[发明专利]一种采用无数据辅助频偏估计算法的光OFDM系统

权利要求书

1.一种采用无数据辅助频偏估计算法的光OFDM系统，其特征在于，包括依次连接的：OFDM发送端、DAC、光调制器、传输光纤、可变光衰减器VOA、光探测器、ADC及OFDM接收端，其中，OFDM发送端实现基带OFDM信号的产生；OFDM接收端包括下变频、频偏估计、再下变频、信道估计和基带频偏补偿，频偏估计将下变频后的基带OFDM时域信号除以其绝对值，得到含符号位影响的频偏因子，将含符号位影响的频偏因子取平方消除符号位影响，得到2倍频的频偏因子，再通过求频偏因子的自相关函数消除噪声影响，再求自相关函数的相角取平均得到频偏估计值，最后通过调整采样频率，再下变频消除上下变频频偏的余弦包络，之后进行信道估计和频偏补偿。

2.根据权利要求1所述的采用无数据辅助频偏估计算法的光OFDM系统，其特征在于，OFDM发送端产生的基带OFDM信号由上变频调到中频，经DAC转换成模拟信号，再由光调制器调制成光信号经传输光纤，通过可变光衰减器VOA改变光信号功率，光探测器检测光信号并还原电信号，DAC还原数字信号到OFDM接收端，通过下变频还原基带OFDM信号，进行频偏估计。

3.根据权利要求1所述的采用无数据辅助频偏估计算法的光OFDM系统，其特征在于，OFDM发送端，数据源通过QAM映射、共轭对称后经IFFT调制，加循环前缀CP，上变频到中频，实现基带OFDM信号的产生。

4.根据权利要求3所述的采用无数据辅助频偏估计算法的光OFDM系统，其特征在于，OFDM接收端还包括去循环前缀CP和FFT解调。

5.根据权利要求1所述的采用无数据辅助频偏估计算法的光OFDM系统，其特征在于，在OFDM发送端，OFDM符号中插入梳状子载波导频，到接收端，由于采样频偏导致FFT解调后产生的相位旋转和子载波索引有线性关系，所以每个符号的梳状子载波导频，通过除以其绝对值得到频偏因子，然后经过线性插值，实现基带频偏补偿。

6.根据权利要求1所述的采用无数据辅助频偏估计算法的光OFDM系统，其特征在于，频偏估计算法流程如下：

OFDM发送端产生的OFDM基带信号的数字信号，由于采用共轭矩阵进行IFFT调制，所以OFDM时域信号只有实部I(n)，上变频将基带信号转换成中频信号

其中f_c为中频频率，f_s为采样时钟频率；

OFDM接收端，通过数字下变频之后还原基带信号后，由于存在频率偏差的影响，OFDM基带信号包含频偏因子，如下式所示：

其中f_c是中频频率、f_o是基带采样频率、f_s是采样时钟频率、Δf是采样频差、η(n)是高斯白噪声；

然后取频偏因子，梳状子载波导频r(n)除以其绝对值得到频偏因子z(n)

η′(n)为η(n)的一阶导数，由于z(n)含r(n)的符号位影响，所以z(n)取平方得到2倍频的频偏因子

η″(n)为η(n)的二阶导数，接着求z(n)的自相关函数得到R(m)，自相关函数可以消除噪声影响

L_o为z(n)的初始长度，最后，取R(m)的相角并取平均得到频偏的估计值，由此得到频偏的估计值

L为z(n)的长度。