[发明专利]一种基于IM/DD的自适应偏置分层光OFDM方法

说明书

本发明公开了一种基于IM/DD的自适应偏置分层光OFDM方法，发送端包括如下步骤：将需要发送的符号Q_m按序号分配到L层，分层规则如下：第l层包含第2^l‑1(2i+1)个子载波，L表示分层后子载波的总层数；将上述步骤中分配后的每一层子载波直接叠加后得到频域信号Z_k，再对频域信号Z_k进行反傅里叶变换操作，生成时域信号z_n；计算自适应偏置信号v_n；将上述自适应偏置信号v_n与时域信号z_n相加得到非负发送信号再将所述非负发送信号进行数模转换并将转换结果传输至发送端的光学调制器。

技术领域

本发明涉及光通信领域，尤其涉及一种基于IM/DD的自适应偏置分层光OFDM方法。

背景技术

强度调制/直接检测(IM/DD)是一种利用光载波的强度表征传输信号的调制方式，在接受端直接通过光电探测器恢复出原信号。IM/DD传输技术在成本、可靠性等方面具有显著优势，广泛地应用于光纤通信、无线光通信等诸多领域。

正交频分复用(OFDM)是一种具有较高频谱效率的多载波调制技术，可以有效地抵抗传输过程中的多径衰落和符号间干扰，在各类通信系统中得到广泛的应用。在基于IM/DD通信系统中，需要传输非负性的实值信号。因此，传统的射频通信中的OFDM方案无法直接在IM/DD系统中推广使用。针对IM/DD系统，多种专门的光OFDM(O-OFDM)技术方案被提出，主要分为两类：直流偏置的光OFDM(DCO-OFDM)和非对称裁剪的光OFDM(ACO-OFDM)。DCO-OFDM采取对双极性信号叠加直流偏置的方式产生非负性信号，但是，由于直流偏置不承载任何传输信息，会导致DCO-OFDM功率效率低。ACO-OFDM具有较高的功率效率，但是其利用傅里叶变换的特点，仅调制奇数子载波，直接将负的时域信号限幅为零，产生非负信号，从而频谱利用率较低。

进一步的，在不降低功率效率的前提下提高频谱，叠加OOFDM被提出，主要有混合ACO-OFDM(HACO-OFDM)和分层ACO-OFDM(LACO-OFDM)。HACO-OFDM在时域同时传输ACO-OFDM和PAM-DMT，将ACO-OFDM的数据传输速率提高了两倍，并且对系统的误码性能不会造成任何影响，但是增加了系统复杂度。LACO-OFDM中子载波被分为不同的层并由不同种类的ACO-OFDM进行调制，这些载波组合在一起用于同时传输。这样，更多的子载波用于数据传输，从而提高了频谱效率。但是由于每一层的削波过程会对更高层产生干扰，且LACO-OFDM的复杂度相对较高，也会带来时延问题。

传统的ACO-OFDM和DCO-OFDM由于频谱效率和功率效率问题已很少被直接采用。在ACO-OFDM上做改进提出的LACO-OFDM，虽然大幅地提高了频谱效率，但是由于每一层ACO-OFDM进行削波操作时，会对更高层产生干扰，接收端检测时，需要先考虑削减干扰，这必定会带来一定的复杂度和时间延迟问题，对信号的检测也会带来误差。且发送端每一层就需进行一次IFFT操作，更是又增加了不少复杂度。

发明内容

针对以上问题，本发明提出一种基于IM/DD的自适应偏置分层光OFDM方法。

为实现本发明的目的，提供一种基于IM/DD的自适应偏置分层光OFDM方法，发送端包括如下步骤：

s1、将需要发送的符号Q_m按序号分配到L层，分层规则如下：第l层包含第2^l-1(2i+1)个子载波，L表示分层后子载波的总层数，假定每一层具有N个子载波，