專(zhuān)利名稱：用于改進(jìn)dd-ofdm系統(tǒng)的接收器靈敏度而無(wú)需使用頻率保護(hù)帶的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信技術(shù)，且特別涉及用于改進(jìn)光學(xué)直接檢測(cè)-正交頻分調(diào)制(DD-OFDM)系統(tǒng)的接收器靈敏度而無(wú)需使用頻率保護(hù)帶的系統(tǒng)和方法。背景由于其高頻譜效率、防止色度色散(⑶)和偏振模式色散(PMD)的能力及在數(shù)字信號(hào)處理中的靈活性，正交頻分調(diào)制(OFDM)在光纖通信中是一種很有前途的技術(shù)。(請(qǐng)參考 Jean Armstrong, “OFDM for Optical Communications (用于光纖通信的 0FDM)”，JOURNAL OF LIGHTWAVE TECHNOLOGY, VOL.27，N0.3，2009 年 2 月 I 日；DayouQian, Neda Cvijetic, Junqiang Hu, Ting Wang “Optical OFDM Transmission in Metro/Access Networks (在城域 / 接入網(wǎng)中的光學(xué) OFDM 傳輸)”，0SA/0FC/NF0EC2009, OMVl; A.J.Lowery 和 J.Armstrong, uOrthogonal-frequency-division multiplexing fordispersion compensation of long-haul optical systems (用于長(zhǎng)途光學(xué)系統(tǒng)的色散補(bǔ)償?shù)恼活l分復(fù)用)，” Opt.Express, vol.14, n0.6, pp.2079 - 2084, 2006; SanderL.Jansen, Itsuro Morita, Kamyar Forozesh, Sebastian Randel, Dirk van den BornelandHideaki Tanaka, “Optical OFDM, a hype or is it for real (光學(xué) OFDM,炒作或者是真實(shí)的嗎？)1C0C2008，M0.3.Ε.3; D.Qian, N.Cvi jetic, Junqiang Hu 和 Ting Wang, “108Gb/s 0FDMA-P0N with Polarization Multiplexing and Direct Detection (使用偏振復(fù)用和直接檢測(cè)的0FDMA-P0N)”)。近年來(lái)，大量 研究集中于相干檢測(cè)OFDM (⑶-0FDM)，因?yàn)樗哂懈叩念l譜效率和高的接收器靈敏度的優(yōu)點(diǎn)。然而，由于其結(jié)構(gòu)復(fù)雜和高帶寬硬件要求，其將是非常昂貴的° (請(qǐng)參閱 Hidenori Takahashi, “Coherent OFDM Transmission with High SpectralEfficiency (具有高頻譜效率的相干 OFDM 傳輸)”，EC0C2009, paper 1.3.3;ff.Shieh, H.Bao,和 Y.Tang, “Coherent optical OFDM: theory and design，，)與光學(xué)⑶-OFDM相比，光學(xué)直接檢測(cè)(DD) OFDM由于其簡(jiǎn)單的接收機(jī)，是一種更實(shí)惠的方案。但是，為了避免光載波和OFDM信號(hào)之間的干擾，在傳統(tǒng)的光學(xué)DD-OFDM中，在光載波和OFDM子載波之間需要頻譜低效頻率保護(hù)帶(FGB)，并已經(jīng)做了許多研究用于改善光學(xué) DD-0FDM 的頻譜效率。(請(qǐng)參閱 We1-Ren Pengl, Xiaoxia ffu, Vahid R.Arbab, BisharaShamee, Jeng-Yuan Yang, Louis C.Christenl, Ka1-Ming Feng, Alan E.Willner 和 SienChi, “Experimental Demonstration of340km SSMF Transmission Using a VirtualSingle Sideband OFDM Signal that Employs Carrier Suppressed and IterativeDetection Techniques (使用采用載波抑制和迭代檢測(cè)技術(shù)的虛擬的單邊帶OFDM信號(hào)的340km SSMF 傳輸?shù)膶?shí)驗(yàn)演示)”，0FC/NF0EC2008, OMUl; Abdulamir Ali, Jochen Leibrich和 Werner Rosenkranz, “Spectral Efficiency and Receiver Sensitivity in DirectDetection Optical-OFDM(直接-檢測(cè)光學(xué)OFDM系統(tǒng)中的頻譜效率和接收器靈敏度)”，OSA/0FC/NF0EC2009, 0MT7;Arthur James Lowery, “Improving Sensitivity and SpectralEfficiency in Direct-Detection Optical OFDM Systems (改進(jìn)直接-檢測(cè)光學(xué) OFDM系統(tǒng)中的靈敏度和頻譜效率)”0FC/NF0EC2008, 0MM4; Zhenbo Xu, Maurice O’ Sullivan 和Rongqing Hui, “Spectral-efficient OOFDM system using compatible SSB modulationwith a simple dual-electrode MZM (使用利用簡(jiǎn)單的雙電極MZM的兼容的SSB調(diào)制的頻譜高效的 OOFDM 系統(tǒng))” 0SA/0FC/NF0EC2010, 0MR2; Zizheng Cao, Jianjun Yu, WenpeiWang, Lin Chen, and Ze Dong,，，Direct-Detection Optical OFDM Transmission SystemWithout Frequency Guard Band (無(wú)需頻率保護(hù)帶的直接檢測(cè)光學(xué)OFDM傳輸系統(tǒng))”，IEEEPHOTONICS TECHNOLOGY LETTERS, VOL.22，N0.11，2010 年 6 月 I 日)此外，Turbo編碼可以用于提高接收器靈敏度，并且在無(wú)線系統(tǒng)中被廣泛使用。(請(qǐng)參閱 Lajos Hanzo, Jason P.Woodard,和 Patrick Robertson, “Turbo Decoding andDetection for Wireless Applications (用于無(wú)線應(yīng)用的 Turbo 譯碼和檢測(cè))”)因此，需要以簡(jiǎn)單的架構(gòu)提高光學(xué)DD-OFDM系統(tǒng)的接收器靈敏度，同時(shí)獲得高頻譜效率。

發(fā)明內(nèi)容
在本發(fā)明中，在光學(xué)DD-OFDM系統(tǒng)使用了自適應(yīng)編碼效率(ACE)和交錯(cuò)技術(shù)而無(wú)需FGB，從而在提高接收靈敏度的同時(shí)，獲得高頻譜效率。本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種用于提高DD-OFDM系統(tǒng)的接收靈敏度而無(wú)需使用頻率保護(hù)帶的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括:交錯(cuò)器，其被配置為交錯(cuò)所述DD-OFDM系統(tǒng)的輸入數(shù)據(jù)以產(chǎn)生交錯(cuò)的數(shù)據(jù)；第一遞歸系統(tǒng)卷積編碼器，其被配置為使用第一遞歸系統(tǒng)卷積碼來(lái)編碼所述輸入數(shù)據(jù)，以產(chǎn)生第一遞歸系統(tǒng)卷積編碼的數(shù)據(jù)；第二遞歸系統(tǒng)卷積編碼器，其被配置為使用第二遞歸系統(tǒng)卷積碼來(lái)編碼所述交錯(cuò)的數(shù)據(jù)，以產(chǎn)生第二遞歸系統(tǒng)卷積編碼的數(shù)據(jù)；打孔裝置，其被配置為打孔所述第一遞歸系統(tǒng)卷積編碼的數(shù)據(jù)和所述第二遞歸系統(tǒng)卷積編碼的數(shù)據(jù)，以產(chǎn)生奇偶校驗(yàn)序列；及組合器，其被配置為將所述輸入數(shù)據(jù)與所述奇偶校驗(yàn)序列組合，以產(chǎn)生編碼的DD-OFDM數(shù)據(jù)；其中，所述打孔裝置被配置為針對(duì)不同的OFDM子載波使用不同的打孔率來(lái)生成所述奇偶校驗(yàn)序列，以取得較高的頻譜效率。根據(jù)本發(fā)明的某些實(shí)施例，打孔裝置還被配置為對(duì)于具有較高的誤碼率的OFDM子載波，使用較高的打孔率，而對(duì)于具有較低的誤碼率的OFDM子載波，使用較低的打孔率。在根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，所述較高的打孔率是0.5及所述較低的打孔率是 0.25。在根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例中，所述具有較高的誤碼率的OFDM子載波是更接近OFDM載波的OFDM子載波的20 %。在根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例中，所述第一遞歸系統(tǒng)卷積碼是1011及所述第二遞歸系統(tǒng)卷積碼是1101。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種用于提高DD-OFDM系統(tǒng)的接收靈敏度而無(wú)需使用頻率保護(hù)帶的方法，該方法包括:交錯(cuò)所述DD-OFDM系統(tǒng)的輸入數(shù)據(jù)以產(chǎn)生交錯(cuò)的數(shù)據(jù)；使用第一遞歸系統(tǒng)卷積碼來(lái)編碼所述輸入數(shù)據(jù)，以產(chǎn)生第一遞歸系統(tǒng)卷積編碼的數(shù)據(jù)；使用第二遞歸系統(tǒng)卷積碼來(lái)編碼所述交錯(cuò)的數(shù)據(jù)，以產(chǎn)生第二遞歸系統(tǒng)卷積編碼的數(shù)據(jù)；打孔所述第一遞歸系統(tǒng)卷積編碼的數(shù)據(jù)和所述第二遞歸系統(tǒng)卷積編碼的數(shù)據(jù)，以產(chǎn)生奇偶校驗(yàn)序列；及將所述輸入數(shù)據(jù)與所述奇偶校驗(yàn)序列組合，以產(chǎn)生編碼的DD-OFDM數(shù)據(jù)；其中，在打孔所述第一遞歸系統(tǒng)卷積編碼的數(shù)據(jù)和所述第二遞歸系統(tǒng)卷積編碼的數(shù)據(jù)時(shí)，通過(guò)針對(duì)不同的OFDM子載波使用不同的打孔率來(lái)生成所述奇偶校驗(yàn)序列，以取得較高的頻譜效率。根據(jù)本發(fā)明的某些實(shí)施例，在打孔所述第一遞歸系統(tǒng)卷積編碼的數(shù)據(jù)和所述第二遞歸系統(tǒng)卷積編碼的數(shù)據(jù)時(shí)，對(duì)于具有較高的誤碼率的OFDM子載波，使用較高的打孔率，而對(duì)于具有較低的誤碼率的OFDM子載波，使用較低的打孔率。在根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，所述較高的打孔率是0.5，及所述較低的打孔率是 0.25。在根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例中，所述具有較高的誤碼率的OFDM子載波是更接近OFDM載波的OFDM子載波的20 %。在根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例中，所述第一遞歸系統(tǒng)卷積碼是1011及所述第二遞歸系統(tǒng)卷積碼是1101。在利用使用ACE和交錯(cuò)技術(shù)的系統(tǒng)及方法時(shí)，接收靈敏度被明顯提高。附圖描述

圖1示出沒(méi)有頻率保護(hù)帶的光學(xué)DD OFDM系統(tǒng)中的子載波間干擾(ISI);圖2示出沒(méi)有FGB的光學(xué)DD OFDM系統(tǒng)的交錯(cuò)和ACE技術(shù)的原理；

圖3示出了使用ACE和交錯(cuò)技術(shù)的光學(xué)DD-OFDM系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)裝置，其中使用了四種類(lèi)型的 OFDM 信號(hào):5.18Gb/s 的 0FDM，5.18Gb/s 的 turbo 編碼的 0FDM，使用 ACE 的 5.18Gb/s的OFDM和使用ACE和交錯(cuò)器的5.18Gb/s的OFDM;圖4示出四種類(lèi)型的OFDM信號(hào)的接收信號(hào)的誤碼率(BER)的曲線。
具體實(shí)施例方式在本發(fā)明中，在沒(méi)有FGB的情況下，自適應(yīng)編碼效率(ACE)和交錯(cuò)技術(shù)用于光學(xué)DD-OFDM系統(tǒng)中，從而在提高頻譜效率的同時(shí)，獲得高頻譜效率。對(duì)沒(méi)有FBG的光學(xué)DD-OFDM信號(hào)的子載波間干擾進(jìn)行了理論和實(shí)驗(yàn)研究。實(shí)驗(yàn)表明，在利用ACE和交錯(cuò)技術(shù)時(shí)，接收靈敏度被明顯提高。下面描述自適應(yīng)編碼效率(ACE)和交錯(cuò)技術(shù)的理論。首先，對(duì)子載波間干擾的數(shù)學(xué)理論分析進(jìn)行討論。沒(méi)有FGB的情況下，光學(xué)DD-OFDM信號(hào)的子載波間干擾:時(shí)域的電學(xué)OFDM信號(hào)可表不為:
權(quán)利要求
1.一種用于提高光學(xué)直接檢測(cè)-正交頻分調(diào)制DD-OFDM系統(tǒng)的接收器靈敏度而無(wú)需使用頻率保護(hù)帶的系統(tǒng)，包括: 交錯(cuò)器，所述交錯(cuò)器被配置為交錯(cuò)所述DD-OFDM系統(tǒng)的輸入數(shù)據(jù)以產(chǎn)生交錯(cuò)的數(shù)據(jù)；第一遞歸系統(tǒng)卷積編碼器，所述第一遞歸系統(tǒng)卷積編碼器被配置為使用第一遞歸系統(tǒng)卷積碼來(lái)編碼所述輸入數(shù)據(jù)，以產(chǎn)生第一遞歸系統(tǒng)卷積編碼的數(shù)據(jù)； 第二遞歸系統(tǒng)卷積編碼器，所述第二遞歸系統(tǒng)卷積編碼器被配置為使用第二遞歸系統(tǒng)卷積碼來(lái)編碼所述交錯(cuò)的數(shù)據(jù)，以產(chǎn)生第二遞歸系統(tǒng)卷積編碼的數(shù)據(jù)； 打孔裝置，所述打孔裝置被配置為打孔所述第一遞歸系統(tǒng)卷積編碼的數(shù)據(jù)和所述第二遞歸系統(tǒng)卷積編碼的數(shù)據(jù)，以產(chǎn)生奇偶校驗(yàn)序列；及 組合器，所述組合器被配置為將所述輸入數(shù)據(jù)與所述奇偶校驗(yàn)序列組合，以產(chǎn)生編碼的DD-OFDM數(shù)據(jù)； 其中，所述打孔裝置被配置為針對(duì)不同的OFDM子載波使用不同的打孔率來(lái)生成所述奇偶校驗(yàn)序列，以取得較高的頻譜效率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述打孔裝置還被配置為對(duì)于具有較高的誤碼率的OFDM子載波，使用較高的打孔率，而對(duì)于具有較低的誤碼率的OFDM子載波，使用較低的打孔率。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中，所述較高的打孔率是0.5及所述較低的打孔率是0.25。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的系統(tǒng)，其中，所述具有較高的誤碼率的OFDM子載波是更接近OFDM載波的OFDM子載波的20%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述第一遞歸系統(tǒng)卷積碼是1011及所述第二遞歸系統(tǒng)卷積碼是1101。
6.一種用于提高光學(xué)直接檢測(cè)-正交頻分調(diào)制DD-OFDM系統(tǒng)的接收器靈敏度而無(wú)需使用頻率保護(hù)帶的方法，包括: 交錯(cuò)所述DD-OFDM系統(tǒng)的輸入數(shù)據(jù)以產(chǎn)生交錯(cuò)的數(shù)據(jù)； 使用第一遞歸系統(tǒng)卷積碼來(lái)編碼所述輸入數(shù)據(jù)，以產(chǎn)生第一遞歸系統(tǒng)卷積編碼的數(shù)據(jù)； 使用第二遞歸系統(tǒng)卷積碼來(lái)編碼所述交錯(cuò)的數(shù)據(jù)，以產(chǎn)生第二遞歸系統(tǒng)卷積編碼的數(shù)據(jù)； 打孔所述第一遞歸系統(tǒng)卷積編碼的數(shù)據(jù)和所述第二遞歸系統(tǒng)卷積編碼的數(shù)據(jù)，以產(chǎn)生奇偶校驗(yàn)序列；及 將所述輸入數(shù)據(jù)與所述奇偶校驗(yàn)序列組合，以產(chǎn)生編碼的DD-OFDM數(shù)據(jù)； 其中，在打孔所述第一遞歸系統(tǒng)卷積編碼的數(shù)據(jù)和所述第二遞歸系統(tǒng)卷積編碼的數(shù)據(jù)時(shí)，通過(guò)針對(duì)不同的OFDM子載波使用不同的打孔率來(lái)生成所述奇偶校驗(yàn)序列，以取得較高的頻譜效率。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其中，在打孔所述第一遞歸系統(tǒng)卷積編碼的數(shù)據(jù)和所述第二遞歸系統(tǒng)卷積編碼的數(shù)據(jù)時(shí)，對(duì)于具有較高的誤碼率的OFDM子載波，使用較高的打孔率，而對(duì)于具有較低的誤碼率的OFDM子載波，使用較低的打孔率。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中，所述較高的打孔率是0.5，及所述較低的打孔率是 0.25。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的系統(tǒng)，其中所述具有較高的誤碼率的OFDM子載波是更接近OFDM載波的OFDM子載波的20 %。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其中，所述第一遞歸系統(tǒng)卷積碼是1011及所述第二遞歸系統(tǒng)卷積碼是11 01。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種用于提高DD-OFDM系統(tǒng)的接收靈敏度而無(wú)需使用頻率保護(hù)帶的系統(tǒng)和方法。該方法包括交錯(cuò)DD-OFDM系統(tǒng)的輸入數(shù)據(jù)以產(chǎn)生交錯(cuò)的數(shù)據(jù);使用第一遞歸系統(tǒng)卷積碼來(lái)編碼輸入數(shù)據(jù)，以產(chǎn)生第一遞歸系統(tǒng)卷積編碼的數(shù)據(jù);使用第二遞歸系統(tǒng)卷積碼來(lái)編碼交錯(cuò)的數(shù)據(jù)，以產(chǎn)生第二遞歸系統(tǒng)卷積編碼的數(shù)據(jù);打孔第一遞歸系統(tǒng)卷積編碼的數(shù)據(jù)和第二遞歸系統(tǒng)卷積編碼的數(shù)據(jù)，以產(chǎn)生奇偶校驗(yàn)序列;及將輸入數(shù)據(jù)與奇偶校驗(yàn)序列組合，以產(chǎn)生編碼的DD-OFDM數(shù)據(jù);其中，通過(guò)針對(duì)不同的OFDM子載波使用不同的打孔率來(lái)生成奇偶校驗(yàn)序列，以取得較高的頻譜效率。該系統(tǒng)和方法通過(guò)在DD-OFDM系統(tǒng)中使用ACE和交錯(cuò)技術(shù)，可以提高接收靈敏度和頻譜效率而無(wú)需使用頻率保護(hù)帶。
文檔編號(hào)H03M13/27GK103222216SQ201080070266
公開(kāi)日2013年7月24日 申請(qǐng)日期2010年12月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月1日
發(fā)明者余建軍 申請(qǐng)人:中興通訊(美國(guó))公司