[发明专利]发送光学正交频分复用信号的方法和设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于发送光学正交频分复用(OFDM)信号的方法和设备。

背景技术

正交频分复用是一种能够克服光传输系统中的色散的有前途的调制技术。OFDM在无线和有线通信中是众所周知的。被解释为连续正交子载波(在这里称为信道)的加权的多个二进制信息符号经由快速傅立叶逆变换(IFFT)从频域被转换到时域，并且作为块经由光纤被发送。二进制信息符号的下一组合在下一块中被发送。在接收机处，使用快速傅立叶变换(FFT)将这些块转换回频域以及然后进行解调。

光纤的色散是大多数光传输系统的问题。色散对于不同的频率导致不同的延时。为了克服色散，当将OFDM信号调制到光载波上时，重要的是避免产生两个边带。因此，必须应用单边带(SSB)调制。音频信号的单边带调制理论由E.Kettel在Telefunken-Zeitung(第37发行年度，第3/4期，特别是第247-251页)中被描述。“兼容的”SSB调制的主要优点是能够用于直接检测的高频谱效率(spectrallyefficient)信号。为了接收OFDM信号，通常要求相干接收机。但是，特殊的信号设计还允许更简单的并且因此更廉价的直接检测。

如Lowery等人提出的一种直接检测的可能性(Proceedings ofOptical Fiber Communications，OFC 2006，PDP39，第247-259页)是让载波与信号之间的间隙具有与OFDM信号本身相同的宽度(参见图2或图3a的插图)。这种方法被称为“偏移(Offset)SSB”。在光电二极管之后，根据接收到的光学OFDM信号在将其转换成电信号的同时的自乘(squaring)，信号-信号差拍(beat)乘积落入该区域中，而有用信号(信号-载波差拍项)被发现与间隙间隔邻接。这种方法的缺点是间隙间隔占据大量的带宽，这意味着低的频谱效率。这种方法还要求附加调制到射频子载波上以及附加的分量。

发明内容

本发明的目的是克服这些问题并且找到高质量传输OFDM信号而不用大量带宽的方法和设备。

克服这些问题的方式可以通过用于直接检测而不浪费间隙间隔的带宽的兼容的SSB调制来实现。这能够通过在包络中或(在自乘接收机的上下文中)在包络的功率中承载信息来实现。载波的相对功率取决于信号的峰值因数(峰值/平均功率)。由于OFDM信号的峰值因数通常相当高，这意味着大的载波功率，所以这样也引起了要求大的光信噪比(OSNR)。OFDM方法的主要优点在于：色散并不影响载波的正交性。当然，当SSB调制被使用时，也可能补偿色散。

为了实现适当的传输信号，以下步骤是必需的：

产生具有被限制的值的实际(real)OFDM基带信号，

将OFDM基带信号转换成复调制信号，

利用调制信号调制光载波的幅度和相位，从而产生在其包络的幅度中承载被修改的OFDM基带信号的信息的光传输信号。

通过光电二极管能够根据卷积乘积不失真地直接解调所述接收到的传输信号。

所述方法能通过以下步骤来改进：

产生被修改的具有被限制的值的实际OFDM基带信号

将该被修改的OFDM基带信号转换成复调制信号，

利用被修改的调制信号来调制光载波的幅度和相位，从而产生在其包络的功率中承载被修改的基带信号的信息的被修改的光传输信号(S_OTC(t))。

通过应用这种方法，在发射机侧不必计算OFDM信号的平方根。通过接收机执行平方根处理。其结果是性能的巨大改善。

出于系统设计原因，有利的是应用数字信号处理来产生单边带调制信号。

通过应用第一种方法，产生根据SB(t)=S1(t)]]>和计算的调制信号其中S₁(t)＝被限制的OFDM信号，相位调制项。

通过应用改进的方法，有利的是产生根据计算的被修改的单边带调制信号其中S_1C(t)＝被限制的OFDM信号，＝被修改的相位调制项。