[发明专利]基于超奈奎斯特滤波的同步信号发送与接收装置及方法

权利要求书

1.一种基于超奈奎斯特滤波的同步信号发送与接收装置，其特征在于，包括：

在发送端：

聚合数字信号处理单元，对输入的多路同步信号分别进行超奈奎斯特滤波，再将多路滤波信号聚合成为一路高速聚合信号；

第一驱动器，对所述聚合数字信号处理单元输出的聚合信号进行放大；

直接调制激光器，将放大后的聚合信号调制为光信号，并发送；

在接收端：

光电探测器，将接收的光信号转换为电信号，得到一路聚合信号；

第二驱动器，对所述光电探测器得到的聚合信号进行放大；

解聚合数字信号处理单元，将所述第二驱动器放大的聚合信号分解为多路，并分别对每路进行超奈奎斯特解码，恢复出多路同步信号；

所述聚合数字信号处理单元对每路同步信号进行超奈奎斯特滤波首先将多路同步信号进行预编码，再将多路同步信号分别经过数字低通滤波器对其进行滤波；

所述预编码的工作原理为：

第k时刻的输入信号表示为a(k)，k为正整数；第k时刻的中转信号表示为b(k)，b(k)的初始值为0；b(k)经一个符号周期的延时得到第k-1时刻的中转信号b(k-1)；

第k-1时刻的中转信号b(k-1)与第k时刻的输入信号a(k)相加后，再经过模M运算，得到第k时刻的中转信号b(k)；

将第k时刻的中转信号b(k)与第k-1时刻的中转信号b(k-1)相加，得到当前时刻的输出信号c(k)，作为滤波信号；

所述解聚合数字信号处理单元进行超奈奎斯特解码仅需进行模M操作；

其中，模M运算中M表示信号的电平数量。

2.如权利要求1所述的基于超奈奎斯特滤波的同步信号发送与接收装置，其特征在于，

在发送端，所述聚合数字信号处理单元实现原理如下：

对N路同步信号分别进行超奈奎斯特滤波；然后将各路滤波信号进行串并转换后，分别进行K点的快速傅里叶变换，得到同步频域信号；再采用部分重叠映射，将各路频域信号映射到OFDM子载波，得到频域OFDM信号；最后对频域OFDM信号进行L点的反向快速傅里叶变换以及并串转换，得到一路高速的聚合信号；

其中，K和L分别为快速傅里叶变换和反向快速傅里叶变换尺寸，且L>K。

3.如权利要求1所述的基于超奈奎斯特滤波的同步信号发送与接收装置，其特征在于，

在接收端，所述解聚合数字信号处理单元实现原理如下：

先对聚合信号进行串并转换以及L点的快速傅里叶变换，得到频域OFDM信号；频域OFDM信号经信道恢复后，针对其子载波进行反向部分重叠映射，得到N路同步频域信号；N路同步频域信号经K点反向快速傅里叶变换以及并串转换，产生N路时域同步信号；N路时域同步信号分别经过超奈奎斯特解码，恢复出发送端发送的N路同步信号；

其中，K和L分别为反向快速傅里叶变换和快速傅里叶变换尺寸，且L>K。

4.如权利要求1所述的基于超奈奎斯特滤波的同步信号发送与接收装置，其特征在于，

对于QPSK信号而言，M＝2；

对于16-QAM信号而言，M＝4。

5.如权利要求1所述的基于超奈奎斯特滤波的同步信号发送与接收装置，其特征在于，所述数字低通滤波器的截止频率低于输入的同步信号的超奈奎斯特采样频率；

具体的截止频率范围为：[0.75×Fs,Fs]，其中，Fs表示输入信号的超奈奎斯特采样频率。

6.如权利要求2所述的基于超奈奎斯特滤波的同步信号发送与接收装置，其特征在于，所述聚合数字信号处理单元采用部分重叠映射，将各路频域信号映射到OFDM子载波的原理为：

经过串并转换、K点的快速傅里叶变换得到的同步频域信号每一路为一个通道，通道占用的OFDM子载波数量为K；

在部分重叠映射过程中，相邻通道间存在重复占用的OFDM子载波，对于每个通道，其被重复占用的OFDM子载波个数应不高于该通道所占用OFDM子载波个数的25％；

部分重叠映射仅针对OFDM的正频率子载波；部分重叠映射完毕后，将OFDM的负频率子载波设置为其正频率子载波的共轭对称形式，以产生实数的OFDM信号。