CN105282075A

CN105282075A - 拍频噪声的抑制方法及装置

Info

Publication number: CN105282075A
Application number: CN201410254849.1A
Authority: CN
Inventors: 刘博�; 郭勇; 朱松林; 印永嘉; 高扬
Original assignee: ZTE Corp
Current assignee: ZTE Corp
Priority date: 2014-06-10
Filing date: 2014-06-10
Publication date: 2016-01-27
Anticipated expiration: 2034-06-10
Also published as: CN105282075B; WO2015188558A1

Abstract

本发明提供了一种拍频噪声的抑制方法及装置，其中，该抑制方法包括：光接入网中的接收端设备接收来自发送端设备的空载波；所述接收端设备在所述空载波上加载无载波幅度调制CAP后的OFDM信号，并向所述发送端设备发送加载所述OFDM信号后的所述空载波。采用本发明提供的上述技术方案，解决了相关技术中，现有的拍频干扰噪声抑制方案不能满足未来通信系统的性能要求等技术问题，从而综合了空载波回传技术和CAP调制技术，提高了光接入网通信系统的性能。

Description

拍频噪声的抑制方法及装置

技术领域

本发明涉及光通信技术领域，尤其是涉及一种拍频噪声的抑制方法及装置。

背景技术

随着社会信息化进程的加快和互联网技术的蓬勃发展，数据业务激增，接入业务更加多样化。此时，超宽带、多用户、低成本的光接入网成了通信领域工作者的目标。基于光正交频分复用(OpticalOrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing，简称为OOFDM)的接入网具有超宽带接入能力，可以灵活调配接入用户数量，而OOFDM技术具有频谱利用率高、抗色散性能好以及载波分配自由等特点。这些优势都使得基于OOFDM的接入网成为下一代接入网的研究热点之一。

在OOFDM接入系统中，由于载波波长相近或相同导致载波互扰问题，引起光拍频干扰噪声，严重影响系统的性能。其特点是低频处光拍频干扰(OpticalBeatingInterference，简称为OBI)噪声较大，随着频率的增高，OBI噪声总体呈下降趋势。当采用相同波长的光源进行无色化传输时，OBI噪声产生的主要因素是各光纤网络单元(OpticalNetworkUnit，简称为ONU)上行波长具有不同的相位噪声和频率偏移。如果各光载波相位噪声和频率偏移大幅降低或者消失时，OBI噪声可以被很好地抑制。为此，利用空载波回传技术和无载波幅度调制(CarrierlessAmplitudeModulation，简称为CAP)调制技术可以很好地解决OBI噪声问题，提升系统性能。

空载波回传技术是在发送信号的同时发送一个不同波长的空载波，并在接收端将有用信号加载到空载波上回传至发送端进行相干接收的方式，即从光纤线路终端(OpticalLineTerminal，简称为OLT)传输一个下行闲频光作为各ONU的上行光载波，此时，各上行光载波的相位噪声及频率偏移的差异就变得十分小，从而抑制OBI噪声。

CAP是一种多层次多维度的调制形式，最早由贝尔实验室提出。它与正交幅度调制(QuadratureAmplitudeModulation，简称为QAM)类似，但是不需要使用正弦载波来产生I、Q两路正交信号，而是通过一对正交的滤波器产生CAP信号。对于多频段的CAP，可以利用多对不同频率的滤波器对来实现。在接收端，信号经过直接检测方式进行接收，每个子频段中通过与发送端脉冲成形滤波器相匹配的滤波器进行数据恢复。与QAM调制相比，CAP调制的优点包括：

可以除去载波分量，增加了改变频谱的灵活性。在CAP系统中，可以通过简单地改变滤波器对的一些参数来改变其频谱中心频率、对称性和形状。

可以方便地改变传输速率，所要做的只是改变星座图及映射关系即可。

可以有效抑制拍频互扰噪声。经过CAP调制后的功率谱没有主峰，每个信道根据不同成型滤波器被调制到不同频率上，从而互不干扰。

未来的通信系统对性能要求越来越高，但是基于上述两种方案，不能满足未来通信系统的性能要求。

发明内容

针对相关技术中，现有的拍频干扰噪声抑制方案不能满足未来通信系统的性能要求等技术问题，本发明提供了一种拍频噪声的抑制方法及装置，以至少解决上述技术问题。

为了达到上述目的，根据本发明的一个方面，还提供了一种拍频噪声的抑制方法，包括：光接入网中的接收端设备接收来自发送端设备的空载波；所述接收端设备在所述空载波上加载无载波幅度调制CAP后的OFDM信号，并向所述发送端设备发送加载所述OFDM信号后的所述空载波。

优选地，所述空载波为空闲空载波。

优选地，光接入网中的接收端设备接收来自发送端设备的空载波时，所述方法还包括：所述接收端设备接收来自所述发送端设备的信号载波，该信号载波中携带有数据信号。

优选地，所述信号载波和所述空载波的波长不同。

优选地，所述接收端设备在所述空载波上加载无载波幅度调制CAP后的OFDM信号之前，所述方法还包括：在CAP后的OFDM信号为多频带信号时，所述接收端设备使用多个滤波器对所述OFDM信号中不同频率的子频带信号进行滤波。

为了达到上述目的，根据本发明的再一个方面，还提供了一种拍频噪声的抑制方法，包括：光接入网中的发送端设备向接收端设备发送空载波；所述发送端设备接收所述接收端设备对所述空载波进行处理后的载波，其中，对所述空载波进行处理是指，在所述空载波上加载无载波幅度调制CAP后的OFDM信号。

优选地，所述空载波为空闲空载波。

优选地，光接入网中的发送端设备向接收端设备发送空载波时，所述方法还包括：所述发送端设备向所述接收端设备发送携带有数据信号的信号载波。

优选地，所述信号载波和所述空载波的波长不同。

为了达到上述目的，根据本发明的又一个方面，还提供了一种拍频噪声的抑制装置，应用于光接入网中的接收端设备，包括：接收模块，用于接收来自发送端设备的空载波；加载模块，用于在所述空载波上加载无载波幅度调制CAP后的OFDM信号；发送模块，用于向所述发送端设备发送加载所述OFDM信号后的所述空载波。

为了达到上述目的，根据本发明的又一个方面，还提供了一种拍频噪声的抑制装置，应用于光接入网中的发送端设备，包括：发送模块，用于向接收端设备发送空载波；接收模块，用于接收所述接收端设备对所述空载波进行处理后的载波，其中，对所述空载波进行处理是指，在所述空载波上加载无载波幅度调制CAP后的OFDM信号。

通过本发明，采用在光接入网中的接收端设备接收的空载波上加载CAP后的OFDM信号，并向终端回传加载该OFDM信号的空载波的技术手段，解决了相关技术中，现有的拍频干扰噪声抑制方案不能满足未来通信系统的性能要求等技术问题，从而综合了空载波回传技术和CAP调制技术，提高了光接入网通信系统的性能。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为根据本发明实施例的拍频噪声的抑制方法的流程图；

图2为根据本发明实施例的拍频噪声的抑制装置的结构框图；

图3为根据本发明实施例的另一拍频噪声的抑制方法的流程图；

图4为根据本发明实施例的另一拍频噪声的抑制装置的结构框图；

图5为根据本发明实施例的抑制光接入网中光拍频干扰OBI噪声的原理示意图；

图6为根据本发明实施例的CAP-OFDM信号调制原理图；

图7为根据本发明实施例的CAP-OFDM信号解调原理图。

具体实施方式

下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

针对相关技术中的拍频干扰噪声抑制方案不能满足未来通信系统的性能要求等问题，以下实施例提供了相应的解决方案，以下详细说明。

图1为根据本发明实施例的拍频噪声的抑制方法的流程图。如图1所示，该方法包括步骤S102-S104：

步骤S102，光接入网中的接收端设备接收来自发送端设备的空载波；

步骤S104，接收端设备在上述空载波上加载CAP后的OFDM信号，并向上述发送端设备发送加载上述OFDM信号后的上述空载波。

通过上述各个处理步骤，由于接收端设备在回传给发送端设备的空载波上加载了CAP后的OFDM信号，因此，可以综合空载波回传技术和CAP调制技术的优点，进一步提供通信系统的性能。

在本实施例中，上述空载波可以为多种类型的空载波，在一个优选实施例中，为节省载波资源，上述空载波可以选用空闲空载波。

在本实施例中，光接入网中的接收端设备接收来自发送端设备的空载波时，接收端设备还可以接收来自上述发送端设备的信号载波，该信号载波中携带有数据信号。即发送端设备同时发送了信号载波和空载波。为进一步抑制拍频干扰噪声，此时，上述信号载波和上述空载波可以选用不同的波长。

接收端设备在上述空载波上加载无载波幅度调制CAP后的OFDM信号之前，在CAP后的OFDM信号为多频带信号时，接收端设备使用多个滤波器对上述OFDM信号中不同频率的子频带信号进行滤波。

在本实施例中，提供了一种拍频噪声的抑制装置，该装置应用于光接入网中的接收端设备，用于实现上述方法，如图2所示，该装置包括：

接收模块20，用于接收来自发送端设备的空载波；

加载模块22，连接至接收模块20，用于在上述空载波上加载无载波幅度调制CAP后的OFDM信号；

发送模块24，连接至加载模块22，用于向上述发送端设备发送加载上述OFDM信号后的上述空载波。

需要说明的是，本实施例中涉及到的上述各个模块是可以通过软件或硬件来实现的，对于后者，在一个优选实施方式中可以通过以下方式实现：接收模块20位于第一处理器中，加载模块22位于第二处理器中，发送模块24位于第三处理器中；或者，接收模块20、加载模块22和发送模块24均位于同一处理器中，但不限于此。

与上述实施例相对应地，在本实施例中在发送端设备侧还提供了一种拍频噪声的抑制方法，如图3所示，该方法包括：

步骤S302，光接入网中的发送端设备向接收端设备发送空载波；

步骤S304，发送端设备接收接收端设备对上述空载波进行处理后的载波，其中，对上述空载波进行处理是指，在上述空载波上加载CAP后的OFDM信号。

通过上述各个处理步骤，由于发送端设备接收了接收端设备对上述空载波进行处理后的载波，其中，对上述空载波进行处理是指，在上述空载波上加载CAP后的OFDM信号，因此，同样可以综合空载波回传技术和CAP调制技术的优点，进一步提供通信系统的性能。

并且，为了节省载波资源，上述空载波可以为空闲空载波。在一个优选实施例中，光接入网中的发送端设备向接收端设备发送空载波时，还向上述接收端设备发送携带有数据信号的信号载波。

为进一步提供干扰噪声的抑制效果，可以将上述信号载波和上述空载波的波长设置为不同的波长。

在本实施例中，还提供一种拍频噪声的抑制装置，应用于光接入网中的发送端设备，如图4所示，该装置包括：

发送模块40，用于向接收端设备发送空载波；

接收模块42，连接至发送模块40，用于接收上述接收端设备对上述空载波进行处理后的载波，其中，对上述空载波进行处理是指，在上述空载波上加载无载波幅度调制CAP后的OFDM信号。

需要说明的是，本实施例中涉及到的上述各个模块是可以通过软件或硬件来实现的，对于后者，在一个优选实施方式中可以通过以下方式实现：发送模块40和接收模块42分别位于第一处理器和第二处理器中；或者，发送模块40和接收模块42均位于同一处理器中。

以上实施例及其优选实施例可以基于以下优选实施例中的OBI噪声抑制系统实现。本实施例中的OBI噪声抑制系统，是由基于空载波回传的接入系统和光OFDM-CAP-PON抑制系统结合而来，它包括上行和下行两个传输系统。其中，PON是PassiveOpticalNetwork的简称，中文译文为无源光网络。

在下行传输系统中，光线路终端(OpticalLineTerminal，简称为OLT)(相当于发送端设备)发送两路不同波长的光信号，其中一路为带有数据的下行信号(相当于信号载波)，另外一路为下行闲频空载波；此空载波信号还将引入CAP-OFDM相干接收机作为其相干信号。

在上行传输系统中，ONU接收带有数据的信号，而下行空载波则被分离出来并加载上CAP-OFDM信号重新回传至OLT，与OLT中的闲频空载波进行相干解调。

图5是基于空载波回传的抑制OBI噪声的原理示意图，如图5所示：

OLT中下行信号的发送。下行数据利用了波长为λ1的激光器LD1和马赫-曾德尔调制器(MZM)进行强度调制(IntensityModulation，简称为IM)后得到光信号，再与波长为λ2的激光器LD2空载波叠加(∑)得到下行信号，并经过光环形器后送入光纤进行传输。同时，空载波信号还将作为本振光对回传的上行信号进行相干接收。

ONU中下行信号的接收。经过光纤传输来的光信号首先被光分束器分为n(n为自然数)路，分别传送至n个ONU中。再依次经过光环形器和滤波器，使得波长λ1的下行数据光信号与波长为λ2空载波信号分开，其中后者被送入直接探测(DirectDetection，简称为DD)接收机(DDRX)中进行解调。

ONU中上行信号的发送。上行数据首先进行CAP-OFDM调制，其原理如图6所示。首先数据流n经过星座映射后，输出同相分量(即经过图6中的处理后的信号)和正交分量(即经过图6中的处理后的信号)，然后进行上采样，使其与成型滤波器的采样速率相匹配。最后，上采样序列的I/Q分量分别被送入各自的数字成型滤波器(filter)，然后叠加到一起形成一路CAP信号。之后，CAP信号依次经过串并变换和快速傅立叶逆变换(InverseFastFourierTransform，简称为IFFT)，再经过并串变换和插入循环前缀(保护间隔)，最终得到CAP-OFDM码元。然后将此码元加载到波长为λ2的空载波上，得到上行信号，并将其回传至OLT中。

OLT中上行信号的接收。上行信号回传至OLT中将进行CAP-OFDM的相干接收，其中本振光即为激光器LD2发出的空载波信号。CAP-OFDM码元的解调原理图如图7所示。首先，下行信号去掉循环前缀，再依次经过串并变换、快速傅立叶变换(FastFourierTransform，简称为FFT)、并串变换得到CAP信号。将CAP信号分别送至与调制时的成型滤波器对对应的匹配滤波器(即匹配的同相分量滤波器和匹配的正交分量滤波器)对，再依次经过下采样、信道均衡、解映射过程，将原始数据n恢复出来。

另外，图6、图7中成型滤波器对与匹配滤波器对的关系是互为希尔伯特变换对；不同ONU中对应的滤波器对拥有自己的频带，使得多频带CAP使用多个滤波器对来对不同频率的子频带进行滤波，从而有效抑制载波间的OBI噪声。

综上所述，本发明实施例实现了以下有益效果：能够减小上行光载波的相位噪声及频率偏移的差异、降低信道之间的互扰，抑制OBI噪声，提高了光接入系统的性能。

在另外一个实施例中，还提供了一种软件，该软件用于执行上述实施例及优选实施方式中描述的技术方案。

在另外一个实施例中，还提供了一种存储介质，该存储介质中存储有上述软件，该存储介质包括但不限于：光盘、软盘、硬盘、可擦写存储器等。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种拍频噪声的抑制方法，其特征在于，包括：

光接入网中的接收端设备接收来自发送端设备的空载波；

所述接收端设备在所述空载波上加载无载波幅度调制CAP后的OFDM信号，并向所述发送端设备发送加载所述OFDM信号后的所述空载波。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述空载波为空闲空载波。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，光接入网中的接收端设备接收来自发送端设备的空载波时，所述方法还包括：

所述接收端设备接收来自所述发送端设备的信号载波，该信号载波中携带有数据信号。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述信号载波和所述空载波的波长不同。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述接收端设备在所述空载波上加载无载波幅度调制CAP后的OFDM信号之前，所述方法还包括：

在CAP后的OFDM信号为多频带信号时，所述接收端设备使用多个滤波器对所述OFDM信号中不同频率的子频带信号进行滤波。

6.一种拍频噪声的抑制方法，其特征在于，包括：

光接入网中的发送端设备向接收端设备发送空载波；

所述发送端设备接收所述接收端设备对所述空载波进行处理后的载波，其中，对所述空载波进行处理是指，在所述空载波上加载无载波幅度调制CAP后的OFDM信号。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述空载波为空闲空载波。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，光接入网中的发送端设备向接收端设备发送空载波时，所述方法还包括：

所述发送端设备向所述接收端设备发送携带有数据信号的信号载波。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述信号载波和所述空载波的波长不同。

10.一种拍频噪声的抑制装置，应用于光接入网中的接收端设备，其特征在于，包括：

接收模块，用于接收来自发送端设备的空载波；

加载模块，用于在所述空载波上加载无载波幅度调制CAP后的OFDM信号；

发送模块，用于向所述发送端设备发送加载所述OFDM信号后的所述空载波。

11.一种拍频噪声的抑制装置，应用于光接入网中的发送端设备，其特征在于，包括：

发送模块，用于向接收端设备发送空载波；

接收模块，用于接收所述接收端设备对所述空载波进行处理后的载波，其中，对所述空载波进行处理是指，在所述空载波上加载无载波幅度调制CAP后的OFDM信号。