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用于结合相干检测和数字信号处理的系统和方法.pdf

  • 上传人:a****
  • 文档编号:668992
  • 上传时间:2018-03-02
  • 格式:PDF
  • 页数:5
  • 大小:1.05MB
  • 摘要
    申请专利号:

    CN201380008408.7

    申请日:

    2013.02.08

    公开号:

    CN104106229A

    公开日:

    2014.10.15

    当前法律状态:

    实审

    有效性:

    审中

    法律详情:

    实质审查的生效IPC(主分类):H04J 14/04申请日:20130208|||公开

    IPC分类号:

    H04J14/04

    主分类号:

    H04J14/04

    申请人:

    中兴通讯(美国)公司

    发明人:

    余建军; 建强·李; 钱鸿章; 贾振生

    地址:

    美国德克萨斯州

    优先权:

    2012.02.10 US 61/597,487

    专利代理机构:

    北京安信方达知识产权代理有限公司 11262

    代理人:

    蒋黎丽;郑霞

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    内容摘要

    本发明的各个方面包括用于发送和接收各种通信系统中的信号的各种装置和各种方法。多载波产生器产生多载波信号。光解复用器将多载波信号分成分离的多载波信号。至少一个QPSK调制器对来自分离的子载波信号的信号进行调制。光复用器将QPSK调制的信号合并成复用的信号。所述复用的信号随后被发送。

    权利要求书

    1.  一种发送光正交频分复用信号的方法,所述方法包括:
    由多载波产生器产生多载波信号;
    由光解复用器将所述多载波信号分成分离的多载波信号;
    由至少一个正交相移键控QPSK调制器根据所述分离的多载波信号产生调制的信号;
    由光复用器将QPSK调制的信号合并成复用的信号;以及
    发送所述复用的信号。

    2.
      如权利要求1所述的方法,其中所述多载波产生器包括级联的相位调制器。

    3.
      如权利要求1所述的方法,其中所述光解复用器是阵列波导光栅光解复用器。

    4.
      如权利要求1所述的方法,其中所述调制的信号是偏振复用的信号。

    5.
      一种用于接收光通信系统中的信号的方法,所述方法包括:
    对接收的信号应用光本地振荡器;
    从所述接收的信号解复用I信号和Q信号;以及
    相干检测所述I信号和Q信号。

    6.
      如权利要求5所述的方法,其中所述相干检测包括实现I/Q平衡补偿。

    7.
      如权利要求5所述的方法,其中所述相干检测包括对均衡后的信号进行后滤波。

    8.
      如权利要求7所述的方法,其中所述相干检测包括对进行了后滤波的均衡后的信号进行最大似然序列估计。

    9.
      一种用于接收光通信系统中的信号的装置,所述装置包括:
    用于对接收的信号应用光本地振荡器的工具;
    用于从所述接收的信号解复用I信号和Q信号的工具;以及
    用于相干检测所述I信号和Q信号的工具。

    10.
      如权利要求9所述的装置,其中所述用于相干检测的工具包括用于实现I/Q平衡补偿的工具。

    11.
      如权利要求9所述的装置,其中所述用于相干检测的工具包括用于对均衡后的信号进行后滤波的工具。

    12.
      如权利要求11所述的装置,其中所述用于相干检测的工具包括用于对进行了后滤波的均衡后的信号进行最大似然序列估计的工具。

    说明书

    用于结合相干检测和数字信号处理的系统和方法
    技术领域
    本发明的领域涉及通信系统,并且更具体地,涉及相干检测结合数字信号处理。
    不断增长的带宽需求已经将各种通信系统推进到更高的容量。因此,有很强的动机来增强频谱效率以提高总容量。采用光正交频分复用(O-OFDM)调制来传输信号能够实现高频谱效率和长距离传输。为了获取利用基于数字信号处理的相干检测的高接收机灵敏度,模数转换器(ADC)的带宽和采样速率可能很高。通常,ADC带宽可能具有信号的比特速率的两倍速率,而采样速率可能是比特速率的四倍速率。例如,如果OFDM信号的每个子载波是25G波特的正交相移键控(QPSK),那么ADC的带宽应该是50GHz而采样速率应该是100G采样点每秒,以获得最佳的结果。然而,具有这些规格的ADC可能不能得到。因此,减少ADC带宽和采样速率同时保持同样的性能将是有利的。
    发明内容
    本发明的各个方面采用光正交频分复用(O-OFDM)来传输在长距离上实现高频谱效率的信号。
    本发明的一个方面中包含用于在通信系统中发送和接收信号的装置和各种方法。多载波产生器产生多载波信号。光复用器将多载波信号分成分离的多载波信号。至少一个QPSK调制器调制来自分离的多载波信号的信号。光复用器将QPSK调制的信号合并成复用的信号。复用的信号随后被发送。
    附图说明
    图1示出了根据本发明的各个方面的发射机和接收机的示意框图。
    图2示出了根据本发明的各个方面的用于相干接收机的数字信号处理的示意框图。
    具体实施方式
    本发明的各个方面运用光正交频分复用(O-OFDM)来传输在长距离上实现高频谱效率的信号。
    图1示出了根据本发明的各个方面的发射机和接收机的示意框图。激光器101产生连续的光波。激光器101可以是可能具有宽线宽的分布式反馈型激光二极管DFB-LD。对于100G比特每秒的QPSK,小于2MHz的线宽是足够的。尽管大于2MHz的线宽也是足够的。可选择地,激光源101可以是具有窄线宽和低相位噪声的可调谐的外部激光器,其优选用于高等级调制格式的信号。多载波产生器102接收光波并产生多载波信号。多载波信号可以由多种不同的方案产生。例如,可以由正弦波源和级联的相位调制器驱动级联调制器。可能有超过十个的具有频率间隔f的子载波。为了分离光子载波并且在随后将其发送到不同的端口,可以运用光解复用器103。光解复用器103可以是阵列波导光栅、光纤布拉格光栅、或本领域已知的其他光解复用器。来自光解复用器103的各个输出端口的每个子载波可以通过使用光I/Q调制器104进行调制。具体地,光I/Q调制器104产生QPSK信号。这些QPSK信号可能具有非归零脉冲形状或归零脉冲形状。该信号可以是偏振信号或复用信号。该光I/Q调制器104可以由四个单独的数据(用于X偏振的同相分量和正交分量和用于Y偏振的I、Q)驱动。I信号或Q信号的波特速率可以优选地是fG波特每秒。
    具有fGHz的3dB带宽的光复用器105合并从光I/Q调制器104发送的信号。光复用器105可以是常规的WDM滤光器、WDM耦合器或阵列波导光栅(AWG)或用于合并所有的通道的其他的光学滤波器。光放大器106可以被用来补偿任何光纤损耗。该光放大器106可以是掺铒光纤放大器、拉曼放大器或用于提供增益的其他放大器。复用的信号可以随后通过光纤107传输。光纤107可以是任何传输光纤。在接收机侧,使用基于数字信号处理的相干检测。相干检测技术运用了光本地振荡器108、90度混 频109、四个平衡的接收机、ADC芯片和用于数字信号处理的ASIC芯片。光本地振荡器108的频率优选地是与子载波的频率相同的频率。本地振荡器108可以是分布式反馈激光器(DFB)或优选地具有小于几MHz线宽的外部腔激光器。90度混频109可以是对I信号和Q信号解复用的常规的光90度混频。数字相干检测接收机110包含平衡式光电二极管或不平衡式光电二极管、高速ADC和比如ASIC、FEC的其他的电气部件等。
    图2示出了用于带有后滤波器和最大似然序列估计(MLSE)的相干接收机的数字信号处理(DSP)的示意图。补偿模块200可以纠正所接收的信号的I/Q不平衡。色散补偿单元201可以补偿色散。采样单元202重采样信号。接着,每个比特采样两次。通过使用自适应均衡器203,偏振解复用器产生偏振解复用的信号。偏移模块204补偿解复用的信号的频率偏移以改善通信的质量。相位模块205对解复用的信号进行相位补偿。滤波器206对相位补偿的信号进行后滤波。滤波器206可以是2抽头的滤波器。对滤波信号应用可以是两个状态的MLSE,最后计算误比特率。
    需要了解的是,本发明的各种方法和各种设备可以采用包含简单计算机和复杂计算机的各种机器和各种装置执行。此外,上面描述的结构和各种方法可以被部分或全部储存在机器可读的各种形式的介质上。例如,本发明的各种操作可以被储存在经由磁盘驱动器(或计算机可读的介质驱动器)访问的比如多个磁盘或多个光盘的机器可读介质上。可选择地,执行如上面所讨论的多个操作的逻辑可以在另外的计算机和/或机器可读介质上实现,比如如大规模集成电路(LSI)、专用集成电路(ASIC)、比如电可擦除可编程的只读存储器(EEPROM)的固件的分立的多个硬件部件等。特定的各个实施方式的各个实现还可以采用包括网页实现的机器实现的形式的计算机软件形式。
    尽管已经显示和描述了本发明的各个方面,但对于本领域的那些技术人员将明显的是,可能有许多不背离本文的多个创造性构思的更多的多个修改。因此,本发明不被下面的权利要求的精神之外的内容限制。

    关 键  词:
    用于 结合 相干 检测 数字信号 处理 系统 方法
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