的數(shù)據(jù)接入技術(shù)。同時(shí)，無線網(wǎng)絡(luò)以及有線線路網(wǎng)絡(luò)的收斂是被掩蓋的緊急問題。因此，通過光纖傳輸模擬的無線電可以變成有利的特征被提供，例如，連接移動(dòng)無線基站的無線電發(fā)射器部用于多輸入多輸出(MIMO)的應(yīng)用。然而，UDWDM網(wǎng)絡(luò)被設(shè)計(jì)用于傳遞數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，而由于本地振蕩激光器(其是光網(wǎng)絡(luò)中的強(qiáng)制性元件)提供的相位噪聲和幅度噪聲，模擬信號(hào)的傳輸是不可能的。要解決的問題是克服以上提出的缺點(diǎn)以及特別地提供一種有效的方法來處理，例如，傳輸和/或接收經(jīng)由UDWDM網(wǎng)絡(luò)的模擬信號(hào)，其可以基于相干光傳輸。根據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求的特征，這個(gè)問題被解決。更多的實(shí)施例由從屬權(quán)利要求產(chǎn)生。為了克服這個(gè)問題，提供了用于信號(hào)處理的方法，包括步驟一從模擬信號(hào)中分離導(dǎo)頻信號(hào)；一通過以下步驟基于本地振蕩激光器減小或補(bǔ)償噪聲一解調(diào)所述導(dǎo)頻信號(hào)；一處理所述解調(diào)的導(dǎo)頻信號(hào)；一結(jié)合所述處理的解調(diào)的導(dǎo)頻信號(hào)與所述模擬信號(hào)。通過濾波器，導(dǎo)頻信號(hào)可以從模擬信號(hào)中被分離。這個(gè)方法可以在包括用于解調(diào)目的的本地振蕩(LO)激光器的光接收機(jī)元件上運(yùn)行。在從模擬信號(hào)分離導(dǎo)頻之前，這種激光器的LO信號(hào)可以被應(yīng)用到輸入信號(hào)。這個(gè)方法考慮了 LO激光器的相位噪聲和幅度噪聲的至少部分補(bǔ)償，該LO激光器被用于傳遞信號(hào)到現(xiàn)有的接收機(jī)的發(fā)射機(jī)上。這個(gè)解決方案可以被進(jìn)一步有效地利用來補(bǔ)償在發(fā)送器的LO激光器和接收元件上的LO激光器之間的差別。因此，所述的方法可以被運(yùn)行在光元件上，該光元件至少部分地與接收機(jī)相關(guān)聯(lián)， 配置在接收機(jī)上或在接收機(jī)上執(zhí)行。在一個(gè)實(shí)施例中，所述信號(hào)處理包括-IQ解調(diào)器通過確定所述導(dǎo)頻信號(hào)的相位和幅度解調(diào)所述導(dǎo)頻信號(hào)；一倒轉(zhuǎn)和/或縮放所述導(dǎo)頻信號(hào)的所述相位和/或所述幅度；
一結(jié)合所述倒轉(zhuǎn)的和/或縮放的相位和幅度與所述模擬信號(hào)。IQ解調(diào)器涉及產(chǎn)生相位信號(hào)和幅度信號(hào)的任何解調(diào)。在另一個(gè)實(shí)施例中，所述IQ解調(diào)器在給定的頻率被驅(qū)動(dòng)，為了調(diào)制的目的，該頻率在發(fā)送器也被使用在進(jìn)一步的實(shí)施例中，通過調(diào)制器，特別是通過IQ調(diào)制器，處理的解調(diào)導(dǎo)頻信號(hào)與模擬信號(hào)結(jié)合。這種IQ調(diào)制器可以是結(jié)合相位和/或幅度信號(hào)的任意調(diào)制器(例如，QPSK，QAM,等等。在下一個(gè)實(shí)施例中，通過特別用于MIMO處理目的的無線電接口，結(jié)合所述模擬信號(hào)的處理的解調(diào)導(dǎo)頻信號(hào)被傳輸。特別地通過天線它可以被傳輸，其中在若干位置或接收機(jī)上的若干信號(hào)可以通過若干天線被傳遞以考慮在無線電接收機(jī)上的結(jié)合的MIMO處理。這個(gè)方法有效地利用快速光網(wǎng)絡(luò)來傳遞任意種類的信息和/或數(shù)據(jù)到無線發(fā)射機(jī)，而不顯著地惡化在這個(gè)無線發(fā)射機(jī)上被處理的模擬信號(hào)。它也是導(dǎo)頻信號(hào)包括本地振蕩激光器的幅度和相位信息，所述激光器與發(fā)送器或發(fā)射機(jī)相關(guān)聯(lián)和/或位于發(fā)送器或發(fā)射機(jī)中的實(shí)施例。因此，在發(fā)送器上的LO激光器和在接收機(jī)上的LO之間的偏差至少可以被部分地補(bǔ)償。通過在發(fā)送器上的用于信號(hào)處理的方法，上面所描述的問題也被解決，該發(fā)送器特別地是光發(fā)送器或與光發(fā)送器相關(guān)聯(lián)的，包括步驟一導(dǎo)頻音被加到模擬信號(hào)中，其中所述導(dǎo)頻音的頻率基本上在所述模擬信號(hào)的頻帶外面；一產(chǎn)生輸出信號(hào)，它包括所述導(dǎo)頻音以及具有由本地振蕩激光器提供的本地振蕩信號(hào)的所述模擬信號(hào)的調(diào)制。依照另一個(gè)實(shí)施例，所述輸出信號(hào)特別通過光線路被發(fā)送到在這里描述的接收機(jī)上。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，所述輸出信號(hào)朝向作為在這里描述的接收機(jī)操作的設(shè)備傳遞。根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，如描述的接收機(jī)被設(shè)置用來接收并處理這個(gè)輸出信號(hào)。在又一個(gè)實(shí)施例中，要被處理的所述信號(hào)是波分復(fù)用信號(hào)，特別的是密集型或超密集型波分復(fù)用信號(hào)。以上陳述的問題也通過設(shè)備解決，該設(shè)備包括處理器單元和/或硬布線電路和/ 或邏輯設(shè)備和/或與處理器單元和/或硬布線電路和/或邏輯設(shè)備相關(guān)聯(lián)，該設(shè)備被設(shè)置使得在此描述的方法在所述處理器單元上能執(zhí)行。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，該設(shè)備是通信設(shè)備，特別的是光接收機(jī)或與光接收機(jī)相關(guān)聯(lián)。根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，該設(shè)備是通信設(shè)備，特別的是光發(fā)送器或與光發(fā)送器相關(guān)聯(lián)。通過包括在這里描述的設(shè)備的通信系統(tǒng)，在上面陳述的問題被進(jìn)一步解決。本發(fā)明的實(shí)施例在以下附圖中被示出和圖示

圖1示出了描述在模擬信號(hào)的頻率范圍以下的導(dǎo)頻音的圖，以及描述在模擬信號(hào)的頻譜以上的導(dǎo)頻音的圖2示出發(fā)射機(jī)結(jié)合來自電子振蕩器的信號(hào)和模擬信號(hào)的框圖，其中結(jié)合的信號(hào)被進(jìn)一步調(diào)制并且在光線路上通過激光驅(qū)動(dòng)器傳遞；圖3示出接收機(jī)，特別是光接收機(jī)的一部分的框圖，其與無線電發(fā)射機(jī)示例性地
結(jié)合；圖4更多詳細(xì)示出圖3的塊306，所述塊306包括提供I輸出信號(hào)和Q輸出信號(hào)的倒轉(zhuǎn)的和縮放的功能。由于光元件的本地振蕩(LO)激光器，模擬傳輸和隨后的相干探測(cè)在這個(gè)激光器的相位噪聲頻帶里。通過發(fā)送器傳輸?shù)男盘?hào)被處理，特別地與通過發(fā)送器的LO激光器提供的LO信號(hào)進(jìn)行卷積。在數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)處理中，相關(guān)聯(lián)的去卷積(在接收機(jī)中被處理)也被數(shù)字地執(zhí)行。這種數(shù)字去卷積，然而，不被認(rèn)為合適的，例如，用于模擬信號(hào)的MIMO處理。為了允許合適的 MIMO處理，提供給光發(fā)送器的模擬信號(hào)不得不被傳遞到光接收機(jī)而無顯著惡化，特別地，沒有增加顯著的相位噪聲。否則，MIMO處理，例如，通過若干天線朝向無線接收機(jī)提供模擬信號(hào)，在這種接收機(jī)不允許需要的結(jié)果。因此，這個(gè)方法建議增加導(dǎo)頻音到將被傳輸?shù)脑M信號(hào)上。所述導(dǎo)頻音優(yōu)選地被設(shè)置在將被傳遞的模擬信號(hào)的頻帶外面。因?yàn)閷?dǎo)頻音自身大約對(duì)應(yīng)頻域的delta函數(shù)峰值，這個(gè)導(dǎo)頻音與LO信號(hào)的卷積產(chǎn)生的信號(hào)精確地包含了本地振蕩器的特定相位以及幅度噪聲。因此，發(fā)射機(jī)中激光器的相位噪聲被“凍結(jié)”并且被傳遞到光網(wǎng)絡(luò)的接收機(jī)。被傳遞到接收機(jī)的信息因此可以被用于去卷積接收的模擬信號(hào)。接收的信號(hào)通過本地振蕩器以及進(jìn)一步通過電子振蕩器被下混頻到基帶范圍。關(guān)于激光器的相位噪聲的信息(相位以及幅度)可以被倒轉(zhuǎn)，縮放以及增加到到達(dá)發(fā)射機(jī)的接收的原模擬信號(hào)中。圖1示出了描述在模擬信號(hào)104的頻率范圍以下的導(dǎo)頻音103的圖101，以及描述在模擬信號(hào)106的頻譜以上的導(dǎo)頻音105的圖102。圖2示出發(fā)射機(jī)結(jié)合來自電子振蕩器202的信號(hào)和模擬信號(hào)201的框圖，其中所述振蕩器202提供了特定頻率f。在塊204中結(jié)合的信號(hào)203被進(jìn)一步調(diào)制并且在光線路 205上通過激光驅(qū)動(dòng)器傳遞；圖3示出接收機(jī)，特別是光接收機(jī)的一部分的框圖，其與無線電發(fā)射機(jī)示例性地
纟口口。信號(hào)301從相干接收機(jī)(沒有示出)獲得并且饋送到濾波器302。濾波器302提供模擬信號(hào)304到IQ調(diào)制器308。濾波器302也提供傳遞到IQ解調(diào)器310的導(dǎo)頻303，該 IQ解調(diào)器310在由電子振蕩器307提供的頻率f上操作。IQ解調(diào)器傳遞幅度信號(hào)以及相位信號(hào)到包括提供I輸出信號(hào)和Q輸出信號(hào)的倒轉(zhuǎn)的和縮放功能的塊306，其被進(jìn)一步饋送到IQ調(diào)制器308。IQ調(diào)制器的輸出被連接到天線309以經(jīng)由無線電接口傳輸。在圖4中更加詳細(xì)示出塊306。I輸入信號(hào)經(jīng)由放大器gl饋送到加法器401以及經(jīng)由放大器g4饋送到加法器402。Q輸入信號(hào)經(jīng)由放大器g2饋送到加法器402以及經(jīng)由放大器g3饋送到加法器401。所述加法器401的輸出對(duì)應(yīng)于塊306的I輸出信號(hào)，以及所述加法器402的輸出對(duì)應(yīng)于塊306的Q輸出信號(hào)。因此，I輸出信號(hào)和Q輸出信號(hào)被獨(dú)立地加權(quán)I和Q輸入信號(hào)。放大器gl到g4的每一個(gè)可以提供根據(jù)整個(gè)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)設(shè)置的特殊的增益值。增益值可以是正的或負(fù)的 (因此提供倒轉(zhuǎn)函數(shù))。絕對(duì)的增益值可以比1更小(因此這個(gè)放大器作為衰減器)并且可以比1更大 (因此，提供真實(shí)的放大)。導(dǎo)頻303對(duì)應(yīng)于在發(fā)射機(jī)處增加的導(dǎo)頻信號(hào)，并且通過在所述塊306中被處理，考慮了在接收機(jī)處的LO激光器和發(fā)射機(jī)的LO激光器之間的相位噪聲的補(bǔ)償。所述塊306的輸出因此基本地對(duì)應(yīng)于與可以基于LO差別(在接收機(jī)和發(fā)射機(jī)之間)的原模擬信號(hào)無顯著偏離或惡化的模擬信號(hào)。因此，通過所述天線309提供模擬輸出信號(hào)(或者通過在若干接收機(jī)中經(jīng)由若干天線提供各種模擬信號(hào))，這個(gè)方法可以有效地用于，例如，MIMO處理。
權(quán)利要求
1.一種用于信號(hào)處理的方法，包括步驟 一從模擬信號(hào)中分離導(dǎo)頻信號(hào)；一通過如下步驟基于本地振蕩激光器減小或補(bǔ)償噪聲 一解調(diào)所述導(dǎo)頻信號(hào)； 一處理所述解調(diào)的導(dǎo)頻信號(hào)； 一結(jié)合所述處理的解調(diào)導(dǎo)頻信號(hào)與所述模擬信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，所述信號(hào)處理包括一通過確定所述導(dǎo)頻信號(hào)的相位和幅度的IQ解調(diào)器解調(diào)所述導(dǎo)頻信號(hào)； 一倒轉(zhuǎn)和/或縮放所述導(dǎo)頻信號(hào)的所述相位和/或所述幅度； 一結(jié)合所述倒轉(zhuǎn)的和/或縮放的相位和幅度與所述模擬信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述IQ解調(diào)器在給定的頻率被驅(qū)動(dòng)，為了調(diào)制的目的，該頻率在發(fā)送器上也被使用。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一權(quán)利要求所述的方法，其中通過調(diào)制器，特別是通過IQ 調(diào)制器，所述處理的解調(diào)導(dǎo)頻信號(hào)與所述模擬信號(hào)結(jié)合。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一權(quán)利要求所述的方法，其中通過特別用于MIMO處理目的的無線電接口，結(jié)合所述模擬信號(hào)的所述處理的解調(diào)導(dǎo)頻信號(hào)被傳輸。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一權(quán)利要求所述的方法，其中所述導(dǎo)頻信號(hào)包括本地振蕩激光器的幅度和相位信息，所述激光器與發(fā)射機(jī)相關(guān)聯(lián)和/或位于發(fā)射機(jī)中。
7.—種在發(fā)送器中用于信號(hào)處理的方法，包括步驟一導(dǎo)頻音被加到模擬信號(hào)中，其中所述導(dǎo)頻音的頻率基本上在所述模擬信號(hào)的頻帶外一產(chǎn)生輸出信號(hào)，其包括所述導(dǎo)頻音以及具有由本地振蕩激光器提供的本地振蕩信號(hào)的所述模擬信號(hào)的調(diào)制。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中所述輸出信號(hào)通過光線路被發(fā)送。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的方法，其中所述輸出信號(hào)朝向根據(jù)權(quán)利要求1到6中的任一權(quán)利要求所述的方法進(jìn)行操作的設(shè)備傳遞。
10.根據(jù)權(quán)利要求1到6中的任一權(quán)利要求所述的方法，接收并處理根據(jù)權(quán)利要求8的所述輸出信號(hào)。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一權(quán)利要求所述的方法，其中所述被處理的信號(hào)是波分復(fù)用信號(hào)，特別的是密集型或超密集型波分復(fù)用信號(hào)。
12.一種包括處理器單元和/或硬布線電路和/或邏輯設(shè)備和/或與處理器單元和/ 或硬布線電路和/或邏輯設(shè)備相關(guān)聯(lián)的設(shè)備，配置成使得根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一權(quán)利要求所述的方法在其上被執(zhí)行。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其中所述設(shè)備是通信設(shè)備，特別的是光接收機(jī)或與光接收機(jī)相關(guān)聯(lián)的。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其中所述設(shè)備是通信設(shè)備，特別的是光發(fā)送器或與光發(fā)送器相關(guān)聯(lián)的。
15.通信系統(tǒng)，包括根據(jù)權(quán)利要求12到14中的任一權(quán)利要求所述的設(shè)備。
全文摘要
提供用于信號(hào)處理的方法和設(shè)備，所述方法包括步驟(i)從模擬信號(hào)中分離導(dǎo)頻信號(hào)；(ii)通過通過如下步驟基于本地振蕩激光器減小或補(bǔ)償噪聲(a)解調(diào)所述導(dǎo)頻信號(hào)；(b)處理所述解調(diào)的導(dǎo)頻信號(hào)；(c)結(jié)合所述處理的解調(diào)導(dǎo)頻信號(hào)與所述模擬信號(hào)。更進(jìn)一步地，提出了根據(jù)設(shè)備和通信系統(tǒng)在發(fā)射機(jī)上用于信號(hào)處理的方法。
文檔編號(hào)H04L27/00GK102171961SQ200880131363
公開日2011年8月31日 申請(qǐng)日期2008年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月30日
發(fā)明者E-D·施密特, H·羅德 申請(qǐng)人:諾基亞西門子通信公司