用于信號間拍頻干擾抑制的信號傳輸方法、設(shè)備及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及光通信領(lǐng)域，特別設(shè)及用于信號間拍頻干擾抑制的信號傳輸方法、設(shè) 備及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，為了滿足互聯(lián)網(wǎng)流量迅速增長的客觀現(xiàn)實(shí)，數(shù)據(jù)網(wǎng)必 須相應(yīng)的提供更高質(zhì)量的路由性能。然而在運(yùn)樣客觀現(xiàn)實(shí)下，傳統(tǒng)的傳輸設(shè)備需要占用大 量的資源才能滿足客戶需求。而利用光通信就解決了運(yùn)營商所面臨的問題，可W向用戶提 供更高質(zhì)量的服務(wù)。然而在利用光通信時(shí)，要考慮色散和偏振模色散的問題，而研究證明直 接探測正交頻分復(fù)用（Direct Detection Orthogonal Frequency Division Multiplexing,孤-(FDM)技術(shù)對色散和偏振模色散的容忍度較高。隨著對傳輸速率lOOGb/s 的需求日益增強(qiáng)，直接探測正交頻分復(fù)用技術(shù)成為未來高速長距離光通信系統(tǒng)的核屯、技 術(shù)。為了進(jìn)一步提高孤-0抑M系統(tǒng)的傳輸容量，偏振復(fù)用（Polarization Multiplexing ,PM) 技術(shù)被引入W提高數(shù)據(jù)傳輸速率。
[0003] 現(xiàn)有技術(shù)中，光載波通過調(diào)制器生成兩個(gè)不同頻率的光載波，并通過光濾波器分 開，繼續(xù)后續(xù)的光纖傳輸步驟。在發(fā)送端增加額外的電域射頻上變換用來在光載波和正交 頻分復(fù)用信號之間增加保護(hù)間隔，使得信號間拍頻干擾的頻譜與正交頻分復(fù)用射頻信號的 頻譜成分不重疊，在光纖傳輸?shù)闹苯犹綔y過程中產(chǎn)生的信號間拍頻干擾（signal-signal beat interference,SSBI)落在保護(hù)間隔上，在接收端增加額外的電域射頻下變換的器件， 用來將直接探測后的射頻正交頻分復(fù)用信號轉(zhuǎn)移到基帶上，然后經(jīng)過低通濾波器濾除干 擾，減除信號間拍頻干擾。運(yùn)種方法由于在光載波和正交頻分復(fù)用信號之間增加保護(hù)間隔， 降低了傳輸過程中的頻譜效率，增加了接收端的光電探測器的響應(yīng)帶寬。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明提供了一種用于信號間拍頻干擾抑制的信號傳輸方法、設(shè)備及系統(tǒng)，可W 實(shí)現(xiàn)無保護(hù)間隔條件下的兩偏振態(tài)的光單邊帶OFDM信號的有效傳輸和接收。具體方案如 下：
[0005] -方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種用于信號間拍頻干擾抑制的信號傳輸方法，其 中，信號發(fā)射設(shè)備通過光纖與信號接收設(shè)備連接，所述方法包括步驟：
[0006] 信號發(fā)射設(shè)備生成無保護(hù)間隔的兩偏振態(tài)的光單邊帶正交頻分復(fù)用OFDM信號，并 通過光纖傳輸給信號接收設(shè)備；
[0007] 信號接收設(shè)備對所述兩偏振態(tài)的光單邊帶OFDM信號進(jìn)行功率均分處理、偏振分 束、光電轉(zhuǎn)換、低通濾波W及模數(shù)轉(zhuǎn)換，得到兩路各自含兩偏振態(tài)的OFDM數(shù)字信號；
[000引信號接收設(shè)備對所述兩路各自含兩偏振態(tài)的OFDM數(shù)字信號分別依次進(jìn)行循環(huán)前 綴移除處理、串并變換處理和快速傅里葉變換處理，獲得攜帶有數(shù)據(jù)符號的兩路各自含兩 偏振態(tài)的OFDM數(shù)字信號；
[0009] 信號接收設(shè)備選擇所述攜帶有數(shù)據(jù)符號的兩路各自含兩偏振態(tài)的OFDM數(shù)字信號 中偏振旋轉(zhuǎn)角度較小的一路含兩偏振態(tài)的OFDM數(shù)字信號的數(shù)據(jù)符號進(jìn)行一次拍頻干擾抑 制運(yùn)算，
[0010] 其中，所述拍頻干擾抑制運(yùn)算的過程包括：
[0011] 信號接收設(shè)備對第一符號進(jìn)行一次迭代處理得到拍頻干擾，其中，所述迭代處理 包括:一次偏振解復(fù)用處理、一次硬判決處理、一次根據(jù)光纖的偏振串?dāng)_特性及直接檢測的 拍頻特性進(jìn)行拍頻干擾的重構(gòu)處理，在所述拍頻干擾抑制運(yùn)算中進(jìn)行的本次迭代處理次數(shù) 為1時(shí)，第一符號為數(shù)據(jù)符號，在所述拍頻干擾抑制運(yùn)算中進(jìn)行的本次迭代處理次數(shù)大于1 時(shí)，第一符號為上次迭代處理后得到的有用信號；
[0012] 信號接收設(shè)備用本次迭代處理針對的第一符號減除本次迭代處理后得到的拍頻 干擾，得到本次迭代處理后得到的有用信號，返回執(zhí)行信號接收設(shè)備對第一符號進(jìn)行一次 迭代處理得到拍頻干擾的步驟，直至本次迭代處理后得到的有用信號進(jìn)行偏振解復(fù)用后求 得的信噪比與上次迭代處理后得到的有用信號進(jìn)行偏振解復(fù)用后求得的信噪比的差值在 預(yù)設(shè)差值范圍內(nèi)。
[0013] 較佳的，所述信號發(fā)射設(shè)備生成無保護(hù)間隔的兩偏振態(tài)的光單邊帶OFDM信號，并 通過光纖傳輸給信號接收設(shè)備，包括：
[0014] 所述信號發(fā)射設(shè)備根據(jù)所要傳輸?shù)牡谝淮姓徽穹{(diào)制信號和第二串行正交 振幅調(diào)制信號，進(jìn)行串并轉(zhuǎn)換處理、添加訓(xùn)練符號處理、分別添加不同的射頻子載波、添零 處理、快速傅里葉變換處理、添加循環(huán)前綴處理和并串轉(zhuǎn)換處理，生成X偏振態(tài)的基帶OFDM 信號及Y偏振態(tài)的基帶OFDM信號;產(chǎn)生連續(xù)的光載波，將所述光載波分為兩路同頻率的偏振 正交的光載波，所述偏振正交包括X偏振態(tài)和Y偏振態(tài)；
[0015] 將所述X偏振態(tài)的基帶OFDM信號對一路同頻率的X偏振態(tài)的光載波進(jìn)行調(diào)制，獲得 無保護(hù)間隔的光上邊帶OFDM信號;將所述Y偏振態(tài)的基帶正交頻分復(fù)用信號對另一路同頻 率的Y偏振態(tài)的光載波進(jìn)行調(diào)制，獲得無保護(hù)間隔的光下邊帶OFDM信號；
[0016] 對所述無保護(hù)間隔的光上邊帶0抑M信號和所述無保護(hù)間隔的光下邊帶OFDM信號 進(jìn)行偏振合束處理，合并為無保護(hù)間隔的兩偏振態(tài)的光單邊帶OFDM信號；
[0017] 通過所述光纖將所述兩偏振態(tài)的光單邊帶OFDM信號傳輸?shù)剿鲂盘柦邮赵O(shè)備。
[0018] 較佳的，所述分別添加不同的射頻子載波，包括：
[0019] 所述信號發(fā)射設(shè)備對所要傳輸?shù)牡谝淮姓徽穹{(diào)制信號添加 X偏振態(tài)的射頻 子載波處理；
[0020] 所述信號發(fā)射設(shè)備對所要傳輸?shù)牡诙姓徽穹{(diào)制信號添加 Y偏振態(tài)的射頻 子載波處理，所述X偏振態(tài)和Y偏振態(tài)的射頻子載波的頻率關(guān)于(FDM信號中屯、頻率對稱。 [0021 ]較佳的，所述信號接收設(shè)備對所述兩偏振態(tài)的光單邊帶OFDM信號進(jìn)行功率均分處 理、偏振分束、光電轉(zhuǎn)換、低通濾波W及模數(shù)轉(zhuǎn)換，得到兩路各自含兩偏振態(tài)的OFDM數(shù)字信 號，包括：
[0022] 將接收到的所述兩偏振態(tài)的光單邊帶OFDM信號平均分成功率相等的兩路兩偏振 態(tài)的光單邊帶0抑M信號，將其中一路兩偏振態(tài)的光單邊帶(FDM信號的偏振態(tài)主軸旋轉(zhuǎn)45%
[0023] 將一路偏振態(tài)主軸旋轉(zhuǎn)45°的兩偏振態(tài)的光單邊帶OFDM信號進(jìn)行偏振分束處理， 獲得第一 X偏振態(tài)OFDM光信號和第一 Y偏振態(tài)0抑M光信號；將另一路兩偏振態(tài)的光單邊帶 OFDM信號進(jìn)行偏振分束處理，獲得第二X偏振態(tài)OFDM光信號和第二Y偏振態(tài)OFDM光信號；
[0024] 將所述獲得的第一 X偏振態(tài)(FDM光信號和第一 Y偏振態(tài)OFDM光信號、第二X偏振態(tài) OFDM光信號和第二Y偏振態(tài)OFDM光信號分別進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換處理，分別獲得第一 X偏振態(tài)OFDM 電信號、第一Y偏振態(tài)OFDM電信號、第二X偏振態(tài)OFDM電信號、第二Y偏振態(tài)OFDM電信號；
[0025] 將所述獲得的第一 X偏振態(tài)OFDM電信號和第一 Y偏振態(tài)OFDM電信號經(jīng)過低通濾波 處理和模數(shù)轉(zhuǎn)換后，得到第一X偏振態(tài)OFDM數(shù)字信號和第一Y偏振態(tài)OFDM數(shù)字信號，為一路 含兩偏振態(tài)的OFDM數(shù)字信號，將所述獲得的第二X偏振態(tài)OFDM電信號和第二Y偏振態(tài)OFDM電 信號經(jīng)過低通濾波處理和模數(shù)轉(zhuǎn)換后，得到第二X偏振態(tài)OFDM數(shù)字信號和第二Y偏振態(tài)OFDM 數(shù)字信號，為另一路含兩偏振態(tài)的OFDM數(shù)字信號。
[0026] 較佳的，所述兩路各自含兩偏振態(tài)的OFDM數(shù)字信號還分別攜帶訓(xùn)練符號，其中，數(shù) 據(jù)符號和訓(xùn)練符號接收時(shí)在時(shí)序上是分開的；
[0027] 所述信號接收設(shè)備選擇所述攜帶有數(shù)據(jù)符號的兩路各自含兩偏振態(tài)的OFDM數(shù)字 信號中偏振旋轉(zhuǎn)角度較小的一路含兩偏振態(tài)的OFDM數(shù)字信號的數(shù)據(jù)符號進(jìn)行一次拍頻干 擾抑制運(yùn)算，包括：
[0028] 所述信號接收設(shè)備獲得所述信號發(fā)射設(shè)備針對串行正交振幅調(diào)制信號添加的訓(xùn) 練符號；
[0029] 將所述接收的訓(xùn)練符號分別與所述添加的訓(xùn)練符號進(jìn)行對比，得到信道傳遞函 數(shù)；
[0030] 根據(jù)所述信道傳遞函數(shù)，得到體現(xiàn)偏振串?dāng)_特性的光纖信道傳遞函數(shù)；
[0031] 根據(jù)所述光纖信道傳遞函數(shù)，得到偏振旋轉(zhuǎn)角度；
[0032] 對所述偏振旋轉(zhuǎn)角度較小的一路兩偏振態(tài)數(shù)字信號的數(shù)據(jù)符號進(jìn)行一次拍頻干 擾抑制運(yùn)算。
[0033] 較佳的，所述光纖信道傳遞函數(shù)為：
[0035] 其中，axx' (k)表示光單邊帶OFDM信號的第k個(gè)子載波上的信號從X偏振態(tài)旋轉(zhuǎn)到公 偏振態(tài)過程對應(yīng)的系數(shù)，3YX' (k)表不光單邊帶OFDM信號的第k個(gè)子載波上的信號從Y偏振態(tài) 旋轉(zhuǎn)到公偏振態(tài)過程對應(yīng)的系數(shù)，axY' (k)表示光單邊帶OFDM信號的第k個(gè)子載波上的信號從 X偏振態(tài)旋轉(zhuǎn)到r偏振態(tài)過程對應(yīng)的系數(shù)，aYY' (k)表示光單邊帶OFDM信號的第k個(gè)子載波上 的信號從Y偏振態(tài)旋轉(zhuǎn)到r偏振態(tài)過程對應(yīng)的系數(shù)；
[0036] 所述偏振旋轉(zhuǎn)角度的計(jì)算過程，包括：
[0037] 根據(jù)公式
[0038] 曰Iph曰=曰ret 曰n(m)或曰Iph曰=曰rccot(n)
[0039] 計(jì)算偏振旋轉(zhuǎn)角度，其中，alpha為偏振旋轉(zhuǎn)角度；
[0040] 在表達(dá)式為al地a = a;rctan(m)時(shí)，m= I axY'(k) I / I aYY'(k) I ;
[0041 ]在表達(dá)式為al地a = a;rccot(n)時(shí)，n= I axx' (k) I / I axY' (k) I。
[0042] 較佳的，所述一次偏振解復(fù)用處理，包括：
[0043] 所述信號接收設(shè)備將所述信道傳遞函數(shù)的逆矩陣乘W所述第一符號。
[0044] 較佳的，所述一次根據(jù)光纖的偏振串?dāng)_特性及直接檢測的拍頻特性進(jìn)行拍頻干擾 的重構(gòu)處理，包括：
[0045] 將硬判決后的第一符號乘W所述光纖信道傳遞函數(shù)，再根據(jù)直接檢測的拍頻特性 模擬直接檢測過程，進(jìn)行拍頻干擾的重構(gòu)，得到拍頻干擾。
[0046] 另一方面，本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種用于信號間拍頻干擾抑制的信號傳輸設(shè) 備，其中，信號發(fā)射設(shè)備通過光纖與信號接收設(shè)備連接，所述信號傳輸設(shè)備包括:信號生成 模塊、第一信號處理模塊、第二信號處理模塊、信號選擇模塊和拍頻干擾抑制模塊；
[0047] 所述信號生成模塊：用于生成無保護(hù)間隔的兩偏振態(tài)的光單邊帶正交頻分復(fù)用 OFDM信號，并通過光纖傳輸給所述第一信號處理模塊；
[004引所述第一信號處理模塊:用于對所述兩偏振態(tài)的光單邊帶(FDM信號進(jìn)行功率均分 處理、偏振分束、光電轉(zhuǎn)換、低通濾波W及模數(shù)轉(zhuǎn)換，得到兩路各自含兩偏振態(tài)的OFDM數(shù)字 信號；
[0049] 所述第二信號處理模塊:用于對所述兩路各自含兩偏振態(tài)的OFDM數(shù)字信號分別依 次進(jìn)行串并變換處理、循環(huán)前綴移除處理和快速傅里葉變換處理，獲得攜帶有數(shù)據(jù)符號的 兩路各自含兩偏振態(tài)的OFDM數(shù)字信號；
[0050] 所述信號選擇模塊:用于選擇所述攜帶有數(shù)據(jù)符號的兩路各自含兩偏振態(tài)的OFDM 數(shù)字信號中偏振旋轉(zhuǎn)角度較小的一路含兩偏振態(tài)的OFDM數(shù)字信號的數(shù)據(jù)符號進(jìn)行一次拍 頻干擾抑制運(yùn)算；
[0051] 所述拍頻干擾抑制模塊包括: