[发明专利]一种光正交频分复用系统中降低峰均功率比的方法及装置

说明书

本发明提供了一种光正交频分复用系统中降低峰均功率比的方法及其装置，其中，发送端，对每个iFFT处理后的OFDM符号进行幅度归一化处理，归一化处理以一定的幅度比例系数将OFDM符号限制在一个特定幅度范围；接收端，估算频域子载波的信道响应和时域OFDM符号归一化处理所引入的幅度比例系数对OFDM信号进行均衡处理。发送端通过特定方式导频载波插入，接收端可估算出频域子载波的信道响应和时域OFDM符号归一化处理所引入的幅度比例系数对OFDM进行均衡，从而降低系统的峰均功率比。本发明不会引入额外的带宽消耗、信号损伤和其他噪声，并有着较低的计算复杂度和成本。

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种光正交频分复用系统中的信号处理方法及其装置。

背景技术

近年来,光正交频分复用(O-OFDM)技术的兴起引起了学术界和工业界的高度重视。它首先被应用在光核心网中，用来克服信号在长距离光纤传输中积累的色散，之后它很快被引入到其他领域，如光接入网络和可见光通信中。

尽管其有着诸如高频谱效率、高色散容忍度和灵活带宽分配等优点，O-OFDM系统仍有着它内在的高峰均功率比(PAPR)的问题，这是由OFDM的多载波并行传输模式所带来的。当信号传输经过一些重要光电器件，如数模转换器(DAC)，高功率放大器(HPA)和马赫-曾德调制器(MZM)时，高PAPR会导致较差的信号接收灵敏度，从而影响系统的传输性能。

最近，许多方法被提出来降低O-OFDM信号的PAPR，如限幅法、编码法、非线性压扩法、预留子载波法等等。最简单并广泛使用的一种技术就是限幅法，它的基本原理就是将信号中超出某一限定阈值的部分直接切除，这样一来，它不可避免地破坏了OFDM信号，而在接收端又没有任何方法可以恢复原始信号的幅度。编码和子载波预留技术则需要在发射机端进行相当复杂的计算，并需要消耗一些额外的带宽才能降低信号的PAPR，这样会导致高成本和低频谱利用率。非线性压扩技术由于相对较低的执行复杂度和较高的频谱利用率，获得了人们的广泛关注，然而，由其引入的压扩噪声会给系统带来严重的信号扭曲和性能下降等问题。

发明内容

为了至少部分地解决以上以及其他潜在问题，本公开的实施例提出了一种简单低成本的符号幅度归一化(SMN)方法来降低O-OFDM系统中的峰均功率比。这种方法在发射端对每个做完IFFT运算的OFDM符号进行幅度归一化，并在接收端用一种二维均衡算法来恢复信号的相位和幅度。

本申请的一个实施例提供了一种光正交频分复用系统中降低峰均功率比的方法，发送端对每个iFFT处理后的OFDM符号进行幅度归一化处理，归一化处理以一定的幅度比例系数将OFDM符号限制在一个特定幅度范围；接收端估算频域子载波的信道响应和时域OFDM符号归一化处理所引入的幅度比例系数对OFDM信号进行均衡处理。

特别的，前述发送端进一步包括导频载波插入，用于接收端估算频域子载波的信道响应和时域OFDM符号归一化处理所引入的幅度比例系数。

特别的，前述导频载波以特定的时频两维的排列方式插入数据净荷之间，以保证每个时域OFDM符号在频域上的每个子载波都至少有一个导频信号。

特别的，前述发送端对于一个OFDM符号，若干Nfft个频域数据产生若干个时域采样值构成一个向量，即：将向量中的最大绝对幅值作为参考幅度对每个采样点进行限幅处理。

特别的，前述接收端第j个OFDM符号第i个子载波均衡后的OFDM信号为：

其中，S_rec(i,j)为第j个OFDM符号第i个子载波在接收时OFDM信号，为信道传输的第i个数据子载波的相位偏移和A_i为信道传输的第i个数据子载波的幅度响应，A_j为发送端归一化处理所引入的幅度比例系数。