[实用新型]三维相干光正交频分复用系统峰均功率比降低装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及光通信领域，尤其涉及三维相干光正交频分复用(OFDM)系统峰均功率比(PAPR)降低装置。

背景技术

在光通信领域，相干光正交频分复用技术已经广泛用于长距离的光纤传输系统，它具有大容量、频谱利用率高、有效的抗色散等优势。但正交频分复用技术在使用时存在峰均功率比过高的问题，使正交频分复用信号易受到光纤非线性作用的干扰，导致系统性能的下降。

目前，通常采用基于常数包络的正交频分复用技术和基于编码的幅度键控正交频分复用技术来改善相干光正交频分复用系统的高峰均功率比问题，但上述方法采用的用于信号映射的星座图均局限在二维信号空间，限制了系统性能的提高。

发明内容

有鉴于此，本实用新型的实施例提供了三维相干光正交频分复用系统峰均功率比降低装置，包括射频发射器和光信号转换器，所述射频发射器连接所述光信号转换器，所述射频发射器包括串并转换模块，所述二进制序列输入串并转换模块，并经串并转换模块进行分组，每若干比特为一组作为子载波索引信号，所述串并转换模块连接三维信号映射模块，所述子载波索引信号经所述三维信号映射模块处理后得到3N个实数形式子载波分量的频域正交频分复用信号，所述三维信号映射模块连接三维信号映射重组模块，经重组后得到2N个复数形式子载波分量的频域正交频分复用信号，所述三维信号映射重组模块连接峰均功率比降低模块，所述峰均功率比降低模块连接并串转换与循环前缀插入模块，所述峰均功率比降低模块包括二维反傅里叶变换模块、零填充与二维反傅里叶变换模块、最小峰均功率比的正交频分复用信号选择模块、K序列最佳化模块，所述二维反傅里叶变换模块把重组的频域正交频分复用信号调制到时域，得到2N个复数形式子载波分量的时域正交频分复用信号，所述零填充与二维反傅里叶变换模块把经过零填充后的频域K序列信号转换到时域，也得到2N个复数形式子载波分量的时域正交频分复用信号，再与重组后得到的时域正交频分复用信号叠加，结合所述最小峰均功率比的正交频分复用信号选择模块和K序列最佳化模块，得到具有最小峰均功率比的正交频分复用信号，再通过并串转换与循环前缀插入模块将具有最小峰均功率比的正交频分复用信号分成实数部分和与实数部分相对应的虚数部分，所述并串转换与循环前缀插入模块的输出端连接一上数模转换模块和一下数模转换模块，所述上数模转换模块连接上低通滤波器，所述下数模转换模块连接下低通滤波器，所述上低通滤波器和下低通滤波器的输出端均连接光信号转换器，所述实数部分经上数模转换模块和上低通滤波器处理后输入光信号转换器，所述虚数部分经下数模转换模块和下低通滤波器处理后输入光信号转换器，并在光信号转换器内完成射频向光信号的转换。

进一步，所述零填充与二维反傅里叶变换模块通过搜索算法找到最佳的K序列组合得到具有最小峰均功率比的正交频分复用信号。

进一步，所述光信号转换器连接光纤链路，所述光信号通过光纤链路进行传输。

进一步，所述光信号转换器为光学I/Q调制器。

进一步，所述光信号转换器包括上分支马赫-曾德调制器和下分支马赫-曾德调制器、一个激光二极管和一个移相器，上分支马赫-曾德调制器和下分支马赫-曾德调制器均连接激光二极管，上分支马赫-曾德调制器连接上低通滤波器，下分支马赫-曾德调制器连接下低通滤波器，所述上分支马赫-曾德调制器和下分支马赫-曾德调制器把输入的射频信号转换为光信号，所述激光二极管为上分支马赫-曾德调制器和下分支马赫-曾德调制器提供光源，所述移相器将下分支马赫-曾德调制器的输出信号相位相移π/2，使上分支马赫-曾德调制器和下分支马赫-曾德调制器的输出信号正交，并叠加输出。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：引入K序列作为三维信号的第四个维度，通过三维信号映射重组在频域和时域得到2N个完整复数数据，利用搜索算法找到一个最佳的K序列组合有效的降低了三维相干光正交频分复用系统的峰均功率比，并且本实用新型的搜索算法具有很低的复杂度。同时，三维信号映射较传统的基于二维信号的映射系统提供了更大的欧几里德距离，有效的提高了系统的差错性能。通过频域子载波信号重组，系统的频带利用率也得到了有效的改善。在接收端，由于插入的K序列不携带信息，所以可直接移除，再利用一个简单的解重组即可。

附图说明

图1是本实用新型三维相干光正交频分复用系统峰均功率比降低装置一示意图。

图2是图1中峰均功率比降低模块的一示意图。

图3是本实用新型一实施例的峰均功率比性能改善示意图。