專利名稱：使用阿達瑪變換結(jié)合壓擴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)用的光通信過程及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
近年來，正交頻分復(fù)用(“0FDM”)已被認為是用于未來網(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 傳輸在標準單模光纖的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；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月美國圣地亞哥《Proc.OFC 2009》(《國際光纖通信會議2009會報》)；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信號的傳輸在標準單模光纖的400km上具有3. 3bits/s/Hz頻譜效率)”，發(fā)表于2009年3月美國圣地亞哥《Proc. OFC 2009》(《國際光纖通信會議2009會報》)；0FDM實質(zhì)上提供了無限的電色散補償和偏振模色散(“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，以及由 J. Armstrong所描述,“Peak-to-Average Power Reduction for OFDM by RepeatedClipping and Frequency Domain Filtering(通過重復(fù)削波和頻域濾波使OFDM的峰均功率下降)”，發(fā)表于2002年2月，((Electronic Letters))(《電子快報》)，第38卷,第5期，246-247頁；0FDM光信號的一個主要缺點是其高峰均功率比(“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，均與瞬時信號功率成比例，較大的PAPR將造成強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》)，第9卷，第 9 期，832-834 頁。為了克服這些負面效應(yīng)，近幾年來已經(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)”，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。另外,一種應(yīng)用阿達瑪變換降低光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傳輸中使用阿達瑪變換降低PAPR) ”，發(fā)表于2000年《IEEE International Conference onCommunications))(《IEEE國際通信會議》)，第I卷，430-433頁。然而，就OFDM系統(tǒng)的PAPR降低和BER來說，阿達瑪變換和壓擴變換的混合技術(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，通過應(yīng)用阿達瑪變換與壓擴變換的結(jié)合來使用正交頻分復(fù)用以降低所生成的光信號的PAPR。首先，將阿達瑪變換應(yīng)用于信號以形成子符號的第一變換信號。隨后，在該子符號上執(zhí)行快速傅里葉逆變換(“IFFT”)以形成所述子符號的第二變換信號。然后將第二變換信號進行壓擴，生成所述子符號的壓擴信號，所述壓擴信號可用于作為光信號來傳輸。各種改進的附加方面和優(yōu)勢將從優(yōu)選實施方式的描述中顯現(xiàn)。附圖的簡要描述通過附圖的方式圖示了本發(fā)明的各實施方式，其中圖I是使用阿達瑪變換結(jié)合壓擴變換的強度調(diào)制與直接檢測(“IM-DD”)0FDM系統(tǒng)的方框圖。圖2圖示了用于OFDM信號的PAPR的采樣互補累積分布函數(shù)(“CXDF”)曲線。圖3圖示了 IM-DD OFDM系統(tǒng)的實驗裝置和光譜。圖4圖示了原始OFDM信號和具有不同的ii值的壓擴信號在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信號和使用阿達瑪變換結(jié)合具有不同的ii值的壓擴變換的OFDM信號在8dBm發(fā)射功率下的采樣BER曲線。圖6圖示了原始OFDM信號、使用阿達瑪變換的OFDM信號、使用具有U =2的壓擴變換的OFDM信號和使用阿達瑪變換結(jié)合具有U = 2的壓擴變換的OFDM信號在2dBm發(fā)射功率下的采樣BER曲線。圖7圖示了 OFDM原始信號和使用具有不同的ii值的壓擴變換的OFDM信號在3dBm發(fā)射功率下的采樣BER曲線。圖8圖示了 OFDM原始信號和使用阿達瑪變換結(jié)合具有不同的ii值的壓擴變換的OFDM信號在3dBm發(fā)射功率下的采樣BER曲線。圖9圖示了 OFDM原始信號、使用阿達瑪變換的OFDM信號、使用具有U =2的壓擴變換的OFDM信號和使用阿達瑪變換結(jié)合具有U = 2的壓擴變換的OFDM信號在3dBm發(fā)射功率下的采樣BER曲線。

圖10圖示了 OFDM原始信號和使用具有不同的ii值的壓擴變換的OFDM信號在3dBm發(fā)射功率下的采樣BER曲線。圖11圖示了 OFDM原始信號和使用阿達瑪變換結(jié)合具有U值的壓擴變換的OFDM信號在8dBm發(fā)射功率下的采樣BER曲線。
圖12圖示了 OFDM原始信號、使用阿達瑪變換的OFDM信號、使用具有y = 2的壓擴變換的OFDM信號和使用阿達瑪變換結(jié)合具有U = 2的壓擴變換的OFDM信號在8dBm發(fā)射功率下的采樣BER曲線。圖13圖示了 OFDM原始信號和使用阿達瑪變換結(jié)合具有y = I的壓擴變換的OFDM信號在不同的發(fā)射功率下的采樣BER曲線。圖14圖示了 OFDM原始信號和使用阿達瑪變換結(jié)合具有y = 2的壓擴變換的OFDM信號在不同的發(fā)射功率下的采樣BER曲線。圖15圖示了 OFDM原始信號和使用阿達瑪變換結(jié)合具有y = 3的壓擴變換的OFDM信號在不同的發(fā)射功率下的采樣BER曲線。優(yōu)選實施方式的詳細描述在此公開的直接檢測光OFDM方法及系統(tǒng)采用阿達瑪變換與y律壓擴變換相結(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 傳輸中使用阿達瑪變換降低PAPR)，，,發(fā)表于 2000 年〈〈IEEE International Conference on Communication〉〉(〈〈IEEE 國際通信會議》)，第I卷，430-433頁，阿達瑪變換可以降低OFDM信號的PAPR同時影響系統(tǒng)的誤差概率或平均功率水平。U律壓擴變換主要側(cè)重于放大小信號。在此的理論與實驗結(jié)果表明，就OFDM系統(tǒng)的PAPR降低和BER降低而言，阿達瑪變換與壓擴變換結(jié)合能夠提供更好的性能。圖I示出了使用阿達瑪變換與壓擴變換結(jié)合的強度調(diào)制與直接檢測(“IM-DD”)OFDM傳輸系統(tǒng)?；鶐д{(diào)制符號(或偽隨機二進制序列“PRBS”)首先經(jīng)過一串行并行轉(zhuǎn)換器(“S/P”)。在正交相移鍵控(“QPSK”)映射之后，應(yīng)用阿達瑪變換以降低輸入的OFDM序列的相關(guān)性。阿達瑪變換還被用來降低OFDM信號的PAPR。阿達瑪變換阿達瑪變換的核可以通過遞歸程序生成。N階的阿達瑪矩陣是具有元素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)用信號的峰均功率比的方法，所述方法包括將阿達瑪變換應(yīng)用于信號以生成第一變換信號；在所述信號上執(zhí)行快速傅里葉逆變換以生成第二變換信號；壓擴所述第二變換信號以生成壓擴信號；以及 光傳輸所述壓擴信號。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第二變換信號表示為
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中所述壓擴信號表示為
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)用信號的峰均功率比的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括用于將阿達瑪變換應(yīng)用于信號以生成第一變換信號的裝置；用于在所述信號上執(zhí)行快速傅里葉逆變換以生成第二變換信號的裝置；用于壓擴所述第二變換信號以生成壓擴信號的裝置；以及 用于光傳輸所述壓擴信號的裝置。
6.如權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其中所述第二變換信號表不為
7.如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其中所述壓擴信號表示為
8.一種用于降低正交頻分復(fù)用信號的峰均功率比的計算機程序產(chǎn)品，所述計算機程序 產(chǎn)品位于計算機可讀介質(zhì)上并包括計算機可讀指令，所述計算機可讀指令被配置成引起計 算機將阿達瑪變換應(yīng)用于信號以生成第一變換信號；在所述信號上執(zhí)行快速傅里葉逆變換以生成第二變換信號；壓擴所述第二變換信號以生成壓擴信號；以及 光傳輸所述壓擴信號。
9.如權(quán)利要求8所述的產(chǎn)品,其中輸出信號表不為
10.如權(quán)利要求9所述的產(chǎn)品，其中所述壓擴信號表示為
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瑪變換結(jié)合壓擴變換的用于光正交頻分復(fù)用的方法及系統(tǒng)。阿達瑪變換和壓擴變換相結(jié)合的技術(shù)包含在正交頻分復(fù)用信號中以降低信號的峰均比。將阿達瑪變換應(yīng)用于信號以生成子符號的第一變換信號。在該子符號上執(zhí)行快速傅里葉逆變換以生成子符號的第二變換信號。然后將第二變換信號進行壓擴，使其用于作為光信號傳輸。
文檔編號H04L27/26GK102624664SQ201210004930
公開日2012年8月1日 申請日期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 申請人:中興通訊(美國)公司, 中興通訊股份有限公司