[发明专利]提升OQAM‑OFDM光传输系统接收灵敏度的信道估计方法

说明书

技术领域

本发明涉及光OFDM通信技术，具体地，涉及一种提升OQAM-OFDM光传输系统接收灵敏度的信道估计方法。

背景技术

随着各类网络新兴业务的不断涌现，用户数量的持续增加，用户的带宽需求也在不断提高。为了满足用户和市场的需求，提供超带宽业务的光网络传输系统将被要求在每个子信道上提供1Tb/s甚至更高的数据传输速率。作为应用在高速光传输系统中的一种新兴多载波传输方案，交错正交幅度调制正交频分复用技术(Offset QAM Orthogonal Frequency Division Multiple，OQAM-OFDM)利用具有良好时频聚焦特性的滤波器组改进了传统的OFDM的时域矩形成型脉冲，从而将OFDM子载波在频域上只有10dB旁瓣抑制比的sinc包络改进成具有超过35dB旁瓣抑制比的sinc包络以适应信道的频率偏移和相位噪声等特征。OQAM-OFDM在继承传统的OFDM灵敏度高、频谱效率高、抗色散能力强、灵活的带宽分配等优点的基础上，不仅降低了OFDM对时域和频域严格同步性的要求，对符号间干扰(Inter Symbol Interference，ISI)和子载波间干扰(Inter carrier Interference，ICI)有很好的鲁棒性和松弛性，降低了系统对光电器件线性度的要求，而且能够以很小的信道间隔(<20MHz)构建具有高频谱效率的“超级信道(Super-channel)”，进而“无缝”地融合来自各个用户的信号带。

对于传统的光OFDM，利用循环前缀(Cyclic Prefix，CP)对抗ISI，保留了严格的复数域正交条件，从而在接收端利用LS(Least Square)最小二乘法便可以有效地估计信道响应，然后利用单抽头ZF迫零均衡器便可补偿信道的响应。光OQAM-OFDM系统利用滤波器取代了CP去对抗ISI，其正交性条件由复数域严格正交放宽至实数域严格正交，虽然时-频坐标上的每一个点都会受到周围点的干扰，但这些干扰均为虚数，对实响应信道，在译码过程中可以通过取实部操作加以消除。然而，作为复响应信道，光纤信道的响应可简化表示如下：H(ω)＝H_btb(ω)·exp(jβ₂ω²L/2)·exp(-jτω)，其中ω为对应的频点，H_btb(ω)为光纤信道背靠背传输时的信道响应，L和β₂分别为光纤的长度和群速度色散常数，τ表示信道的时延，其复增益响应和相位响应会破坏OQAM-OFDM系统的严格正交性，利用导频所估计出的信道值是信道真实值与周围点干扰的叠加，导致严重的ICI和ISI，因此光OFDM的信道估计算法不能直接用于光OQAM-OFDM中。

经对现有文献检索发现，目前无线通信系统主要从干扰消除和干扰利用这两个思路对OFDM/OQAM导频进行研究，提出相应的导频结构。例如S.Kang,K.Chang等于2007年发表的《A novel channel estimation scheme for OFDM/OQAM-IOTA system》考虑邻域的影响，通过预留一些时频格点，用以抵消内部的ISI干扰，使得所有外围时频格点对导频的总干扰为零，但由于这种方法需要计算其它数据点对导频的总干扰，因而计算量较大，实时性也较差。再如J.Du等于2009年发表《Novel Preamble-Based Channel Estimation for OFDM/OQAM System》，提出基于干扰利用的IAM“伪”导频结构，它通过确定导频周围的时频点，计算出已知的ISI干扰量，并利用于信道估计中，该方法能够较好地估计出复信道的响应包络。