[发明专利]一种OFDM信号色散补偿的系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及光通信领域，尤其涉及光OFDM(正交频分复用技术)信号色散补偿的系统及方法。

背景技术

在光通信系统中，因为光纤色散效应的存在，各个不同频率成分在光纤中的传输速度不同，因此在传输的过程中，相邻的符号之间会产生串扰。对于数字信号，这会导致判决区域变窄等问题，而对于光QPSK(四相相移键控信号)-OFDM系统这样的模拟信号将直接导致解调信号的错误。在QPSK-OFDM系统中，利用离散傅里叶变换的性质，在发送信号中添加循环前缀，并向数据流中加入训练码，通过这种方法来补偿传输过程中因为色散带来的影响。此外，实际系统中，尤其是在光网络中，路由的变化将使得传输链路长度发生变化，而且，OFDM系统带宽灵活分配的特性也使得信号带宽时常发生变化，因此系统的色散值并不是一个恒定值。再加上训练码受噪声的影响，经过校正后仍然会有残余色散，因此通常需要周期性的添加训练码以实时的跟踪系统的色散变化。经典的OFDM帧结构如图1所示。实际的光QPSK-OFDM系统中，需要周期性的添加训练码以实时地跟踪系统的色散变化，这在一定程度上增加了系统的冗余，降低了传输效率。

在实际的系统传输过程中，减少了训练序列后，由于色散的时变特征，使得接收信号的星座团会发生旋转，使得星座团发生变形，如图2所示。QPSK-OFDM信号没有变形时，每个象限的星座团应当是趋于圆形的，如图2a，星座团发生旋转时，在每个象限均变形为了椭圆形，如图2b，这种旋转可能导致误码。但是由于系统中子载波数非常多，每个子载波所占据的频率范围非常小，那么对于某一个确定的子载波而言，色散的影响就可以忽略。因此即使在有色散影响或者色散量波动的情况下，每个子载波上数据的星座团的质量都是相对较好的，色散只是使得子载波的星座团相对正确位置有一个角度的偏差，如图3a所示，每个子载波在每个象限的星座团应该是位于各象限中心位置的，即对于第一象限，星座团应在π/4附近，对于第二象限，星座团应在3π/4附近，对于第三象限，星座团应在5π/4附近，对于第四象限，星座团应在7π/4附近；当有色散导致的角度偏差时，每个象限的星座团相对中心位置均旋转了一定角度，如图3b中是顺时针旋转了一定角度，图3c中是逆时针旋转了一定角度。

发明内容

本发明提供一种OFDM信号色散补偿的系统及方法，将直接利用传输信号本身的特点，对系统色散校正进行补偿，从而达到减少训练码添加，提高传输效率的目的。

本发明提供一种正交频分复用技术OFDM信号色散补偿的方法，包括：

对每个OFDM子载波上数据的星座团分别进行角度校正，对于每个子载波，该子载波上所有数据的校正角度相同。

进一步地，计算各子载波上所有数据的幅角，将所有数据划分为M个星座团，之后计算出各星座团数据中心点的幅角与标准信号幅角间的角度差，并找到一个偏转角使得各个星座团中心点幅角与标准信号幅角之间的平均偏差最小，并将该星座团中所有数据的幅角按照所述偏转角进行校正。

进一步地，所述星座团中心点数据的幅角为所述星座团中所有数据幅角的平均值。

进一步地，所述方法适用于相移键控PSK的调制方式。

进一步地，所述M＝2ⁿ。

进一步地，当调制方式为QPSK时，M为4，当调制方式为BPSK时，M为2，调制方式为8PSK时，M为8。

进一步地，所述将所有数据划分为M个星座团的方法为：

将子载波上所有数据的幅角按照从小到大的顺序排列，然后计算顺序排列的每相邻两个幅角的差值，然后在这些幅角差值中找到最大的M个，以此为界将所有的星座点分成M个星座团。

本发明还提供一种正交频分复用技术OFDM信号色散补偿的系统，所述系统包括校正模块；

所述校正模块，用于对每个OFDM子载波上数据的星座团分别进行角度校正，对于每个子载波，该子载波上所有数据的校正角度相同。

进一步地，所述系统还包括计算模块；

所述计算模块，用于计算各子载波上所有数据的幅角，以及将所有数据划分为M个星座团，之后计算出各星座团数据中心点的幅角与标准信号幅角间的角度差，并找到一个偏转角使得各个星座团中心点幅角与标准信号幅角之间的平均偏差最小；

所述校正模块是将该星座团中所有数据的幅角按照所述偏转角进行校正。

进一步地，所述星座团中心点数据的幅角为所述星座团中所有数据幅角的平均值。

进一步地，所述系统适用于相移键控PSK的调制方式。

进一步地，所述M＝2ⁿ。