[发明专利]基于稀疏正交循环变换多路复用调制的相干光纤通信系统

权利要求书

1.基于稀疏正交循环变换多路复用调制的相干光纤通信系统，其特征在于，系统包括发射机和接收机，其中的发射机包括串联转并联模块(1)、稀疏正交循环变换多路复用编码模块(2)、添加循环前缀模块(3)、并联转串联模块(4)、数模转换模块(5)和偏振复用I/Q光学调制模块(6)，接收机包括模数转换模块(7)、同步模块(8)、串联转并联模块(9)、移除循环前缀模块(10)、信道均衡模块(11)和并联转串联模块(12)，发射机的原始信号为数据符号向量X＝[X₀,X₁,…X_N-1]^T，X先通过串联转并联模块(1)获得N个数据载波，再经过稀疏正交循环变换多路复用编码模块(2)获得时域信号为x，然后x分别经过添加循环前缀模块(3)、并联转串联模块(4)、数模转换模块(5)和偏振复用I/Q光学调制模块(6)，然后时域信号x射入进光纤，然后再经过接收机中的模数转换模块(7)、同步模块(8)、串联转并联模块(9)、移除循环前缀模块(10)，经过移除循环前缀模块(10)以后时域信号变成y，然后再经过信道均衡模块(11)获得恢复后的信号最后经过并联转串联模块(12)。

2.根据权利要求1所述的基于稀疏正交循环变换多路复用调制的相干光纤通信系统，其特征在于，所述的发射机中的时域信号x＝W^HX，其中的W＝circ(w)，W为稀疏正交循环矩阵，通过对长度为M的完美序列c＝[c₁,c₂,...c_M]中均匀插入L-1个零元素得到w，w定义为：

其中M和L是大于1的整数，N＝L×M，易证明WW^H＝I，通过改变插入的零元素的个数，获得任意维数的稀疏正交循环矩阵，正交矩阵W不受完美序列的长度的限制，此外由于W中的大部分元素都是零，因此W中的复数元素个数明显减少，因此稀疏正交循环变换矩阵W的实现复杂度低于传统的N×N型正交循环变换矩阵C。

3.根据权利要求1所述的基于稀疏正交循环变换多路复用调制的相干光纤通信系统，其特征在于，所述的W的每一列中的非零元素设置为其中用简单方式实现W的乘法运算，例如当M＝4时，只用四项序列c就可以构造其中[1,1,1,-1]^T是M＝4时唯一的二进制序列，又因为W^H的每列只有M个非零元素，所以时域信号x的叠加减少了，因此时域信号具有低峰均功率比，此外，由于W中的非零元素属于集合{1，-1j}，编码操作不需要任何复数乘法运算。

4.根据权利要求1或3所述的基于稀疏正交循环变换多路复用调制的相干光纤通信系统，其特征在于，所述的M的值为2，峰均功率比(PAPR)由离散时间信号x的峰均功率比来定义，其中离散时间信号x的峰均功率比为

由于W的每一列只有M个非零元素，稀疏正交循环变换复用系统中的每个输出样本都包含M个符号的叠加，因此峰均功率比具有上限，上限为

峰均功率比的上限随着M的减小而减小，为了尽可能减小信号叠加，M的值应该是最小的，所以选择M＝2，M＝2时的四相序列c＝[1,±1j]^T，本发明选用c＝[1,-1j]^T构造W。