專利名稱：基于雪崩光電二極管的光正交頻分復(fù)用系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信技術(shù)，特別涉及一種基于雪崩光電二極管的高靈敏度的光正交頻分復(fù)用的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
通信技術(shù)發(fā)展至今，于調(diào)制方式方面分為模擬調(diào)制和數(shù)字調(diào)制兩個(gè)時(shí)期。在數(shù)字調(diào)制階段，也經(jīng)歷了幅度調(diào)制(ASK)、移頻鍵控(FSK)、移相鍵控(PSK)以及多進(jìn)制調(diào)制等多個(gè)階段。特別在PSK研究和應(yīng)用領(lǐng)域，圍繞頻譜利用率和誤碼率的提升，不斷革新，從而出現(xiàn)了由2PSK到MPSK的演變，也包括現(xiàn)今在移動(dòng)通信行業(yè)應(yīng)用最為廣泛的(高斯濾波最小移頻鍵控)GMSK。如今，一種新型的調(diào)制格式-正交頻分復(fù)用(OFDM)被提出。其源于模擬調(diào)制中的頻分復(fù)用(FDM)，但又與之相區(qū)別，其子載波相互正交，在接收端可以利用簡單的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)其調(diào)制信號(hào)的相干接收。其有以下優(yōu)點(diǎn)1 頻譜利用率提高。在OFDM系統(tǒng)中，各個(gè)子載波相互正交，允許子信道的頻譜重疊而不引起干擾，在比特率較大且較為合適的信號(hào)傳輸波形情況下，可以使得頻帶利用率提高一倍。2 碼元速率降低、信道易于均衡。OFDM技術(shù)是把N個(gè)周期為Ts的串行比特轉(zhuǎn)化為 N個(gè)周期為NTs的并行比特作為信息傳輸。在相同比特率下，碼元傳輸速率降低，每個(gè)子信道的帶寬變小。在相對(duì)較窄的頻帶內(nèi)，易于實(shí)現(xiàn)信道的均衡。3 數(shù)字處理信號(hào)技術(shù)的極大應(yīng)用。OFDM的信號(hào)調(diào)制可以通過離散數(shù)字傅里葉變換(DFT)來實(shí)現(xiàn)，結(jié)合已在集成電路方面發(fā)展迅猛的快速傅里葉變換(FFT)，無疑使OFDM更為廣泛的應(yīng)用于實(shí)際。4 各子信道的調(diào)制形式靈活。對(duì)于各個(gè)子載波可以根據(jù)其子信道特征選擇合適的調(diào)制格式以保證其信號(hào)的最佳傳輸，使得整個(gè)復(fù)用信道性能大大提高。把擁有如此多優(yōu)點(diǎn)的OFDM調(diào)制技術(shù)用于已在干線傳輸應(yīng)用廣泛的光纖通信中， 可以極大地提高信號(hào)對(duì)光纖的群速度色散和偏振模色散的容忍度，且可以補(bǔ)償鏈路長度不確定的光交換網(wǎng)絡(luò)中的色散，非常適合長距離通信。然而，各子載波之間存在著較高的相關(guān)度，當(dāng)入纖功率過高時(shí)，會(huì)引發(fā)各子載波之間的自相位調(diào)制、交叉相位調(diào)制以及四波混頻等非線性效應(yīng)，產(chǎn)生新的頻率分量，使得各子載波不再相互正交且引起碼元之間的串?dāng)_，導(dǎo)致系統(tǒng)的性能顯著惡化。所以我們將研究如何在相對(duì)較低的入纖功率的情況下，實(shí)現(xiàn)OFDM信號(hào)在光纖中長距離傳輸。圖1為現(xiàn)有的光正交頻分復(fù)用(OOFDM)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，現(xiàn)結(jié)合圖1，對(duì)現(xiàn)有的 OOFDM系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明，具體如下現(xiàn)有的OOFDM系統(tǒng)包括信號(hào)產(chǎn)生模塊10、光傳輸模塊11和信號(hào)接收模塊12。信號(hào)產(chǎn)生模塊10用于產(chǎn)生調(diào)制格式為OFDM的數(shù)字電信號(hào)，將數(shù)字電信號(hào)轉(zhuǎn)化為適合在光信號(hào)上調(diào)制和傳輸?shù)哪M電信號(hào)，輸出模擬電信號(hào)至光傳輸模塊11。其中，信號(hào)產(chǎn)生模塊10包括一個(gè)現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)芯片100和一個(gè)與之相連接的成形器101。其中，F(xiàn)PGA芯片100用于產(chǎn)生調(diào)制格式為OFDM的數(shù)字電信號(hào)，并輸出至成形器101，這兒，通過調(diào)整FPGA芯片100中數(shù)據(jù)的參數(shù)，把包含信息的高速數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行OFDM調(diào)制，獲得調(diào)制格式為OFDM的數(shù)字電信號(hào)；成形器101用于把接收到的調(diào)制格式為OFDM的數(shù)字電信號(hào)轉(zhuǎn)化為適合在光信號(hào)上調(diào)制和傳輸?shù)哪M電信號(hào)，將模擬電信號(hào)輸出至光傳輸模塊11。光傳輸模塊11用于把接收到的模擬電信號(hào)調(diào)制到光信號(hào)上，且把已調(diào)制的光信號(hào)在光纖上傳輸一段距離，并模擬電信號(hào)從光信號(hào)上解調(diào)出，輸出模擬電信號(hào)至信號(hào)接收模塊12。其中，光傳輸模塊包括激光器110、馬澤調(diào)制器111、摻餌光纖放大器112、光纖113 和光電探測管PIN 114。其中，激光器產(chǎn)生窄帶光信號(hào)，并把窄帶光信號(hào)輸出至馬澤調(diào)制器 111 ；馬澤調(diào)制器111通過調(diào)整偏壓實(shí)現(xiàn)信號(hào)產(chǎn)生模塊10輸出的模擬電信號(hào)對(duì)激光器產(chǎn)生的窄帶光信號(hào)的調(diào)制，將調(diào)制后的光信號(hào)輸出至摻餌光纖放大器112 ；摻餌光纖放大器112 用于把接收到的已調(diào)制光信號(hào)進(jìn)行放大，并將輸出的已調(diào)制光信號(hào)耦合進(jìn)光纖113中。光纖113用于傳輸已調(diào)制光信號(hào)，并輸出至光電探測管(PIN) 114;光電探測管(PIN) 114通過光電效應(yīng)把調(diào)制在光信號(hào)上的模擬電信號(hào)解調(diào)出，將模擬電信號(hào)輸出至信號(hào)接收模塊12。信號(hào)接收模塊12對(duì)接收到的模擬電信號(hào)進(jìn)行帶通濾波和數(shù)/模轉(zhuǎn)換，獲得調(diào)制格式為OFDM的數(shù)字電信號(hào)，并解調(diào)出包含信息的信號(hào)流。其中，信號(hào)接收模塊12包括電帶通濾波器120、數(shù)模轉(zhuǎn)換器121和現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)芯片122。其中，電帶通濾波器用于對(duì)接收到的模擬電信號(hào)進(jìn)行帶通濾波，除去混在電信號(hào)中的直流信號(hào)、高頻分量和帶外噪聲，獲得較純凈的模擬電信號(hào)，將其輸出至任意波形發(fā)生器AWG121 ；數(shù)模轉(zhuǎn)換器121通過數(shù)模轉(zhuǎn)換把接收到的模擬電信號(hào)轉(zhuǎn)化為調(diào)制格式為OFDM的數(shù)字電信號(hào)，并輸出至現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)芯片122 ；現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)芯片122用于對(duì)接收到的調(diào)制格式為OFDM的數(shù)字電信號(hào)進(jìn)行解調(diào)獲得包含信息的高速數(shù)據(jù)信號(hào)。上述為現(xiàn)有的OOFDM系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠初步實(shí)現(xiàn)低功率的調(diào)制格式為OFDM的電信號(hào)在光線中的傳輸，但由于采用了常規(guī)的光電探測管PIN，不能滿足接收端靈敏度的要求， 使傳輸后的調(diào)制格式為OFDM的電信號(hào)的誤碼率較高，在很大程度上限制了高比特率的調(diào)制格式為OFDM電信號(hào)在光纖上的遠(yuǎn)距離傳輸。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種基于雪崩二極管的光正交頻分復(fù)用OOFDM 系統(tǒng)，該系統(tǒng)用于調(diào)制格式為OFDM電信號(hào)的產(chǎn)生、在光鏈路上的傳輸和解調(diào)以及對(duì)該OFDM 信號(hào)的處理。本發(fā)明的另一目的在于提供一種基于雪崩二極管的光正交頻分復(fù)用OOFDM方法， 該方法用于調(diào)制格式為OFDM電信號(hào)的產(chǎn)生、在光鏈路上的傳輸和解調(diào)以及對(duì)該OFDM信號(hào)的處理。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案具體是這樣實(shí)現(xiàn)的一種基于雪崩二極管的光正交頻分復(fù)用OOFDM系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括信號(hào)源裝置、光鏈路裝置和信號(hào)處理裝置；所述信號(hào)源裝置用于產(chǎn)生4QAM-0FDM數(shù)字電信號(hào)，且利用數(shù)模轉(zhuǎn)換將其轉(zhuǎn)化為譜效率較高的波形的和適合調(diào)制光信號(hào)的模擬電信號(hào)，輸出模擬電信號(hào)至光鏈路裝置；所述 4QAM-0FDM數(shù)字電信號(hào)為調(diào)制格式為4QAM-0FDM的數(shù)字電信號(hào)；所述譜效率指波特率與所占帶寬的比值；所述數(shù)模轉(zhuǎn)換是把數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)化為模擬信號(hào)；所述光鏈路裝置通過外調(diào)制技術(shù)把接收到的模擬電信號(hào)調(diào)制在適合在光纖上傳輸?shù)墓庑盘?hào)上，且把已調(diào)制的光信號(hào)在光纖上傳輸，并在接收端把模擬電信號(hào)從光信號(hào)上解調(diào)出，輸出至信號(hào)處理裝置；所述外調(diào)制技術(shù)即并非把信號(hào)直接加載于激光器，而是在外部的調(diào)制器上實(shí)現(xiàn)信號(hào)的光調(diào)制的技術(shù)；所述適合在光纖上傳輸?shù)墓庑盘?hào)為現(xiàn)在用于光纖通信、波段為1550nm附近的窄帶光；所述接收端為光鏈路傳輸?shù)慕K端；所述信號(hào)處理裝置用于對(duì)接收到的模擬電信號(hào)進(jìn)行帶通濾波和模數(shù)轉(zhuǎn)換，獲得數(shù)字電信號(hào)，且解調(diào)出含有信息的高速數(shù)據(jù)流；所述帶通濾波是只允許所需邊帶信號(hào)通過、 濾去邊帶外的信號(hào)和噪聲的過程；所述模數(shù)轉(zhuǎn)換是把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)。所述信號(hào)處理裝置在廣義的通信領(lǐng)域內(nèi)隸屬于接收端，但在此發(fā)明中為介紹方便故，把其作為一個(gè)單獨(dú)的模塊進(jìn)行說明；在上述裝置中，所述信號(hào)源裝置包括上線DSB模塊，通過調(diào)整模塊中數(shù)據(jù)的參數(shù)，把包含信息的高速數(shù)據(jù)流進(jìn)行OFDM 調(diào)制，獲得OFDM數(shù)字電信號(hào)，輸出OFDM數(shù)字電信號(hào)至信號(hào)成形器；信號(hào)成形器，用于把接收到的OFDM數(shù)字電信號(hào)轉(zhuǎn)化為譜效率較高的波形的和適合調(diào)制光信號(hào)的模擬電信號(hào)；輸出模擬電信號(hào)其光鏈路裝置；在上述裝置中，所述光鏈路裝置包括激光器，通過光纖與馬澤調(diào)制器相連，作為光鏈路傳輸?shù)墓庠矗敵鲞m合在光纖上傳輸?shù)墓庑盘?hào)至馬澤調(diào)制器；信號(hào)調(diào)制器，用于把接收到的模擬電信號(hào)調(diào)制到光信號(hào)上，由光源提供的光信號(hào)進(jìn)入信號(hào)調(diào)制器，而由信號(hào)源裝置提供的模擬電信號(hào)進(jìn)入信號(hào)調(diào)制器的電信號(hào)控制端，通過信號(hào)調(diào)制器端電壓的不斷變化，實(shí)現(xiàn)模擬信號(hào)對(duì)光信號(hào)的調(diào)制，且輸出已調(diào)制的光信號(hào)至光放大器；光放大器，用于把接收到的光信號(hào)進(jìn)行失真盡可能小的放大，這樣避免了在信號(hào)長距離傳輸后衰減太大而混淆在噪聲，導(dǎo)致無法準(zhǔn)確的把信號(hào)解調(diào)出；光纖，作為傳遞介質(zhì)用于給光信號(hào)提供長距離傳輸路徑；雪崩光電二極管，通過光電效應(yīng)用于把光信號(hào)轉(zhuǎn)化為與之相關(guān)的電信號(hào)，輸出電信號(hào)至信號(hào)處理裝置，所述雪崩二極管在結(jié)構(gòu)上可以承受較高的反向電壓，從而在PN結(jié)內(nèi)部形成一個(gè)高電場區(qū)，利用載流子在高場區(qū)的碰撞電離形成雪崩倍增效應(yīng)，與傳統(tǒng)的光電探測管PIN相比，其光電檢測的靈敏度大大提高；所述與之相關(guān)的電信號(hào)為模擬電信號(hào)，包括直流信號(hào)、調(diào)制信號(hào)和對(duì)應(yīng)的倍頻信號(hào)；上述裝置中，所述信號(hào)處理裝置包括帶通濾波器，用于濾除帶外的直流信號(hào)、倍頻信號(hào)和噪聲，保證所處理的信號(hào)的純凈，輸出帶內(nèi)信號(hào)至?xí)r域抽樣器；所述帶內(nèi)信號(hào)仍為模擬信號(hào)；時(shí)域抽樣器，通過模數(shù)轉(zhuǎn)換把接收到的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，獲得OFDM數(shù)字電信號(hào)，輸出其至下行DSB模塊；下線DSB模塊，通過調(diào)整模塊中數(shù)據(jù)的參數(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)接收到的數(shù)字信號(hào)的解調(diào)，且對(duì)傳輸信道的模型進(jìn)行了估計(jì)，從而獲得了較為準(zhǔn)確的包含信息的高速數(shù)據(jù)流信號(hào)；一種基于雪崩二極管的光正交頻分復(fù)用OOFDM方法，該方法包括
A 通過輸入和調(diào)整芯片中數(shù)據(jù)的參數(shù)產(chǎn)生4QAM-0FDM數(shù)字電信號(hào)，且利用數(shù)模轉(zhuǎn)換將其轉(zhuǎn)化為譜效率較高的波形的和適合調(diào)制光信號(hào)的模擬電信號(hào)；所述4QAM-0FDM數(shù)字電信號(hào)為調(diào)制格式為4QAM-0FDM的數(shù)字電信號(hào)；所述譜效率指波特率與所占帶寬的比值； 所述數(shù)模轉(zhuǎn)換是把數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)化為模擬信號(hào)；B:利用外調(diào)制技術(shù)把接收到的模擬電信號(hào)調(diào)制在適合在光纖上傳輸?shù)墓庑盘?hào)上， 且把已調(diào)制的光信號(hào)在光纖上傳輸，并在接收端把模擬電信號(hào)從光信號(hào)上解調(diào)出，輸出至信號(hào)處理裝置；所述外調(diào)制技術(shù)即并非把信號(hào)直接加載于激光器，而是在外部的調(diào)制器上實(shí)現(xiàn)信號(hào)的光調(diào)制的技術(shù)；所述適合在光纖上傳輸?shù)墓庑盘?hào)為現(xiàn)在用于光纖通信、波段為 1550nm附近的窄帶光；所述接收端為光鏈路傳輸?shù)慕K端；C:對(duì)接收到的模擬電信號(hào)進(jìn)行帶通濾波和模數(shù)轉(zhuǎn)換，獲得數(shù)字電信號(hào)，且從數(shù)字電信號(hào)中解調(diào)出含有信息的高速數(shù)據(jù)流；所述帶通濾波是只允許所需邊帶信號(hào)通過、濾去邊帶外的信號(hào)和噪聲的過程；所述模數(shù)轉(zhuǎn)換是把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)；上述方法中，步驟A所述通過輸入和調(diào)整芯片中數(shù)據(jù)的參數(shù)產(chǎn)生OFDM數(shù)字電信號(hào)包括Al 把串行的二進(jìn)制高速數(shù)據(jù)比特輸入電調(diào)制器中，對(duì)其進(jìn)行MQAM調(diào)制，實(shí)現(xiàn)調(diào)制映射，獲得譜效率為Iog2M bit/Hz的MQAM數(shù)字電信號(hào)；A2 對(duì)QAM數(shù)字電信號(hào)進(jìn)行串/并變換，獲得N路相同數(shù)據(jù)傳輸速率的并行數(shù)字電信號(hào)；所述并行數(shù)字電信號(hào)的符號(hào)周期為變換前串行信號(hào)的N倍；N為大于1的正整數(shù)；A3 將N路并行數(shù)字電信號(hào)進(jìn)行逆傅里葉變換(IFFT)，實(shí)現(xiàn)信號(hào)的OFDM調(diào)制，獲得N路調(diào)制后的并行數(shù)字電信號(hào)；所述N若等于2m，可直接進(jìn)行IFFT，否則加入2m-N個(gè)零以便于實(shí)現(xiàn)IFFT ；m為大于等于1的正整數(shù)；A4 對(duì)N路調(diào)制后的并行數(shù)字電信號(hào)進(jìn)行并/串變換，把N路調(diào)制后的并行數(shù)字電信號(hào)合為一路，獲得MQAM-0FDM數(shù)字電信號(hào)；所述MQAM-0FDM數(shù)字電信號(hào)的各子載波之間相互正交；A5 在MQAM-0FDM數(shù)字電信號(hào)的碼元序列中加入循環(huán)前綴(CP)，以便在傳輸后進(jìn)行信號(hào)處理時(shí)降低信號(hào)傳播造成的碼間干擾(ISI)和載波間干擾(ICI)；上述方法中，步驟B所述把接收到的模擬電信號(hào)調(diào)制在適合在光纖上傳輸?shù)墓庑盘?hào)上，且把已調(diào)制的光信號(hào)在光纖上傳輸，并在接收端把模擬電信號(hào)從光信號(hào)上解調(diào)出的方法包括Bl 利用外調(diào)制技術(shù)將模擬電信號(hào)調(diào)制到光信號(hào)上；B2 將已調(diào)制光信號(hào)進(jìn)行失真盡可能小的放大，并置其于光纖上進(jìn)行傳輸；B3 通過雪崩光電二極管進(jìn)行光電檢測，獲得與之相關(guān)的電信號(hào)；所述光電檢測即光電轉(zhuǎn)換，在數(shù)學(xué)上表述為對(duì)光信號(hào)進(jìn)行求模；所述與之相關(guān)的電信號(hào)包括直流信號(hào)、調(diào)制信號(hào)以及對(duì)應(yīng)的倍頻信號(hào)；上述方法中，步驟C所述從數(shù)字電信號(hào)中解調(diào)出含有信息的高速數(shù)據(jù)流的方法包括Cl 去掉接收到的數(shù)字信號(hào)碼元序列中的循環(huán)前綴(CP)，獲得OFDM已調(diào)信號(hào)的抽樣序列；C2 對(duì)步驟Cl獲得的OFDM已調(diào)信號(hào)的抽樣序列進(jìn)行串/并變換，獲得2m路并行的數(shù)字電信號(hào)；C3:將步驟C2獲得的所述2m路并行的數(shù)字電信號(hào)；進(jìn)行快速離散傅里葉變換 (FFT)，實(shí)現(xiàn)OFDM調(diào)制格式的解調(diào)；C4 對(duì)經(jīng)過步驟C3獲得的數(shù)字電信號(hào)內(nèi)插入的導(dǎo)頻進(jìn)行分析，估計(jì)整個(gè)通信信道的傳輸函數(shù)，對(duì)其進(jìn)行逆變換，且與獲得的碼元進(jìn)行卷積；C5 進(jìn)行并/串變換，且進(jìn)行MQAM解調(diào)，獲得二進(jìn)制高速數(shù)據(jù)比特。由以上的技術(shù)方案可見，本發(fā)明提供了一種基于雪崩光電二極管的光正交頻分復(fù)用的系統(tǒng)和方法，該系統(tǒng)中利用雪崩光電二極管對(duì)接收到的光信號(hào)進(jìn)行光電探測，相對(duì)于與普通的PIN管，其靈敏度大大提升，使得高調(diào)制格式的(光正交頻分復(fù)用)OOFDM信號(hào)可以更遠(yuǎn)距離的傳輸。


圖1為現(xiàn)有的光正交頻分復(fù)用系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明基于雪崩光電二極管的光正交頻分復(fù)用系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意3為本發(fā)明基于雪崩二極管的光正交頻分復(fù)用方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式為了本發(fā)明的目的、技術(shù)方案、及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下參考附圖并舉實(shí)施例， 對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。本發(fā)明提供了一個(gè)基于雪崩二極管的光正交頻分復(fù)用系統(tǒng)和方法，該系統(tǒng)中信號(hào)源裝置包含的離線DSB模塊產(chǎn)生一路調(diào)制格式為4QAM-0FDM的數(shù)字電信號(hào)，數(shù)模轉(zhuǎn)換器把其轉(zhuǎn)換成模擬電信號(hào)；光鏈路裝置把接收到的模擬電信號(hào)調(diào)制到光載波上傳至遠(yuǎn)方的接收端，并利用高靈敏度的雪崩二極管進(jìn)行光電檢測，實(shí)現(xiàn)了光電轉(zhuǎn)換，獲得模擬電信號(hào)；信號(hào)處理裝置對(duì)接收的模擬電信號(hào)進(jìn)行帶通濾波、模數(shù)轉(zhuǎn)換和解調(diào)，獲得包含信息的高速數(shù)據(jù)比特，實(shí)現(xiàn)了光正交頻分復(fù)用的傳輸。圖2為本發(fā)明基于雪崩二極管的光正交頻分復(fù)用系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，現(xiàn)結(jié)合圖2， 對(duì)本發(fā)明基于雪崩二極管的光正交頻分復(fù)用系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明，具體如下為了表述清楚，先對(duì)本發(fā)明基于雪崩二極管的光正交頻分復(fù)用系統(tǒng)進(jìn)行定義，本發(fā)明的DSB離線模塊能夠產(chǎn)生子載波數(shù)為N的4QAM-0FDM的數(shù)字電信號(hào)，其中，N的取值范圍是大于等于1的正整數(shù)；本發(fā)明的系統(tǒng)選用的OFDM的子載波數(shù)為64個(gè)，其中，48個(gè)用于傳遞有用信息，16個(gè)做信道估計(jì)。本發(fā)明基于雪崩二極管的光正交頻分復(fù)用系統(tǒng)包括信號(hào)源裝置20.、光鏈路裝置21、信號(hào)處理裝置。信號(hào)源裝置20用于產(chǎn)生4QAM-0FDM數(shù)字電信號(hào)，且利用數(shù)模轉(zhuǎn)換將其轉(zhuǎn)化為譜效率較高的波形的和適合調(diào)制光信號(hào)的模擬電信號(hào)，輸出模擬電信號(hào)至光鏈路裝置21。其中， 4QAM-0FDM數(shù)字電信號(hào)為調(diào)制格式為4QAM-0FDM的數(shù)字電信號(hào)；譜效率指波特率與所占帶寬的比值；數(shù)模轉(zhuǎn)換是把數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)化為模擬信號(hào)。光鏈路裝置21通過外調(diào)制技術(shù)把接收到的模擬電信號(hào)調(diào)制在適合在光纖上傳輸?shù)墓庑盘?hào)上，且把已調(diào)制的光信號(hào)在光纖上傳輸，并在接收端把模擬電信號(hào)從光信號(hào)上解調(diào)出，輸出至信號(hào)處理裝置22。其中，外調(diào)制技術(shù)即并非把信號(hào)直接加載于激光器，而是在外部的調(diào)制器上實(shí)現(xiàn)信號(hào)的光調(diào)制的技術(shù)；適合在光纖上傳輸?shù)墓庑盘?hào)為現(xiàn)在用于光纖通信、波段為1550nm附近的窄帶光；接收端為光鏈路傳輸?shù)慕K端。信號(hào)處理裝置22用于對(duì)接收到的模擬電信號(hào)進(jìn)行帶通濾波和模數(shù)轉(zhuǎn)換，獲得所需的數(shù)字電信號(hào)，且解調(diào)出含有信息的高速數(shù)據(jù)流。其中，帶通濾波是只允許所需邊帶信號(hào)通過、濾去邊帶外的信號(hào)和噪聲的過程；模數(shù)轉(zhuǎn)換是把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)；信號(hào)處理裝置在廣義的通信領(lǐng)域內(nèi)隸屬于接收端，但在此發(fā)明中為介紹方便故，把其作為一個(gè)單獨(dú)的模塊進(jìn)行說明。其中，信號(hào)源裝置包括現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)芯片200、任意波形發(fā)生器 (AWG)201?，F(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)芯片200與任意波形發(fā)生器(AWG)201相連，現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)芯片將產(chǎn)生的調(diào)制格式為4QAM-0FDM的數(shù)字電信號(hào)。本發(fā)明的系統(tǒng)產(chǎn)生的OFDM數(shù)字電信號(hào)的子載波數(shù)為64，其中，48個(gè)用于傳遞有用信息，16個(gè)用于信道估計(jì)。任意波形發(fā)生器(AWG)201 —端與現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)芯片相連，另一端鏈至光鏈路裝置21，把接收到的OFDM數(shù)字電信號(hào)轉(zhuǎn)化為譜效率較高的波形的和適合調(diào)制光信號(hào)的模擬電信號(hào)；輸出模擬電信號(hào)至光鏈路裝置21，其中，本發(fā)明的系統(tǒng)中采用的任意波形發(fā)生器的抽樣頻率為10(ibit/S，即將在光鏈路中傳輸?shù)男盘?hào)的速率為10(ibit/S。光鏈路裝置21包括激光器210、馬澤調(diào)制器211、摻餌光纖放大器212、傳輸光纖 213和雪崩光電二極管214。激光器200通過光纖連接馬澤調(diào)制器211，激光器200輸出光信號(hào)作為傳遞信息的載波，其中，激光器200為JDSU公司生產(chǎn)的窄線寬激光器QOOkHz)；光信號(hào)選用的光波長為 1550nmo馬澤調(diào)制器211 —端與激光器200相連，接收窄線寬激光器200輸出的光信號(hào)；另一端鏈至摻餌光纖放大器EDFA212接收信號(hào)源裝置輸出的帶有信息的模擬電信號(hào)；馬澤調(diào)制器211利用直接強(qiáng)度調(diào)制將模擬電信號(hào)調(diào)制到光信號(hào)上，具體調(diào)制的方法為現(xiàn)有技術(shù)的內(nèi)容?，F(xiàn)簡要說明馬澤調(diào)制器211信號(hào)調(diào)制的方法，具體為馬澤調(diào)制器211將從輸入端口接收的光信號(hào)分成兩束分別在調(diào)制器內(nèi)的兩個(gè)波導(dǎo)臂上傳播，利用電光效應(yīng)及高速數(shù)據(jù)流信號(hào)中含有的信息改變調(diào)制器內(nèi)的兩個(gè)波導(dǎo)臂的調(diào)制電壓以改變波導(dǎo)的折射率，從而改變兩個(gè)波導(dǎo)臂輸出的兩束光之間的相位差；其中，當(dāng)高速數(shù)據(jù)流信號(hào)含有的信息為1時(shí)，調(diào)制電壓使得兩波導(dǎo)臂輸出的兩束光的相位差為2 π的整數(shù)倍，兩束光相干增強(qiáng)，輸出加強(qiáng)的光信號(hào)；當(dāng)高速數(shù)據(jù)流信號(hào)含有的信息為0時(shí)，調(diào)制電壓使得兩波導(dǎo)臂輸出的兩束光的相位差為η的整數(shù)倍，兩束光相干相消，沒有光信號(hào)輸出，從而實(shí)現(xiàn)模擬電信號(hào)對(duì)光信號(hào)的調(diào)制。摻餌光纖放大器212與馬澤調(diào)制器211相連，用于實(shí)現(xiàn)對(duì)接收到的光信號(hào)的放大，并輸出至傳輸光纖213。具體放大的原理和方法為現(xiàn)有技術(shù)的內(nèi)容，現(xiàn)簡要說明摻餌光纖放大器212的放大原理，具體為信號(hào)光進(jìn)入摻餌光纖放大器212后，內(nèi)部的Er+3粒子吸收光的能量，由基態(tài)的％5/2躍至處于高能級(jí)的泵浦態(tài)，對(duì)于不同的泵浦波長電子躍遷不同的能級(jí)，其中，K50nm波長的光導(dǎo)致電子躍遷的能級(jí)為4113/2。由于泵浦態(tài)的電子的壽命時(shí)
10間只有l(wèi)us，電子迅速以非輻射方式由泵浦態(tài)豫弛至亞穩(wěn)態(tài)，在亞穩(wěn)態(tài)上載流子有較長的壽命，在源源不斷的泵浦下，亞穩(wěn)態(tài)上的粒子數(shù)積累，實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)的反轉(zhuǎn)分布，此時(shí)摻餌光纖放大器212所處在的狀態(tài)稱為激活態(tài)。在此狀態(tài)下，當(dāng)有信號(hào)光進(jìn)行感應(yīng)時(shí)，亞穩(wěn)態(tài)的粒子以受輻射的方式躍遷到基態(tài)，實(shí)現(xiàn)對(duì)輸入信號(hào)光的放大。傳輸光纖213用于將接收到的光信號(hào)傳至遠(yuǎn)方的接收端，其中，所采用的是50km 的G. 655光纖。雪崩光電二極管214的兩端分別與傳輸光纖213和信號(hào)處理裝置22相連，通過光電效應(yīng)將接收到的光信號(hào)轉(zhuǎn)化為與之相關(guān)的模擬電信號(hào)，輸出至信號(hào)處理裝置22具體的放大原理為光信號(hào)進(jìn)入雪崩二極管214后，光的能量被內(nèi)部的P-N結(jié)吸收，形成光電流； 且在P-N結(jié)的兩端加入反向電壓，隨著反向電壓增大，會(huì)產(chǎn)生雪崩(光電流成倍的激增)現(xiàn)象，輸出的光電流較大。相對(duì)于普通的光電二極管，其靈敏度更大。信號(hào)處理裝置22包括電域的窄帶放大器220、時(shí)域抽樣器TDS 221和FPGA芯片 222。電域的窄帶放大器，用于放大帶內(nèi)信號(hào)，且濾除帶外的直流信號(hào)、倍頻信號(hào)和噪聲，保證所處理的信號(hào)的純凈，輸出帶內(nèi)放大信號(hào)至?xí)r域抽樣器TDS 221。其中，所采用的電域的窄帶放大器器的3dB帶寬為IGHz。時(shí)域抽樣器TDS 221，其兩端分別與電域的窄帶放大器220和現(xiàn)場可編程門陣列 (FPGA)芯片222相連，用于對(duì)接收到的模擬電信號(hào)進(jìn)行高速抽樣，輸出失真較小的對(duì)應(yīng)的數(shù)字電信號(hào)，為了滿足時(shí)域抽樣定理，其抽樣速率至少為20(}S/S ；所謂時(shí)域抽樣定理即對(duì)于頻帶限制在(0，fh)的時(shí)間連續(xù)信號(hào)f(t)，欲舍得抽樣后的信號(hào)能夠完全的恢復(fù)出原信息，須使得抽樣時(shí)間間隔至少為l/2fh?，F(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)芯片222，通過調(diào)整芯片中數(shù)據(jù)的參數(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)接收到的數(shù)字信號(hào)的解調(diào)，且對(duì)傳輸信道的模型進(jìn)行了估計(jì)，從而獲得了較為準(zhǔn)確的包含信息的高速數(shù)據(jù)流信號(hào)；與信號(hào)源裝置中所述FPGA芯片為同一種器件，但功能不同；圖3為本發(fā)明基于雪崩二極管的光正交頻分復(fù)用方法的流程圖。現(xiàn)結(jié)合圖3，對(duì)本發(fā)明基于雪崩二極管的光正交頻分復(fù)用方法進(jìn)行說明，具體如下步驟301 通過輸入和調(diào)整模塊中數(shù)據(jù)的參數(shù)產(chǎn)生4QAM-0FDM數(shù)字電信號(hào)，且利用數(shù)模轉(zhuǎn)換將其轉(zhuǎn)化為譜效率較高的波形的和適合調(diào)制光信號(hào)的模擬電信號(hào)；在該步驟中，產(chǎn)生4QAM-0FDM數(shù)字電信號(hào)的方法包括步驟3011 把串行的二進(jìn)制高速數(shù)據(jù)比特輸入電調(diào)制器中，對(duì)其進(jìn)行4QAM調(diào)制， 實(shí)現(xiàn)調(diào)制映射，獲得譜效率為2bit/Hz的4QAM數(shù)字電信號(hào)；步驟3012 對(duì)4QAM數(shù)字電信號(hào)進(jìn)行串/并變換，獲得64路相同數(shù)據(jù)傳輸速率的并行數(shù)字電信號(hào)；步驟3013 將64路并行數(shù)字電信號(hào)進(jìn)行逆傅里葉變換(IFFT)，實(shí)現(xiàn)信號(hào)的OFDM 調(diào)制，獲得64路調(diào)制后的并行數(shù)字電信號(hào)；步驟3014 對(duì)64路調(diào)制后的并行數(shù)字電信號(hào)進(jìn)行并/串變換，把64路調(diào)制后的并行數(shù)字電信號(hào)合為一路，獲得4QAM-0FDM數(shù)字電信號(hào)；步驟3015 在4QAM-0FDM數(shù)字電信號(hào)的碼元序列中加入循環(huán)前綴(CP)，以便在傳輸后進(jìn)行信號(hào)處理時(shí)降低信號(hào)傳播造成的碼間干擾(ISI)和載波間干擾(ICI)。
步驟302 利用外調(diào)制技術(shù)把接收到的模擬電信號(hào)調(diào)制在適合在光纖上傳輸?shù)墓庑盘?hào)上，且把已調(diào)制的光信號(hào)在光纖上傳輸，并在接收端把模擬電信號(hào)從光信號(hào)上解調(diào)出， 輸出至信號(hào)處理裝置；在此步驟中，對(duì)電信號(hào)進(jìn)行光調(diào)制、光傳輸和光解調(diào)的方法包括步驟3021 利用外調(diào)制技術(shù)將模擬電信號(hào)調(diào)制到光信號(hào)上，將已調(diào)光信號(hào)進(jìn)行放大，并置其于光纖上進(jìn)行傳輸；步驟3022 通過雪崩光電二極管進(jìn)行光電檢測，獲得與之相關(guān)的模擬電信號(hào)。步驟303 對(duì)接收到的模擬電信號(hào)進(jìn)行帶通濾波和模數(shù)轉(zhuǎn)換，獲得數(shù)字電信號(hào)，且從數(shù)字電信號(hào)中解調(diào)出含有信息的高速數(shù)據(jù)流；在此步驟中，從數(shù)字電信號(hào)中解調(diào)出含有信息的高速數(shù)據(jù)流的方法包括步驟3031 去掉接收到的數(shù)字信號(hào)碼元序列中的循環(huán)前綴(CP)，并對(duì)得到的抽樣序列進(jìn)行串/并變換，獲得6路并行信號(hào)；步驟3032 將步驟3031獲得的所述6路并行信號(hào)進(jìn)行快速離散傅里葉變換 (FFT)，實(shí)現(xiàn)OFDM調(diào)制格式的解調(diào)；步驟3033 對(duì)導(dǎo)頻進(jìn)行分析，估計(jì)信道的傳輸函數(shù)，對(duì)其進(jìn)行逆變換，且與獲得的碼元進(jìn)行卷積；步驟3034 進(jìn)行并/串變換，且進(jìn)行4QAM解調(diào)，獲得二進(jìn)制高速數(shù)據(jù)比特。本發(fā)明的上述實(shí)例中，采用了雪崩光電二極管對(duì)接收到的光信號(hào)進(jìn)行光電探測， 相對(duì)于普通的PIN管，其靈敏度大大提升，使得高調(diào)制格式的數(shù)字電信號(hào)傳輸?shù)木嚯x更遠(yuǎn)， 相等傳輸距離后的誤碼率更低。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明保護(hù)的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種基于雪崩二極管的光正交頻分復(fù)用OOFDM系統(tǒng)，用于調(diào)制格式為OFDM電信號(hào)的產(chǎn)生、在光鏈路上的傳輸和解調(diào)以及對(duì)該OFDM信號(hào)的處理，其特征在于，該系統(tǒng)包括信號(hào)源裝置、光鏈路裝置和信號(hào)處理裝置；所述信號(hào)源裝置用于產(chǎn)生4QAM-0FDM數(shù)字電信號(hào)，且利用數(shù)模轉(zhuǎn)換將其轉(zhuǎn)化為譜效率較高的波形的和適合調(diào)制光信號(hào)的模擬電信號(hào)，輸出模擬電信號(hào)至光鏈路裝置；所述 4QAM-0FDM數(shù)字電信號(hào)為調(diào)制格式為4QAM-0FDM的數(shù)字電信號(hào)；所述譜效率指波特率與所占帶寬的比值；所述數(shù)模轉(zhuǎn)換是把數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)化為模擬信號(hào)；所述光鏈路裝置通過外調(diào)制技術(shù)把接收到的模擬電信號(hào)調(diào)制在適合在光纖上傳輸?shù)墓庑盘?hào)上，且把已調(diào)制的光信號(hào)在光纖上傳輸，并在接收端把模擬電信號(hào)從光信號(hào)上解調(diào)出，輸出至信號(hào)處理裝置；所述外調(diào)制技術(shù)即并非把信號(hào)直接加載于激光器，而是在外部的調(diào)制器上實(shí)現(xiàn)信號(hào)的光調(diào)制的技術(shù)；所述適合在光纖上傳輸?shù)墓庑盘?hào)為現(xiàn)在用于光纖通信、波段為1550nm附近的窄帶光；所述接收端為光鏈路傳輸?shù)慕K端；所述信號(hào)處理裝置用于對(duì)接收到的模擬電信號(hào)進(jìn)行帶通濾波和模數(shù)轉(zhuǎn)換，獲得數(shù)字電信號(hào)，且解調(diào)出含有信息的高速數(shù)據(jù)流；所述帶通濾波是只允許所需邊帶信號(hào)通過、濾去邊帶外的信號(hào)和噪聲的過程；所述模數(shù)轉(zhuǎn)換是把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)。所述信號(hào)處理裝置在廣義的通信領(lǐng)域內(nèi)隸屬于接收端，但在此發(fā)明中為介紹方便故，把其作為一個(gè)單獨(dú)的模塊進(jìn)行說明。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于雪崩二極管的光正交頻分復(fù)用系統(tǒng)，其特征在于，所述信號(hào)源裝置包括上線DSB模塊，通過調(diào)整模塊中數(shù)據(jù)的參數(shù)，把包含信息的高速數(shù)據(jù)流進(jìn)行OFDM調(diào)制，獲得OFDM數(shù)字電信號(hào)，輸出OFDM數(shù)字電信號(hào)至信號(hào)成形器；信號(hào)成形器，用于把接收到的OFDM數(shù)字電信號(hào)轉(zhuǎn)化為譜效率較高的波形的和適合調(diào)制光信號(hào)的模擬電信號(hào)；輸出模擬電信號(hào)其光鏈路裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于雪崩二極管的光正交頻分復(fù)用系統(tǒng)，其特征在于，所述光鏈路裝置包括激光器，通過光纖與馬澤調(diào)制器相連，作為光鏈路傳輸?shù)墓庠矗敵鲞m合在光纖上傳輸?shù)墓庑盘?hào)至馬澤調(diào)制器；信號(hào)調(diào)制器，用于把接收到的模擬電信號(hào)調(diào)制到光信號(hào)上，由激光器提供的光信號(hào)進(jìn)入信號(hào)調(diào)制器，而由信號(hào)源裝置提供的模擬電信號(hào)進(jìn)入信號(hào)調(diào)制器的電信號(hào)控制端，通過信號(hào)調(diào)制器端電壓的不斷變化，實(shí)現(xiàn)模擬信號(hào)對(duì)光信號(hào)的調(diào)制，且輸出已調(diào)制的光信號(hào)至光放大器；光放大器，用于把接收到的光信號(hào)進(jìn)行失真盡可能小的放大，這樣避免了在信號(hào)長距離傳輸后衰減太大而混淆在噪聲，導(dǎo)致無法準(zhǔn)確的把信號(hào)解調(diào)出；光纖，作為傳遞介質(zhì)用于給光信號(hào)提供長距離傳輸路徑；雪崩光電二極管通過光電效應(yīng)用于把光信號(hào)轉(zhuǎn)化為與之相關(guān)的電信號(hào)，輸出電信號(hào)至信號(hào)處理裝置，所述雪崩二極管在結(jié)構(gòu)上可以承受較高的反向電壓，從而在PN結(jié)內(nèi)部形成一個(gè)高電場區(qū)，利用載流子在高場區(qū)的碰撞電離形成雪崩倍增效應(yīng)，與傳統(tǒng)的光電探測管PIN相比，其光電檢測的靈敏度大大提高；所述與之相關(guān)的電信號(hào)為模擬電信號(hào)，包括直流信號(hào)、調(diào)制信號(hào)和對(duì)應(yīng)的倍頻信號(hào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于雪崩二極管的光正交頻分復(fù)用系統(tǒng)，其特征在于，所述信號(hào)處理裝置包括帶通濾波器，用于濾除帶外的直流信號(hào)、倍頻信號(hào)和噪聲，保證所處理的信號(hào)的純凈， 輸出帶內(nèi)信號(hào)至?xí)r域抽樣器；所述帶內(nèi)信號(hào)仍為模擬信號(hào)；時(shí)域抽樣器，通過模數(shù)轉(zhuǎn)換把接收到的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，獲得OFDM數(shù)字電信號(hào)，輸出其至下行DSB模塊；下線DSB模塊，通過調(diào)整模塊中數(shù)據(jù)的參數(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)接收到的數(shù)字信號(hào)的解調(diào)，且對(duì)傳輸信道的模型進(jìn)行了估計(jì)，從而獲得了較為準(zhǔn)確的包含信息的高速數(shù)據(jù)流信號(hào)。
5.一種基于雪崩二極管的光正交頻分復(fù)用OOFDM方法，其特征在于，該方法包括A、通過輸入和調(diào)整模塊中數(shù)據(jù)的參數(shù)產(chǎn)生MQAM-0FDM數(shù)字電信號(hào)，且利用數(shù)模轉(zhuǎn)換將其轉(zhuǎn)化為譜效率較高的波形的和適合調(diào)制光信號(hào)的模擬電信號(hào)；所述MQAM-0FDM數(shù)字電信號(hào)為調(diào)制格式為MQAM-0FDM的數(shù)字電信號(hào)；所述譜效率指波特率與所占帶寬的比值；所述數(shù)模轉(zhuǎn)換是把數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)化為模擬信號(hào)；B、利用外調(diào)制技術(shù)把接收到的模擬電信號(hào)調(diào)制在適合在光纖上傳輸?shù)墓庑盘?hào)上，且把已調(diào)制的光信號(hào)在光纖上傳輸，并在接收端把模擬電信號(hào)從光信號(hào)上解調(diào)出，輸出至信號(hào)處理裝置；所述外調(diào)制技術(shù)即并非把信號(hào)直接加載于激光器，而是在外部的調(diào)制器上實(shí)現(xiàn)信號(hào)的光調(diào)制的技術(shù)；所述適合在光纖上傳輸?shù)墓庑盘?hào)為現(xiàn)在用于光纖通信、波段為 1550nm附近的窄帶光；所述接收端為光鏈路傳輸?shù)慕K端；C、對(duì)接收到的模擬電信號(hào)進(jìn)行帶通濾波和模數(shù)轉(zhuǎn)換，獲得數(shù)字電信號(hào)，且從數(shù)字電信號(hào)中解調(diào)出含有信息的高速數(shù)據(jù)流；所述帶通濾波是只允許所需邊帶信號(hào)通過、濾去邊帶外的信號(hào)和噪聲的過程；所述模數(shù)轉(zhuǎn)換是把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，步驟A所述通過輸入和調(diào)整模塊中數(shù)據(jù)的參數(shù)產(chǎn)生OFDM數(shù)字電信號(hào)包括Al、把串行的二進(jìn)制高速數(shù)據(jù)比特輸入電調(diào)制器中，對(duì)其進(jìn)行MQAM調(diào)制，實(shí)現(xiàn)調(diào)制映射，獲得譜效率為Iog2M bit/Hz的MQAM數(shù)字電信號(hào)；A2、對(duì)MQAM數(shù)字電信號(hào)進(jìn)行串/并變換，獲得N路相同數(shù)據(jù)傳輸速率的并行數(shù)字電信號(hào)；所述并行數(shù)字電信號(hào)的符號(hào)周期為變換前串行信號(hào)的N倍；N為大于1的正整數(shù)；A3、將N路并行數(shù)字電信號(hào)進(jìn)行逆傅里葉變換(IFFT)，實(shí)現(xiàn)信號(hào)的OFDM調(diào)制，獲得N路調(diào)制后的并行數(shù)字電信號(hào)；所述N若等于2m，可直接進(jìn)行IFFT，否則加入2m-N個(gè)零以便于實(shí)現(xiàn)IFFT ；m為大于等于1的正整數(shù)；A4、對(duì)N路調(diào)制后的并行數(shù)字電信號(hào)進(jìn)行并/串變換，把N路調(diào)制后的并行數(shù)字電信號(hào)合為一路，獲得MQAM-0FDM數(shù)字電信號(hào)；所述MQAM-0FDM數(shù)字電信號(hào)的各子載波之間相互正 、-父；A5、在MQAM-0FDM數(shù)字電信號(hào)的碼元序列中加入循環(huán)前綴(CP)，以便在傳輸后進(jìn)行信號(hào)處理時(shí)降低信號(hào)傳播造成的碼間干擾(ISI)和載波間干擾(ICI)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，步驟B所述把接收到的模擬電信號(hào)調(diào)制在適合在光纖上傳輸?shù)墓庑盘?hào)上，且把已調(diào)制的光信號(hào)在光纖上傳輸，并在接收端把模擬電信號(hào)從光信號(hào)上解調(diào)出的方法包括Bi、利用外調(diào)制技術(shù)將模擬電信號(hào)調(diào)制到光信號(hào)上；B2、將已調(diào)制光信號(hào)進(jìn)行失真盡可能小的放大，并置其于光纖上進(jìn)行傳輸；B3、通過雪崩二極管進(jìn)行光電檢測，獲得與之相關(guān)的電信號(hào)；所述光電檢測測即光電轉(zhuǎn)換，在數(shù)學(xué)上表述為對(duì)光信號(hào)進(jìn)行求模；所述與之相關(guān)的電信號(hào)包括直流信號(hào)、調(diào)制信號(hào)以及對(duì)應(yīng)的倍頻信號(hào)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，步驟C所述從數(shù)字電信號(hào)中解調(diào)出含有信息的高速數(shù)據(jù)流的方法包括Cl、去掉接收到的數(shù)字信號(hào)碼元序列中的循環(huán)前綴(CP)，獲得OFDM已調(diào)信號(hào)的抽樣序列；C2、對(duì)步驟Cl獲得的OFDM已調(diào)信號(hào)的抽樣序列進(jìn)行串/并變換，獲得2m路并行的數(shù)字電信號(hào)；C3、將步驟C2獲得的所述2m路并行的數(shù)字電信號(hào)；進(jìn)行快速離散傅里葉變換(FFT)，實(shí)現(xiàn)OFDM調(diào)制格式的解調(diào)；C4、對(duì)經(jīng)過步驟C3獲得的數(shù)字電信號(hào)內(nèi)插入的導(dǎo)頻進(jìn)行分析，估計(jì)整個(gè)通信信道的傳輸函數(shù)，對(duì)其進(jìn)行逆變換，且與獲得的碼元進(jìn)行卷積；C5、進(jìn)行并/串變換，且進(jìn)行MQAM解調(diào)，獲得二進(jìn)制高速數(shù)據(jù)比。
全文摘要
本發(fā)明提供了一個(gè)基于雪崩二極管的光正交頻分復(fù)用系統(tǒng)和方法，該系統(tǒng)中信號(hào)源裝置包含的離線DSB模塊產(chǎn)生一路調(diào)制格式為4QAM-OFDM的數(shù)字電信號(hào)，數(shù)模轉(zhuǎn)換器把其轉(zhuǎn)換成模擬電信號(hào)；光鏈路裝置把接收到的模擬電信號(hào)調(diào)制到光載波上傳至遠(yuǎn)方的接收端，并利用高靈敏度的雪崩二極管進(jìn)行光電檢測，實(shí)現(xiàn)了光電轉(zhuǎn)換，獲得模擬電信號(hào)；信號(hào)處理裝置對(duì)接收的模擬電信號(hào)進(jìn)行帶通濾波、模數(shù)轉(zhuǎn)換和解調(diào)，獲得包含信息的高速數(shù)據(jù)比特，實(shí)現(xiàn)了光正交頻分復(fù)用的傳輸。
文檔編號(hào)H04L27/26GK102158452SQ201010508210
公開日2011年8月17日 申請(qǐng)日期2010年10月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月14日
發(fā)明者余重秀, 劉博 , 劉皎, 原全新, 尹霄麗, 張麗佳, 張星, 張曉磊, 張琦, 忻向軍, 桑新柱, 王擁軍, 王葵如, 趙同剛, 饒嵐, 馬建新 申請(qǐng)人:北京郵電大學(xué)