專利名稱：使用阿達(dá)瑪變換結(jié)合壓擴(kuò)變換的用于光正交頻分復(fù)用的方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的領(lǐng)域涉及光通信體系結(jié)構(gòu)，具體涉及采用正交頻分復(fù)用的光通信過(guò)程及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，正交頻分復(fù)用(“0FDM”)已被認(rèn)為是用于未來(lái)網(wǎng)絡(luò)的最有前途的傳輸方案之一。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 傳輸在標(biāo)準(zhǔn)單模光纖的1000km上具有2-b/s/Hz頻譜效率)”，發(fā)表于2008年I月，《J. LightwaveTechnology))(《光波技術(shù)》雜志)，第27卷，177-188頁(yè)；由Y. Ma等人所描述“l(fā)_Tb/sper channel coherent optical OFDM transmission with subwavelength bandwidthaccess (使用亞波長(zhǎng)帶寬接入的每信道l_Tb/s的相干光OFDM傳輸)”，發(fā)表于2009年3月美國(guó)圣地亞哥《Proc.OFC 2009》(《國(guó)際光纖通信會(huì)議2009會(huì)報(bào)》)；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連續(xù)波段PDM-OFDM-FDM信號(hào)的傳輸在標(biāo)準(zhǔn)單模光纖的400km上具有3. 3bits/s/Hz頻譜效率)”，發(fā)表于2009年3月美國(guó)圣地亞哥《Proc. OFC 2009》(《國(guó)際光纖通信會(huì)議2009會(huì)報(bào)》)；0FDM實(shí)質(zhì)上提供了無(wú)限的電色散補(bǔ)償和偏振模色散(“PMD”)，以及記錄頻譜效率。然而，如由 J. Armstrong 所描述“0FDM for Optical Communications (0FDM 用于光通信)”，發(fā)表于2008年2月，((J. Lightwave Technology))(《光波技術(shù)》雜志)，第27卷，189-204頁(yè)，以及由 J. Armstrong所描述,“Peak-to-Average Power Reduction for OFDM by RepeatedClipping and Frequency Domain Filtering(通過(guò)重復(fù)削波和頻域?yàn)V波使OFDM的峰均功率下降)”，發(fā)表于2002年2月，((Electronic Letters))(《電子快報(bào)》)，第38卷,第5期，246-247頁(yè)；0FDM光信號(hào)的一個(gè)主要缺點(diǎn)是其高峰均功率比(“PAPR”)，這將引起由非線性設(shè)備造成的失真。這種非線性設(shè)備包括模擬/數(shù)字(“A/D”)轉(zhuǎn)換器、外部調(diào)制器和功率放大器。此外，由于非線性效應(yīng)，如自相位調(diào)制、交叉相位調(diào)制和在傳輸光纖中的四波混頻，均與瞬時(shí)信號(hào)功率成比例，較大的PAPR將造成強(qiáng)非線性損傷使得傳輸性能降低，例如，由 D. Wulich 所分析的，“Definition of efficient PAPR in OFDM (OFDM 中有效 PAPR 的定義)”，發(fā)表于2005年9月，《IEEE Communication Letters))(《IEEE通信快報(bào)》)，第9卷，第 9 期，832-834 頁(yè)。為了克服這些負(fù)面效應(yīng)，近幾年來(lái)已經(jīng)提出了許多方法。一種此類方法為籬柵整形，由 H. Ochiai 所描述，“A novel trellis-shaping design with both peak andaverage power reduction for OFDM systems ( 一種用于OFDM系統(tǒng)的具有峰值功率與平均功率都降低的新穎的籬柵整形設(shè)計(jì))”，發(fā)表于2004年11月，《IEEE Transactions onCommunications》(《IEEE通信匯刊》)，第52卷,第11期，1916-1926頁(yè)。另外,一種應(yīng)用阿達(dá)瑪變換降低光OFDM系統(tǒng)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傳輸中使用阿達(dá)瑪變換降低PAPR) ”，發(fā)表于2000年《IEEE International Conference onCommunications))(《IEEE國(guó)際通信會(huì)議》)，第I卷，430-433頁(yè)。然而，就OFDM系統(tǒng)的PAPR降低和BER來(lái)說(shuō)，阿達(dá)瑪變換和壓擴(kuò)變換的混合技術(shù)可能提供更好的性能。發(fā)明概述
本發(fā)明是針對(duì)降低正交頻分復(fù)用(OFDM)系統(tǒng)的峰均功率比(“PAPR”)的方法及系統(tǒng)。在這些方法及系統(tǒng)中，通過(guò)應(yīng)用阿達(dá)瑪變換與壓擴(kuò)變換的結(jié)合來(lái)使用正交頻分復(fù)用以降低所生成的光信號(hào)的PAPR。首先，將阿達(dá)瑪變換應(yīng)用于信號(hào)以形成子符號(hào)的第一變換信號(hào)。隨后，在該子符號(hào)上執(zhí)行快速傅里葉逆變換(“IFFT”)以形成所述子符號(hào)的第二變換信號(hào)。然后將第二變換信號(hào)進(jìn)行壓擴(kuò)，生成所述子符號(hào)的壓擴(kuò)信號(hào)，所述壓擴(kuò)信號(hào)可用于作為光信號(hào)來(lái)傳輸。各種改進(jìn)的附加方面和優(yōu)勢(shì)將從優(yōu)選實(shí)施方式的描述中顯現(xiàn)。附圖的簡(jiǎn)要描述通過(guò)附圖的方式圖示了本發(fā)明的各實(shí)施方式，其中圖I是使用阿達(dá)瑪變換結(jié)合壓擴(kuò)變換的強(qiáng)度調(diào)制與直接檢測(cè)(“IM-DD”)0FDM系統(tǒng)的方框圖。圖2圖示了用于OFDM信號(hào)的PAPR的采樣互補(bǔ)累積分布函數(shù)(“CXDF”)曲線。圖3圖示了 IM-DD OFDM系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)裝置和光譜。圖4圖示了原始OFDM信號(hào)和具有不同的ii值的壓擴(kuò)信號(hào)在8dBm發(fā)射功率下的采樣比特誤碼率(“BER”)曲線。圖5圖示了原始OFDM信號(hào)和使用阿達(dá)瑪變換結(jié)合具有不同的ii值的壓擴(kuò)變換的OFDM信號(hào)在8dBm發(fā)射功率下的采樣BER曲線。圖6圖示了原始OFDM信號(hào)、使用阿達(dá)瑪變換的OFDM信號(hào)、使用具有U =2的壓擴(kuò)變換的OFDM信號(hào)和使用阿達(dá)瑪變換結(jié)合具有U = 2的壓擴(kuò)變換的OFDM信號(hào)在2dBm發(fā)射功率下的采樣BER曲線。圖7圖示了 OFDM原始信號(hào)和使用具有不同的ii值的壓擴(kuò)變換的OFDM信號(hào)在3dBm發(fā)射功率下的采樣BER曲線。圖8圖示了 OFDM原始信號(hào)和使用阿達(dá)瑪變換結(jié)合具有不同的ii值的壓擴(kuò)變換的OFDM信號(hào)在3dBm發(fā)射功率下的采樣BER曲線。圖9圖示了 OFDM原始信號(hào)、使用阿達(dá)瑪變換的OFDM信號(hào)、使用具有U =2的壓擴(kuò)變換的OFDM信號(hào)和使用阿達(dá)瑪變換結(jié)合具有U = 2的壓擴(kuò)變換的OFDM信號(hào)在3dBm發(fā)射功率下的采樣BER曲線。

圖10圖示了 OFDM原始信號(hào)和使用具有不同的ii值的壓擴(kuò)變換的OFDM信號(hào)在3dBm發(fā)射功率下的采樣BER曲線。圖11圖示了 OFDM原始信號(hào)和使用阿達(dá)瑪變換結(jié)合具有U值的壓擴(kuò)變換的OFDM信號(hào)在8dBm發(fā)射功率下的采樣BER曲線。
圖12圖示了 OFDM原始信號(hào)、使用阿達(dá)瑪變換的OFDM信號(hào)、使用具有y = 2的壓擴(kuò)變換的OFDM信號(hào)和使用阿達(dá)瑪變換結(jié)合具有U = 2的壓擴(kuò)變換的OFDM信號(hào)在8dBm發(fā)射功率下的采樣BER曲線。圖13圖示了 OFDM原始信號(hào)和使用阿達(dá)瑪變換結(jié)合具有y = I的壓擴(kuò)變換的OFDM信號(hào)在不同的發(fā)射功率下的采樣BER曲線。圖14圖示了 OFDM原始信號(hào)和使用阿達(dá)瑪變換結(jié)合具有y = 2的壓擴(kuò)變換的OFDM信號(hào)在不同的發(fā)射功率下的采樣BER曲線。圖15圖示了 OFDM原始信號(hào)和使用阿達(dá)瑪變換結(jié)合具有y = 3的壓擴(kuò)變換的OFDM信號(hào)在不同的發(fā)射功率下的采樣BER曲線。優(yōu)選實(shí)施方式的詳細(xì)描述在此公開(kāi)的直接檢測(cè)光OFDM方法及系統(tǒng)采用阿達(dá)瑪變換與y律壓擴(kuò)變換相結(jié)合的混合技術(shù)。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 傳輸中使用阿達(dá)瑪變換降低PAPR)，，,發(fā)表于 2000 年〈〈IEEE International Conference on Communication〉〉(〈〈IEEE 國(guó)際通信會(huì)議》)，第I卷，430-433頁(yè)，阿達(dá)瑪變換可以降低OFDM信號(hào)的PAPR同時(shí)影響系統(tǒng)的誤差概率或平均功率水平。U律壓擴(kuò)變換主要側(cè)重于放大小信號(hào)。在此的理論與實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，就OFDM系統(tǒng)的PAPR降低和BER降低而言，阿達(dá)瑪變換與壓擴(kuò)變換結(jié)合能夠提供更好的性能。圖I示出了使用阿達(dá)瑪變換與壓擴(kuò)變換結(jié)合的強(qiáng)度調(diào)制與直接檢測(cè)(“IM-DD”)OFDM傳輸系統(tǒng)?；鶐д{(diào)制符號(hào)(或偽隨機(jī)二進(jìn)制序列“PRBS”)首先經(jīng)過(guò)一串行并行轉(zhuǎn)換器(“S/P”)。在正交相移鍵控(“QPSK”)映射之后，應(yīng)用阿達(dá)瑪變換以降低輸入的OFDM序列的相關(guān)性。阿達(dá)瑪變換還被用來(lái)降低OFDM信號(hào)的PAPR。阿達(dá)瑪變換阿達(dá)瑪變換的核可以通過(guò)遞歸程序生成。N階的阿達(dá)瑪矩陣是具有元素I或-I的矩陣Hn使得Hn.HTn =NIn。2階的阿達(dá)瑪矩陣表示為
權(quán)利要求
1.一種降低正交頻分復(fù)用信號(hào)的峰均功率比的方法，所述方法包括將阿達(dá)瑪變換應(yīng)用于信號(hào)以生成第一變換信號(hào)；在所述信號(hào)上執(zhí)行快速傅里葉逆變換以生成第二變換信號(hào)；壓擴(kuò)所述第二變換信號(hào)以生成壓擴(kuò)信號(hào)；以及 光傳輸所述壓擴(kuò)信號(hào)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第二變換信號(hào)表示為
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中所述壓擴(kuò)信號(hào)表示為
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其中1< U <9。
5.一種降低正交頻分復(fù)用信號(hào)的峰均功率比的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括用于將阿達(dá)瑪變換應(yīng)用于信號(hào)以生成第一變換信號(hào)的裝置；用于在所述信號(hào)上執(zhí)行快速傅里葉逆變換以生成第二變換信號(hào)的裝置；用于壓擴(kuò)所述第二變換信號(hào)以生成壓擴(kuò)信號(hào)的裝置；以及 用于光傳輸所述壓擴(kuò)信號(hào)的裝置。
6.如權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其中所述第二變換信號(hào)表不為
7.如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其中所述壓擴(kuò)信號(hào)表示為
8.一種用于降低正交頻分復(fù)用信號(hào)的峰均功率比的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，所述計(jì)算機(jī)程序 產(chǎn)品位于計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上并包括計(jì)算機(jī)可讀指令，所述計(jì)算機(jī)可讀指令被配置成引起計(jì) 算機(jī)將阿達(dá)瑪變換應(yīng)用于信號(hào)以生成第一變換信號(hào)；在所述信號(hào)上執(zhí)行快速傅里葉逆變換以生成第二變換信號(hào)；壓擴(kuò)所述第二變換信號(hào)以生成壓擴(kuò)信號(hào)；以及 光傳輸所述壓擴(kuò)信號(hào)。
9.如權(quán)利要求8所述的產(chǎn)品,其中輸出信號(hào)表不為
10.如權(quán)利要求9所述的產(chǎn)品，其中所述壓擴(kuò)信號(hào)表示為
11.如權(quán)利要求8所述的產(chǎn)品，其中1≤μ≤9。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種使用阿達(dá)瑪變換結(jié)合壓擴(kuò)變換的用于光正交頻分復(fù)用的方法及系統(tǒng)。阿達(dá)瑪變換和壓擴(kuò)變換相結(jié)合的技術(shù)包含在正交頻分復(fù)用信號(hào)中以降低信號(hào)的峰均比。將阿達(dá)瑪變換應(yīng)用于信號(hào)以生成子符號(hào)的第一變換信號(hào)。在該子符號(hào)上執(zhí)行快速傅里葉逆變換以生成子符號(hào)的第二變換信號(hào)。然后將第二變換信號(hào)進(jìn)行壓擴(kuò)，使其用于作為光信號(hào)傳輸。
文檔編號(hào)H04L27/26GK102624664SQ201210004930
公開(kāi)日2012年8月1日 申請(qǐng)日期2012年1月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月10日
發(fā)明者余建軍 申請(qǐng)人:中興通訊(美國(guó))公司, 中興通訊股份有限公司