基于恒包络的ofdm信号单播和组播光网络结构的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及光纤通信领域，具体是涉及一种基于恒包络的OFDM信号单播和组播光网络结构。
【背景技术】
[0002]未来的光纤通信波分复用网络中，可以方便的实现单播和组播的功能。即将单播和组播信号加载到同一个波长上，在接收端信号同时接收这两个信号，并用数字信号处理的方法将两种信号分开，如图1所示。目前的单播和组播信号都是基于传统的单载波开关信号(比如00K)或者相位调制信号(比如DPSK)。然而单载波信号的频谱无法灵活分配，使得网络缺乏灵活性。最近，采用多载波信号调制的方式，尤其是近正交频分复用信号(OFDM)因为其灵活的带宽分配功能，越来越多的被应用到未来的波分复用系统中。因此，需要有针对OFDM格式的单播和组播应用的光网络方案。
[0003]有鉴于此，有必要提供一种基于恒包络的OFDM信号单播和组播光网络结构，以解决上述问题。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是:为了克服现有技术存在的问题，本发明提供一种基于恒包络的OFDM信号单播和组播光网络结构，该光网络结构中的单播信号采用恒包络的OFDM格式，利用其功率峰均比低的特性，将组播信号加载到恒包络的OFDM信号上。从而解决了现有单播和组播网络中无法使用OFDM调制格式的问题。
[0005]为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是:基于恒包络的OFDM信号单播和组播光网络结构，其特征在于，采用了 OFDM格式来实现单播和组播功能，实施的方案是将产生的基带电OFDM信号经过指数函数处理后，再通过马赫曾德尔调制器调制到光上，得到恒包络的OFDM信号，利用其功率峰均比低的特性，将组播电OOK信号加载到恒包络的OFDM信号上，其中组播信号的速率远低于单播信号的速率;在接收端，用一个低带宽的光电探测器接收组播信号，而用一个高带宽的光电探测器接收单播信号。
[0006]如上所述的基于恒包络的OFDM信号单播和组播光网络结构，其特征在于:针对这种方案的信号恢复的方法，即将传统的OFDM信号与恒包络的OFDM信号交叉使用，利用传统的OFDM信号来进行信道估计，并利用信道估计的值来恢复恒包络OFDM信号。
[0007]本发明的有益效果是:本发明的基于恒包络的OFDM信号单播和组播光网络结构具有如下优点:
1、单播信号采用了OFDM的调制格式，从而增加了网络系统的灵活性；
2、相比于传统的单载波信号，OFDM信号具有信道均衡简单的特点，采用OFDM作为单播信号的传输格式，使得系统中的数字信号处理过程更简单。
【附图说明】
[0008]图1为现有技术的单播和组播的光网络结构示意图。
[0009]图2为本发明单个波长基于恒包络OFDM信号的单播和组播光网络结构原理图。
[0010]图3为实施例中500个恒包络OFDM符号的功率图。
[0011]图4为实施例中经过组播信号调制后5个OFDM符号的功率图。
[0012]图5为实施例中经过组播信号调制后5个OFDM符号的时域波形图。
【具体实施方式】
[0013]为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样在本申请所列权利要求书限定范围之内。
[0014]本发明实施例主要针对一种基于恒包络的OFDM信号波分复用网络，并实现单播和组播的功能。这是在单播和组播光网络中，首次使用OFDM的调制格式。现有技术单播和组播的光网络结构如图1所示。发送端的η个单播信道通过波分复用器复用到一起，然后再经过一个调制器将组播信号加载到上面。在经过光纤传输后，通过一个波分解复用器解复用，并进入对应的接收机。在传统的方案中，单播信号和组播信号均采用的是单载波信号，这类信号在光网络中无法灵活的对带宽资源进行分配。为了适应未来智能的光网络系统，多载波信号，尤其是OFDM信号需要应用到光网络中。
[0015]本发明提出的一种基于恒包络的OFDM信号单播和组播光网络结构，其特征在于，采用了OFDM格式来实现单播和组播功能，实施的方案是将产生的基带电OFDM信号经过指数函数处理后，再通过马赫曾德尔调制器调制到光上，得到恒包络的OFDM信号，利用其功率峰均比低的特性，将组播电OOK信号加载到恒包络的OFDM信号上，其中组播信号的速率远低于单播信号的速率;在接收端，用一个低带宽的光电探测器接收组播信号，而用一个高带宽的光电探测器接收单播信号。
[0016]针对这种方案的信号恢复的方法，即将传统的OFDM信号与恒包络的OFDM信号交叉使用，利用传统的OFDM信号来进行信道估计，并利用信道估计的值来恢复恒包络OFDM信号。
[0017]图2举例给出了单播信道I和接收机I的例子。在发射端，产生的电的基带OFDM信号，首先经过指数函数处理，然后加载到马赫曾德尔调制器I上，这也就形成了光的恒包络OFDM信号。然后N路单播信道汇集在一起后，经过另一个马赫曾德尔调制器2，并将组播信号调制到上面。从而实现了基于OFDM信号的单播和组播光网络方案。
[0018]图3给出了500个采样速率在1G的情况下，光的恒包络OFDM信号的功率图，可以发现其功率峰均比很低，大约只有1.5dB左右。因此，我们可以将组播信号加载到这列恒包络OFDM信号上，需要指出的是组播信号的速率远低于单播信号，其速率等于一个OFDM符号的长度。如果OFDM信号是由128个子载波组成，那么组播信号的速率就说单播信号速率的128分之I。我们假设单播的OOK比特流是[I O I I O]，那么如果我们分配给比特I的能量为4，而比特O的能量为I。
[0019]图4给出了5个OFDM符号经过组播信号比特流[IO I I O]调制后的功率大小，可以发现当传输比特为I的时候，其功率之明显大于传输比特为O的时候。图5给出了这5个OFDM符号对应的时域图，从图5中可以很容易的分辨出这5个不同的比特流。
[0020]值得注意的是，在图2中，我们使用了开关来控制是否发送恒包络OFDM信号。这是因为需要用传统的OFDM符号来进行信道估计。因此图2中的开关状态可以描述为:
当需要对信道进行估计的时候，开关I与I端口相连，开关2与4端口相连，而开关3断开。此时可以用传统的OFDM信道估计的方法对信道进行估计。而在实现单播和组播功能的时候，开关I与2端□相连，开关2与3端□相连，而开关3闭合。
[0021]在实现单播和组播功能的时候，数字信号处理器I只需要做简单的积分判决操作就可以恢复出组播信号，需要指出的是组播信号由于其速率低，不需要做信道补偿。而数字信号处理器2则用来恢复恒包络的OFDM信号，其步骤和一般的恒包络OFDM信号一致。
[0022]本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
【主权项】
1.基于恒包络的OFDM信号单播和组播光网络结构，其特征在于，采用了OFDM格式来实现单播和组播功能，实施的方案是将产生的基带电OFDM信号经过指数函数处理后，再通过马赫曾德尔调制器调制到光上，得到恒包络的OFDM信号，利用其功率峰均比低的特性，将组播电OOK信号加载到恒包络的OFDM信号上，其中组播信号的速率远低于单播信号的速率;在接收端，用一个低带宽的光电探测器接收组播信号，而用一个高带宽的光电探测器接收单播信号。2.根据权利要求1所述的基于恒包络的OFDM信号单播和组播光网络结构，其特征在于:针对这种方案的信号恢复的方法，即将传统的OFDM信号与恒包络的OFDM信号交叉使用，利用传统的OFDM信号来进行信道估计，并利用信道估计的值来恢复恒包络OFDM信号。
【专利摘要】本发明公开一种基于恒包络的OFDM信号单播和组播光网络结构，利用恒包络OFDM信号的峰均比低的特性，首先利用指数函数对传统电OFDM信号进行处理，然后将恒包络的OFDM信号通过马赫曾德尔调制器调制到光上，再将组播信号通过另一个马赫曾德尔调制器调制到光上，在接收端组播信号通过一个低带宽的光电探测器接收，而单播恒包络OFDM信号通过一个高带宽的光电探测器接收。从而在接收端，单播和组播信号可以区分开，实现光网络中基于OFDM信号的单播和组播的功能。相比于传统的单载波信号，OFDM信号具有信道均衡简单的特点，使得系统中的数字信号处理过程更简单。
【IPC分类】H04J14/02, H04L27/26
【公开号】CN105515716
【申请号】CN201510989670
【发明人】刘紫青, 李响, 胡荣, 杨奇, 余少华
【申请人】武汉邮电科学研究院
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2015年12月28日