[发明专利]基于OFDM的光网络中子载波数量盲辨识方法及装置

说明书

本发明提供了一种基于OFDM的光网络中子载波数量盲辨识方法及装置，包括对于接收到的光信号的功率谱带宽中每一预设频率，获取所述光信号在每一预设频率处的四阶循环累积量，根据每一个四阶循环累积量的归一化值，确定所述光网络中子载波数量的判决阈值，并获取归一化值大于该判决阈值的四阶循环累积量的数量，根据子载波数量的预设数值集合确定至少一个数值区间，并根据获取到的数量落入的数值区间，辨识出光网络中的子载波数量。本发明能够智能、快速地辨识出光网络系统中动态变化的子载波数量，并且整个子载波数量盲辨识过程与系统的传输速率及子载波调制格式无关，对偏振模色散、系统内激光器的相位噪声和频偏均具有较强的容忍性。

技术领域

本发明涉及光纤通信技术领域，更具体地，涉及基于OFDM的光网络中子载波数量盲辨识方法及装置。

背景技术

随着互联网和视频点播业务的爆炸式增长，如何进一步提高互联网流量业务的频谱利用率成为当前光通信领域亟待解决的问题。

传统的波分复用(Wavelength Division Multiplexing，WDM)系统应用于高速信号传输具有相当的优势，但由于其网络结构中采用固定的50GHz或100GHz频谱栅格，日益表现出如下缺陷：难以适配1Tbps信号占据的130-180GHz光带宽范围；频谱栅格固定造成系统频谱利用率较低，传输成本高；对不同通信类型的适应能力差。为了解决这些问题，下一代光传输网络必须更加灵活、高效、可扩展。其中，基于偏振复用及正交频分复用(Polarization Division Multiplexing，Orthogonal Frequency DivisionMultiplexing，PDM OFDM)的弹性光网络(Elastic Optical Networks，EON)采用了比传统WDM系统更精细和灵活的频谱栅格，每一频谱栅格对应于6.25GHz或12.5GHz的带宽，使用数据速率及子载波数可调的发射机，不仅能够容纳亚波长、超波长及多种比特率数据(如比特率可以从Gb/s到Tb/s)，还可以根据光纤链路噪声、用户流量的需求自适应调整子载波数量及调制格式以达到频谱的动态扩张与汇聚、节省能耗的目的，其频谱效率相对WDM系统可提高5％-95％。因此，PDM OFDM-EON被视为下一代光通信骨干网络最有可能的选用方案。

目前，对于PDM OFDM-EON的研究均假设接收端对EON发射端子载波的各种参数(如子载波数量、调制格式、比特率及带宽、循环前缀长度、有用符号时间等)已知，而实际传输时PDM OFDM-EON系统并未提前获知这些信息，并且这些参数会随着传输距离、光信道噪声特性及用户流量的变化不断进行动态调整。由于进行EON信号的相干接收时，子载波数量与其总符号周期、频率间隔、总带宽以及子载波的频偏估计过程密切相关；而且动态变化的OFDM-EON子载波数量也是在EON关键节点处进行光性能监测的重要参数之一。所以，子载波数量是辨识PDM OFDM-EON系统中各种参数的基础，在先验信息缺乏的条件下，对PDM OFDM-EON系统中子载波数量进行盲辨识，有助于解决PDM OFDM-EON系统中子载波的调制格式、比特率及时频参数的盲辨识问题，对于实现下一代光通信骨干网络的EON相干接收及光性能监测具有重要的理论和现实意义。

现有技术中，已有学者提出一种无线通信OFDM系统的子载波数量盲辨识方法，首先在OFDM接收信号模型的基础上计算接收信号的自相关矩阵，然后对自相关矩阵进行特征分解，提取分解后的特征值，最后根据特征值的分布特性识别出OFDM系统的子载波数量。然而，现有技术中仅仅根据检测特征值的大小，将信号从噪声中分离出来，估计出OFDM信号的子载波数量。但并没有考虑到其他因素对子载波数量的影响，将会导致估计的子载波数量并不准确。而且对自相关矩阵进行特征分解的过程很复杂，并不能快速得到子载波数量。

发明内容

为克服上述问题或者至少部分地解决上述问题，本发明提供了一种基于OFDM的光网络中子载波数量盲辨识方法及装置。

一方面，本发明提供了一种基于OFDM的光网络中子载波数量盲辨识方法，包括：