CN105450572A - Ofdm系统及其中心频率调整方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种OFDM系统及其中心频率调整方法，该方法包括：接收端获取发送端发出的OFDM信号的子载波的当前信噪比值；接收端根据当前信噪比值计算出当前信噪比相关值，其中当前信噪比相关值是由当前信噪比值经过数值运算所获得的运算结果，不同的当前信噪比值对应于不同的当前信噪比相关值；接收端根据当前信噪比相关值在OFDM信号的中心频率的频率偏移值与信噪比相关值之间的线性关系中获取当前信噪比相关值对应的当前频率偏移值；接收端根据当前频率偏移值确定频率调整值，并将频率调整值发送至发送端；发送端根据频率调整值对发送端发出的OFDM信号的中心频率进行调整。本发明可识别中心频率偏移，并调整激光器频率使其锁定，从而保证OFDM系统性能的稳定。

Description

OFDM系统及其中心频率调整方法

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别是涉及一种OFDM系统及其中心频率调整方法。

背景技术

OFDM(OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing，正交频分复用)技术是一种多载波调制(MulticarrierModulation)技术，是在无线通讯中被IEEE802.1lG等通讯标准广泛采用的高速传输技术，是目前已知的频谱利用率最高的一种调制技术。OFDM技术的基本原理是：将高速的串行数据流分解成若干并行的低速的子数据流同时传输；且在频域上可描述为：在频域内将给定信道分成许多正交的且相互重叠的子信道，在每个子信道上使用一个子载波进行调制，各子信道载波互相正交，并行传输。

目前基于OFDM的高速光传输系统主要包括两种实现方案：相干光的OFDM技术(CO-OFDM)和非相干光的OFDM技术(IO-OFDM)。CO-OFDM是指高速光传输系统的接收端采用的是相干解调，IO-OFDM是指高速光传输系统的接收端采用的是传统的直接检测。单就抑制色散的效果来看，使用CO-OFDM和IO-OFDM是相似的，但如采用IO-OFDM，在有效抑制色散、偏振模色散的同时，高速光传输系统的性价比较高，所以是目前一个主要的研究热点。

OFDM因其高频谱效率及低成本特性被认为是短距城域光传输的解决方案之一，低成本OFDM解决方案中在发送端产生的信号是一个双边带信号，经过链路传输后，由于色散的作用，会产生衰落点，造成带宽浪费，降低了系统性能，如图1所示，横坐标为OFDM系统的工作频率，纵坐标为系统的信噪比SNR(SignaltoInterferenceplusNoiseRatio)，其他因素不变的情况下，SNR越高，系统性能越好。曲线t2描述了双边带信号经过光纤后的SNR曲线，从曲线t2可知，双边带信号经过光纤后会出现衰落点，衰落点附近SNR急剧下降，影响系统的整体性能。

借助滤波器实现单边带滤波，可以减少OFDM信号经过光纤后的衰落点，曲线t1描述了单边带信号经过光纤后的SNR曲线，由曲线t1可知，单边带信号经过光纤后SNR性能比双边带经过光纤后的SRN性能要好，能够更好的利用带宽，提升系统性能。

实现单边带滤波的方法如图2所示，横轴为频率f，矩形框为分波器或合波器的滤波窗口，曲线为经激光器发出的OFDM信号频谱，滤波窗口以外的OFDM信号频率将被过滤，滤波器过滤了OFDM信号的部分下边带频率分量，如图2中虚线部分所示。

采用了单边带滤波的OFDM系统简称为OFDM单边带系统，在OFDM单边带系统中，数据在OFDM发端生成，并通过激光器发出，经过滤波器之后进入OFDM收端的接收机，再由收端的数据处理单元处理数据。

通过理论分析和测试发现，单边带OFDM系统采用滤波器过滤OFDM信号中某边带的部分频率分量，能够显著提升系统性能，系统中的合波器和分波器即可作为滤波器。如图3所示，横坐标为激光器频率和滤波器中心频率的间隔，纵坐标为系统误码率，图3中曲线代表系统误码率，误码率越低，系统性能越好。单边带OFDM系统中激光器频率和滤波器的中心频率保持在某个间隔时，系统性能将达到最优，当激光器或滤波器发生频率偏移时，两者的频率间隔将发生变化，OFDM信号被过滤的频率分量也会改变，影响单边带效果，进而导致系统性能下降。

如图4所示,横轴为频率f，实线矩形框为分波器或合波器的滤波窗口，实线曲线为经激光器发出的OFDM信号频谱，滤波窗口以外的OFDM信号频率将被过滤，假设滤波器中心频率与激光器中心频率间保持图中的间隔时，OFDM单边带系统的性能达到最佳，如果激光器频率向右发生了偏移，如图中虚线所示，被过滤的频率分量将发生变化，系统性能将会下降。如图5所示，滤波窗口向左偏移时，被过滤的频率分量也会发生变化，导致性能下降。

由于OFDM单边带系统中的激光器的中心频率会产生随机漂移，因此会严重影响性能，使得OFDM单边带系统的稳定性降低。

发明内容

本发明提供了一种OFDM系统及其数据处理方法、中心频率调整方法及相关设备，可识别本发明要解决的技术问题是，识别OFDM信号的中心频率偏移，并调整OFDM信号的中心频率，使其锁定，从而保证系统性能的稳定。

第一方面提供一种正交频分复用OFDM系统的中心频率调整方法，OFDM系统包括发送端和接收端，该方法包括：接收端获取发送端发出的OFDM信号的子载波的当前信噪比值；接收端根据当前信噪比值计算出当前信噪比相关值，其中当前信噪比相关值是由当前信噪比值经过数值运算所获得的运算结果，不同的当前信噪比值对应于不同的当前信噪比相关值；接收端根据当前信噪比相关值在OFDM信号的中心频率的频率偏移值与信噪比相关值之间的线性关系中获取当前信噪比相关值对应的当前频率偏移值；接收端根据当前频率偏移值确定频率调整值，并将频率调整值发送至发送端；发送端根据频率调整值对发送端发出的OFDM信号的中心频率进行调整。

在第一方面的第一种可能的实现方式中，接收端从发送端获取OFDM信号的子载波的当前信噪比值具体包括：接收端从发送端获取OFDM信号的子载波中的低频子载波的当前信噪比值以及高频子载波的当前信噪比值；接收端根据当前信噪比值计算出当前信噪比相关值具体包括：接收端根据低频子载波的信噪比值计算出低频子载波的当前信噪比均值，根据高频子载波的信噪比值计算出高频子载波的当前信噪比均值，将低频子载波的当前信噪比均值除以高频子载波的当前信噪比均值的结果作为当前信噪比相关值。

在第一方面的第二种可能的实现方式中，接收端从发送端获取OFDM信号的子载波的当前信噪比值具体包括：接收端从发送端获取OFDM信号的子载波中的低频子载波的当前信噪比值；接收端根据当前信噪比值计算出当前信噪比相关值具体包括：接收端根据以下公式获取当前信噪比相关值：

${{\mathrm{SNR}}^{\′}}_{\mathrm{mean}\_w}=\frac{1}{N^{\′}}{\×\mathrm{\Σ}}_{k^{\′}=\mathrm{Lstar}{t}^{\′}}^{{\mathrm{Lend}}^{\′}}{10}^{\frac{{{\mathrm{SNR}}^{\′}}_{k^{\′}}}{10}};$

其中，SNR'_{mean_w}为当前信噪比相关值，N'为低频子载波的数量，Lstart'为低频子载波的开始位置，Lend'为低频子载波的结束位置，k'为正整数，SNR'_k'为每个低频子载波的当前信噪比值。

在第一方面的第三种可能的实现方式中，接收端从发送端获取OFDM信号的子载波的当前信噪比值具体包括：接收端从发送端获取OFDM信号的子载波中的低频子载波的当前信噪比值；接收端根据当前信噪比值计算出当前信噪比相关值具体包括：接收端根据低频子载波的当前信噪比值计算出低频子载波的当前信噪比均值，将低频子载波的当前信噪比均值作为当前信噪比相关值。

根据第一方面、第一方面的第一至第三种可能的实现方式中的任一者，在第四种可能的实现方式中，接收端根据当前频率偏移值确定频率调整值，并将频率调整值发送至发送端包括：在接收端确定当前频率偏移值的绝对值小于第一预设阈值且大于第二预设阈值时，接收端将当前频率偏移值取负值作为频率调整值发送至发送端，其中第一预设阈值大于第二预设阈值；发送端根据频率调整值对发送端发出的OFDM信号的中心频率进行调整包括：发送端将OFDM信号的当前中心频率值与频率调整值相加，从而获得锁定值，并将OFDM信号的当前中心频率调整至锁定值。

根据第一方面、第一方面的第一至第三种可能的实现方式中的任一者，在第五种可能的实现方式中，接收端根据当前频率偏移值确定频率调整值，并将频率调整值发送至发送端包括：在接收端确定当前频率偏移值的绝对值大于或等于第一预设阈值时，且在当前频率偏移值为正数时，接收端将第一预设阈值取负值作为频率调整值，在当前频率偏移值为负数时，将第一预设阈值作为频率调整值，并将频率调整值发送至发送端；发送端根据频率调整值对发送端发出的OFDM信号的中心频率进行调整包括：发送端将OFDM信号的当前中心频率值与频率调整值相加，从而获得锁定值，并将OFDM信号的当前中心频率调整至锁定值。

根据第一方面、第一方面的第一至第三种可能的实现方式中的任一者，在第五种可能的实现方式中，接收端根据当前频率偏移值确定频率调整值，并将频率调整值发送至发送端包括：在接收端在判断到当前频率偏移值的绝对值小于或等于第二预设阈值时，不断发送不同的频率调整值至发送端，其中频率调整值设置在第二预设阈值与对第二预设阈值取负所得值之间；发送端根据频率调整值对发送端发出的OFDM信号的中心频率进行调整包括：发送端根据频率调整值对OFDM信号的中心频率进行上下调整，直至接收端从发送端获取的OFDM信号的误码率最低。

根据第一方面、第一方面的第一至第五种可能的实现方式中的任一者，在第六种可能的实现方式中，接收端通过以下方法获取线性关系：发送端以不同的频率偏移值对OFDM信号的中心频率进行上下调整，频率偏移值设置在第一预设阈值与对第一预设阈值取负所得值之间，且频率偏移值的绝对值按照第二预设步长依次增加；接收端从发送端分别获取设置不同频率偏移值时OFDM信号对应的多组子载波信噪比值；接收端根据每一组子载波的信噪比值计算出对应的信噪比相关值，从而获得与不同的频率偏移值对应的多个信噪比相关值，其中噪比相关值是由信噪比值经过数值运算所获得的运算结果，不同的信噪比值对应于不同的信噪比相关值；接收端根据频率偏移值和信噪比相关值的对应关系的获取OFDM系统中频率偏移值与信噪比相关值之间的线性关系。

第二方面提供一种正交频分复用OFDM系统，OFDM系统包括发送端和接收端，发送端包括激光器，接收端包括接收机以及数据处理单元，其中：接收端的接收机获取发送端的激光器发出的OFDM信号的子载波的当前信噪比值；接收端的数据处理单元根据当前信噪比值计算出当前信噪比相关值，其中当前信噪比相关值是由当前信噪比值经过数值运算所获得的运算结果，不同的当前信噪比值对应于不同的当前信噪比相关值；接收端的数据处理单元根据当前信噪比相关值在OFDM信号的中心频率的频率偏移值与信噪比相关值之间的线性关系中获取当前信噪比相关值对应的当前频率偏移值；接收端的数据处理单元根据当前频率偏移值确定频率调整值，并将频率调整值发送至发送端的数据处理单元；发送端的数据处理单元根据频率调整值控制控制单元对激光器发出的OFDM信号的中心频率进行调整。

在第二方面的第一种可能的实现方式中，接收端的接收机从发送端的激光器发出的OFDM信号的子载波中获取低频子载波的当前信噪比值以及高频子载波的当前信噪比值；接收端的数据处理单元根据低频子载波的信噪比值计算出低频子载波的当前信噪比均值，根据高频子载波的信噪比值计算出高频子载波的当前信噪比均值，将低频子载波的当前信噪比均值除以高频子载波的当前信噪比均值的结果作为当前信噪比相关值。

在第二方面的第二种可能的实现方式中，接收端的接收机从发送端的激光器发出OFDM信号的子载波中获取低频子载波的当前信噪比值；接收端的数据处理单元根据以下公式获取当前信噪比相关值：

${{\mathrm{SNR}}^{\′}}_{\mathrm{mean}\_w}=\frac{1}{N^{\′}}{\×\mathrm{\Σ}}_{k^{\′}=\mathrm{Lstar}{t}^{\′}}^{{\mathrm{Lend}}^{\′}}{10}^{\frac{{{\mathrm{SNR}}^{\′}}_{k^{\′}}}{10}};$

其中，SNR'_{mean_w}为当前信噪比相关值，N'为低频子载波的数量，Lstart'为低频子载波的开始位置，Lend'为低频子载波的结束位置，k'为正整数，SNR'_k'为每个低频子载波的当前信噪比值。

在第二方面的第三种可能的实现方式中，接收端的接收机从发送端的激光器发出的OFDM信号的子载波中获取低频子载波的当前信噪比值；接收端的数据处理单元根据低频子载波的当前信噪比值计算出低频子载波的当前信噪比均值，将低频子载波的当前信噪比均值作为当前信噪比相关值。

结合第二方面、第二方面的第一至第三种可能的实现方式中的任一者，在第四种可能的实现方式中，发送端还包括数据处理单元以及控制单元，发送端的数据处理单元、控制单元以及激光器依次连接，在接收端的数据处理单元确定当前频率偏移值的绝对值小于第一预设阈值且大于第二预设阈值时，接收端的数据处理单元将当前频率偏移值取负值作为频率调整值发送至发送端的数据处理单元，其中第一预设阈值大于第二预设阈值；发送端的数据处理单元将OFDM信号的当前中心频率值与当前频率调整值相加，从而获得锁定值；发送端的控制单元控制激光器将OFDM信号的当前中心频率调整至锁定值。

结合第二方面、第二方面的第一至第三种可能的实现方式中的任一者，在第五种可能的实现方式中，发送端还包括数据处理单元以及控制单元，发送端的数据处理单元、控制单元以及激光器依次连接，在接收端的数据处理单元确定当前频率偏移值的绝对值大于或等于第一预设阈值时，且在当前频率偏移值为正数时，将第一预设阈值取负值作为当前频率偏移值，在当前频率偏移值为负数时，将第一预设阈值作为当前频率偏移值，并将当前频率偏移值发送至发送端的数据处理单元；发送端的数据处理单元将OFDM信号的当前中心频率值与当前频率偏移值相加，从而获得锁定值；发送端的控制单元控制激光器将OFDM信号的当前中心频率调整至锁定值。

结合第二方面、第二方面的第一至第三种可能的实现方式中的任一者，在第六种可能的实现方式中，发送端还包括数据处理单元以及控制单元，发送端的数据处理单元、控制单元以及激光器依次连接，在接收端的数据处理单元在判断到当前频率偏移值的绝对值小于或等于第二预设阈值时，不断发送不同的频率调整值至发送端的数据处理单元，其中频率调整值设置在第二预设阈值与对第二预设阈值取负所得值之间，且频率调整值的绝对值按照第一预设步长依次增加；发送端的控制单元根据频率调整值对激光器发出的OFDM信号的中心频率进行上下调整，直至接收端的接收机从发送端接收到的OFDM信号的误码率最低。

结合第二方面、第二方面的第一至第六种可能的实现方式中的任一者，在第七种可能的实现方式中，发送端的控制单元以不同的频率偏移值对激光器发出的OFDM信号的中心频率进行上下调整，频率偏移值设置在第一预设阈值与对第一预设阈值取负所得值之间；接收端的接收机分别获取设置不同频率偏移值时从发送端的激光器发出的OFDM信号对应的多组子载波信噪比值；接收端的数据处理单元根据每一组子载波的信噪比值计算出对应的信噪比相关值，从而获得与不同的频率偏移值对应的多个信噪比相关值，其中噪比相关值是由信噪比值经过数值运算所获得的运算结果，不同的信噪比值对应于不同的信噪比相关值；接收端的数据处理单元根据频率偏移值和信噪比相关值的对应关系的获取OFDM系统中频率偏移值与信噪比相关值之间的线性关系并存储线性关系。

通过以上公开内容，本发明揭示了一种OFDM系统及其中心频率调整方法，接收端首先获取OFDM系统中频率偏移值与信噪比相关值之间的线性关系，通过获取当前信噪比相关值，并根据当前信噪比相关值从线性关系查找出对应的当前频率偏移值，由于当前频率偏移值可根据当前信噪比相关值以及线性关系获取，且当前信噪比相关值可根据所述当前信噪比值计算获得，因此，因此本发明可获取OFDM信号的中心频率偏移值，并根据该中心频率偏移值对发送端发出的OFDM信号的中心频率进行调整，使其锁定，从而保证OFDM系统性能的稳定。

附图说明

图1是OFDM系统中OFDM信号经光纤后的SNR曲线；

图2是OFDM系统中OFDM信号实现单边带滤波的方法的示意图；

图3是表示频率偏移量与误码率之间关系的曲线示意图；

图4是表示激光器中心频率漂移对OFDM单边带系统造成的影响；

图5是表示滤波窗口中心频率漂移对OFDM单边带系统造成的影响；

图6是本发明的正交频分复用OFDM系统的第一实施例的系统结构示意图；

图7为获取OFDM系统中OFDM信号的频率偏移值与其信噪比相关值之间的线性关系一优选实施例的流程图；

图8是本发明实施例提供的频率偏移值与低频子载波的信噪比均值之间的曲线示意图；

图9是本发明的正交频分复用OFDM系统的中心频率调整方法第一实施例的流程图；

图10是本发明一种正交频分复用OFDM系统第二实施例的系统结构示意图；

图11是本发明一种正交频分复用OFDM系统第三实施例的系统结构示意图；

图12是本发明的正交频分复用OFDM系统的中心频率调整方法第二实施例的流程图；

图13是本发明的正交频分复用OFDM系统的中心频率调整方法第二实施例中用于微调的步骤的具体流程图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

首先请参见图6，图6是本发明的正交频分复用OFDM系统的第一实施例的系统结构示意图，该OFDM系统包括发送端50和接收端60，发送端50与接收端60连接，发送端50产生OFDM信号并发送至接收端60，接收端60产生频率调整值并发送至发送端50(于下文会详细介绍)。

基于上述系统，本发明实施例提供一种正交频分复用OFDM系统的中心频率调整方法，而在应用该方法之前，接收端60预先保存有OFDM系统中OFDM信号的频率偏移值与其信噪比相关值之间的线性关系，为了对本发明实施例作出清楚说明，以下先介绍获取该线性关系的方法，请参见图7，图7为获取OFDM系统中OFDM信号的频率偏移值与其信噪比相关值之间的线性关系一优选实施例的流程图，如图7所示，获取线性关系的方法包括以下步骤：

步骤1101：发送端50以不同的频率偏移值对OFDM信号的中心频率进行上下调整，频率偏移值设置在第一预设阈值与对第一预设阈值取负所得值之间，且频率偏移值的绝对值按照第二预设步长依次增加；

步骤1102：接收端60从发送端50分别获取设置不同频率偏移值时OFDM信号对应的多组子载波信噪比值；

步骤1103：接收端60根据每一组子载波的信噪比值计算出对应的信噪比相关值，其中噪比相关值是由信噪比值经过数值运算所获得的运算结果，不同的信噪比值对应于不同的信噪比相关值；

步骤1104：接收端60根据频率偏移值和信噪比相关值的对应关系的获取OFDM系统中频率偏移值与信噪比相关值之间的线性关系。

假设发送端50所产生的OFDM信号的子载波个数为SC，不包括直流分量，SC为正整数，SC>＝2，设Hstart为SC个子载波中高频子载波的开始位置，Hend为高频子载波的结束位置，参数范围和关系如下：

$\frac{\mathrm{SC}}{2}<=\mathrm{Hstart}$

Hstart<＝Hend

Hend<＝SC

M为高频子载波的个数，M＝Hend–Hstart+1

设Lstart为低频子载波的开始位置，Lend为低频子载波的结束位置，参数范围和关系如下：

1<＝Lstart

Lstart<＝Lend

$\mathrm{Lend}<\frac{\mathrm{SC}}{2}$

N为低频子载波的个数，N＝Lend–Lstart+1

在本发明实施例中，步骤1103所揭示的信噪比相关值具体可包括三种，分别为：

一：信噪比相关值为低频子载波的信噪比均值除以高频子载波的信噪比均值的结果。

具体地，接收端60可根据每一组子载波中低频子载波的信噪比值计算出对应的低频子载波的信噪比均值，根据每一组子载波中高频子载波的信噪比值计算出对应的高频子载波的信噪比均值，将低频子载波的信噪比均值除以高频子载波的信噪比均值的结果作为信噪比相关值，从而获得与不同的频率偏移值对应的多个信噪比相关值。

具体的，该种情况下计算信噪比相关值的公式如下：

${\mathrm{Ratio}}_{H2L}=\frac{\frac{1}{M}{\mathrm{\&Sigma;}}_{l=\mathrm{Hstart}}^{\mathrm{Hend}}{\mathrm{SNR}}_l}{\frac{1}{N}{\mathrm{\&Sigma;}}_{k=\mathrm{Lstart}}^{\mathrm{Lstart}+N-1}{\mathrm{SNR}}_k}---\left(1\right)$

其中，Ratio_H2L为信噪比相关值。具体地，在步骤1102中，接收端60从发送端50分别获取设置不同频率偏移值时OFDM信号对应的多组低频子载波信噪比值，并在步骤中1103，接收端60根据等式(1)计算出Ratio_H2L作为信噪比相关值。

二：信噪比相关值为10的十分之每组低频子载波中低频子载波次幂的均值，其由以下公式定义：

${\mathrm{SNR}}_{\mathrm{mean}\_w}=\frac{1}{N}{\&times;\mathrm{\&Sigma;}}_{k=\mathrm{Lstart}}^{\mathrm{Lend}}{10}^{\frac{{\mathrm{SNR}}_k}{10}};---\left(2\right)$

其中，SNR_{mean_w}为信噪比相关值，N为每组低频子载波中低频子载波的数量，Lstart为每组低频子载波中低频子载波的开始位置，Lend为每组低频子载波中低频子载波的结束位置，k为正整数，SNR_k为每组低频子载波中每个低频子载波的信噪比值；

具体地，在步骤1102中，接收端60从发送端50分别获取不同频率偏移值时OFDM信号对应的多组低频子载波信噪比值，并在步骤1103中，接收端60根据等式(2)获取SNR_{mean_w}作为信噪比相关值。

三：信噪比相关值低频子载波的信噪比均值。

具体地，在步骤1102中，接收端60从发送端50分别获取不同频率偏移值时OFDM信号对应的多组低频子载波信噪比值，并在步骤1103中，接收端60根据每一组子载波中低频子载波的信噪比值计算出对应的低频子载波的信噪比均值，将低频子载波的信噪比均值作为信噪比相关值，从而获得与不同的频率偏移值对应的多个信噪比相关值。以公式表达如下：

${\mathrm{SNR}}_{\mathrm{mean}\_\mathrm{dB}}=\frac{1}{N}\underset{k=\mathrm{Lstart}}{\overset{\mathrm{Lend}}{\mathrm{\&Sigma;}}}{\mathrm{SNR}}_k---\left(3\right)$

SNR_{mean_dB}为信噪比相关值。

其中，上述三种信噪比相关值均与OFDM信号的频率偏移值形成线性关系。

以下以第三种信噪比相关值(即信噪比相关值为低频子载波的信噪比均值)为例对频率偏移值与信噪比相关值的线性关系进行说明，请参见图8，图8为根据9组数据获取到的频率偏移值与低频子载波的信噪比均值之间的曲线，在图8中，横坐标为频率偏移值，纵坐标为低频子载波的信噪比均值，9组数据分别为：(-4，8)、(-3，9)、(-2，12.8)、(-1，15.3)、(0，18.2)、(1，19.7)、(2，20.4)、(3，22.3)、(4，24.5)。

根据该9组数据可知，频率偏移值与低频子载波的信噪比均值之间为线性关系，线性关系的获取方式为取上述9组数据中的任意2组数据，获取斜率K，并将K和该2组数据中的任一组数据的x值和y值代入公式：y＝K*x+Y，可得到Y值，从而可获取线性关系：y＝K*x+Y，其中x，y值为变量，K与Y值是常量。

值得注意的是，上述第一与第二种情况的信噪比相关值与频率偏移值也同样呈线性关系，也可以根据类似算法获取上述第一与第二种情况的信噪比相关值与频率偏移值的线性关系。

值得注意的是，上述方法仅为本发明获取线性关系的一个优选实施例，本领域技术人员根据上述实施例的启示，所联想到的任何可以获取信噪比相关值与频率偏移值的线性关系的实施例均可应用于本发明。

因此，在获取到上述线性关系的前提下，本发明实施例提供一种正交频分复用OFDM系统的中心频率调整方法，该方法的基本思路是在接收端60计算子载波的当前信噪比相关值，通过当前信噪比相关值从上述获取的线性关系中获取到当前的频率偏移值，从而检测OFDM信号的中心频率是否发生频率偏移，若检测出已发生频率偏移，则根据当前频率偏移值确定频率调整值并发送至发送端50，发送端50调整根据频率调整值对发送端50发出的OFDM信号的中心频率进行调整，具体可参见图9，图9是本发明的正交频分复用OFDM系统的中心频率调整方法第一实施例的流程图，如图9所示，该方法包括以下步骤：

步骤1201：接收端60获取发送端50发出的OFDM信号的子载波的当前信噪比值；

步骤1202：接收端60根据当前信噪比值计算出当前信噪比相关值，其中当前信噪比相关值是由当前信噪比值经过数值运算所获得的运算结果，不同的当前信噪比值对应于不同的当前信噪比相关值；

步骤1203：接收端60根据当前信噪比相关值在OFDM信号的中心频率的频率偏移值与信噪比相关值之间的线性关系中获取当前信噪比相关值对应的当前频率偏移值；

步骤1204：接收端60根据当前频率偏移值确定频率调整值，并将频率调整值发送至发送端50；

步骤1205：发送端50根据频率调整值对发送端50发出的OFDM信号的中心频率进行调整。

具体地，对应于三种不同的信噪比相关值，可分别以以下三种方式进行对应处理：

方式一：在信噪比相关值为低频子载波的信噪比均值除以高频子载波的信噪比均值的结果时，步骤1201中，接收端60从发送端50获取OFDM信号的子载波中的低频子载波的当前信噪比值以及高频子载波的当前信噪比值；在步骤1202中，接收端60根据低频子载波的信噪比值计算出低频子载波的当前信噪比均值，根据高频子载波的信噪比值计算出高频子载波的当前信噪比均值，将低频子载波的当前信噪比均值除以高频子载波的当前信噪比均值的结果作为当前信噪比相关值。在步骤1203中，接收端60根据当前信噪比相关值在OFDM信号的中心频率的频率偏移值与信噪比相关值之间的线性关系中获取当前信噪比相关值对应的当前频率偏移值，具体地，可将当前信噪比相关值作为y值代入上述的等式y＝K*x+Y中，从而得到当前频率偏移值x。

方式二：在信噪比相关值为SNR_{mean_w}时，步骤1201中，接收端60从发送端50获取OFDM信号的子载波中的低频子载波的当前信噪比值，在步骤1202中，接收端60根据以下公式获取当前信噪比相关值：

${{\mathrm{SNR}}^{\&prime;}}_{\mathrm{mean}\_w}=\frac{1}{N^{\&prime;}}{\&times;\mathrm{\&Sigma;}}_{k^{\&prime;}=\mathrm{Lstar}{t}^{\&prime;}}^{{\mathrm{Lend}}^{\&prime;}}{10}^{\frac{{{\mathrm{SNR}}^{\&prime;}}_{k^{\&prime;}}}{10}};---\left(4\right)$

其中，SNR'_{mean_w}为当前信噪比相关值，N'为低频子载波的数量，Lstart'为低频子载波的开始位置，Lend'为低频子载波的结束位置，k'为正整数，SNR'_k'为每个低频子载波的当前信噪比值。在步骤1203中，接收端60根据当前信噪比相关值SNR'_{mean_w}、OFDM系统中频率偏移值与信噪比相关值之间的线性关系查找出当前信噪比相关值对应的当前频率偏移值。具体地，可将当前信噪比相关值SNR'_{mean_w}作为y值代入上述的等式y＝K*x+Y中，从而得到当前频率偏移值x。

方式三：在信噪比相关值为低频子载波的信噪比均值时，在步骤1201中，接收端60从发送端50获取OFDM信号的子载波中的低频子载波的当前信噪比值，在步骤1202中，接收端60根据低频子载波的信噪比值计算出低频子载波的当前信噪比均值，将低频子载波的当前信噪比均值作为当前信噪比相关值。在步骤1203中，接收端60根据低频子载波的当前信噪比值计算出低频子载波的当前信噪比均值，将低频子载波的当前信噪比均值作为当前信噪比相关值。具体地，可将当前信噪比相关值作为y值代入上述的等式y＝K*x+Y中，从而得到当前频率偏移值x。

可选地，在本发明实施例中，针对当前频率偏移值设置有第一预设阈值和第二预设阈值，该第一预设阈值和第二预设阈值可根据实际需要设定，第一预设阈值用于表示线性关系的频率偏移值范围，第二预设阈值定义为较小的数值，用于表示微调范围，例如第一预设阈值可为4GHZ，其表示线性关系的频率偏移值范围在-4GHZ至4GHZ之间，第二预设阈值比第一预设阈值小，具体值可例如为0.5GHZ，若频率偏移值位于-0.5GHZ至0.5GHZ，则可对OFDM信号的中心频率进行微调，以下将进行具体说明：

在步骤1204中，在接收端60确定当前频率偏移值的绝对值大于或等于第一预设阈值时，且在当前频率偏移值为正数时，接收端60将第一预设阈值作为频率调整值，在当前频率偏移值为负数时，将第一预设阈值取负值作为频率调整值，并将频率调整值发送至发送端50。对应地，此时在步骤1205中，发送端60将OFDM信号的当前中心频率值与频率调整值取负后的值相加，从而获得锁定值，并将OFDM信号的当前中心频率调整至锁定值。

举例而言，假设OFDM信号的当前中心频率值为20GHZ，若根据线性关系获取的当前频率偏移值为5GHZ，接收端60判断到|5GHZ|﹥4GHZ，由于5GHZ为正数，此时接收端60将第一预设阈值5GHZ取负值作为频率调整值发送至发送端50。发送端50将OFDM信号的当前中心频率值20GHZ与频率调整值-5GHZ相加，从而获得锁定值15GHZ，并将OFDM信号的当前中心频率20GHZ调整至锁定值15GHZ。

假设OFDM信号的当前中心频率值为10GHZ，若根据线性关系获取的当前频率偏移值为-6GHZ，接收端60判断到|-6GHZ|﹥4GHZ，由于-6GHZ为负数，此时接收端60将第一预设阈值5GHZ作为频率调整值发送至发送端50。发送端50将OFDM信号的当前中心频率值20GHZ与频率调整值5GHZ相加，从而获得锁定值15GHZ，并将OFDM信号的当前中心频率10GHZ调整至锁定值15GHZ。

因此，当前频率偏移值的绝对值大于或等于第一预设阈值时，无论当前频率偏移值为正或负，发送端50均可将OFDM信号的当前中心频率调整至锁定值15GHZ。

当前频率偏移值的绝对值大于或等于第一预设阈值时，说明当前频率偏移值不在线性关系的频率偏移值范围内，因此本发明实施例将第一预设阈值或第一预设阈值取负值设置为频率调整值，即将线性关系的最大频率偏移值作为频率调整值，避免了因采用超出线性关系的频率偏移值范围的当前频率偏移值而出错，进而提高了频率调整的准确度。

在步骤1204中，在接收端60确定当前频率偏移值的绝对值小于第一预设阈值且大于第二预设阈值时，接收端60将当前频率偏移值取负值作为频率调整值发送至发送端50。对应地，此时在步骤1205中，发送端50将OFDM信号的当前中心频率值与频率调整值相加，从而获得锁定值，并将OFDM信号的当前中心频率调整至锁定值。

举例而言，假设OFDM信号的当前中心频率值为18GHZ，若根据线性关系获取的当前频率偏移值为3GHZ，接收端60判断到|3GHZ|﹤4GHZ，此时接收端60将第一预设阈值3GHZ取负值作为频率调整值发送至发送端50。发送端50将OFDM信号的当前中心频率值18GHZ与频率调整值-3GHZ相加，从而获得锁定值15GHZ，并将OFDM信号的当前中心频率18GHZ调整至锁定值15GHZ。

假设OFDM信号的当前中心频率值为12GHZ，若根据线性关系获取的当前频率偏移值为-3GHZ，接收端60判断到|-3GHZ|﹤4GHZ，此时接收端60将第一预设阈值-3GHZ取负值作为频率调整值发送至发送端50。发送端50将OFDM信号的当前中心频率值12GHZ与频率调整值3GHZ相加，从而获得锁定值15GHZ，并将OFDM信号的当前中心频率18GHZ调整至锁定值15GHZ。

由于当前频率偏移值的绝对值小于第一预设阈值且大于第二预设阈值，说明当前频率偏移值在线性关系的频率偏移值范围内，因此本发明实施例将当前频率偏移值取负值作为频率调整值，使得发送端50可根据该频率调整值对已发生频率偏移的OFDM信号的当前中心频率值进行补偿修正，从而令OFDM信号的当前中心频率锁定在锁定值上。

在步骤1205中，在接收端60判断到当前频率偏移值的绝对值小于或等于第二预设阈值时，不断发送不同的频率调整值至发送端50，其中频率调整值设置在第二预设阈值与对第二预设阈值取负所得值之间。对应地，此时在步骤1206中，发送端50根据频率调整值对OFDM信号的中心频率进行上下调整，直至接收端60从发送端50获取的OFDM信号的误码率最低。

举例而言，假设OFDM信号的当前中心频率值为15.03GHZ，若根据线性关系获取的当前频率偏移值为0.03GHZ，接收端60判断到|0.03GHZ|﹤0.5GHZ，此时接收端60不断发送不同的频率调整值(如0.01、-0.01、0.02、-0.02、0.03、-0.03、0.04、-0.04GHZ)至发送端50，其中频率调整值设置在第二预设阈值与对第二预设阈值取负所得值(即-0.5至0.5)之间，并且，优选地，频率调整值的绝对值以第二步长为单位递增，在本实施例中第二步长为0.01。发送端50根据频率调整值对OFDM信号的中心频率进行上下调整，接收端60判断到从发送端50获取的OFDM信号的误码率最低时，记录下此时对应的频率调整值，在本实施例中，假设OFDM信号的误码率最低时对应的频率调整值为-0.03GHZ，发送端50根据频率调整值-0.03GHZ对OFDM信号的中心频率调整，具体可将15.03GHZ与-0.03GHZ相加得到调整后的OFDM信号的中心频率为15GHZ，由于频率调整值为-0.03GHZ时比设置其他频率调整值时接收端60从发送端50获取的OFDM信号的误码率最低，因此达到对OFDM信号进行微调从而使其锁定在15GHZ的效果。

因此，本发明实施例首先获取OFDM系统中频率偏移值与信噪比相关值之间的线性关系，通过获取当前信噪比相关值，并根据当前信噪比相关值从线性关系查找出对应的当前频率偏移值，可识别OFDM信号的中心频率偏移，并对其作出调整，从而保证系统性能的稳定。

以下请参见图10，图10是本发明一种正交频分复用OFDM系统第二实施例的系统结构示意图，如图10所示：

OFDM系统包括发送端50和接收端60，发送端50包括激光器503以及数据处理单元501，接收端60包括接收机603以及数据处理单元604，发送端50的数据处理单元501与接收端60的数据处理单元604之间具有数据连接。

具体地，在该OFDM系统中，可通过以下方式预先获取OFDM信号的中心频率的频率偏移值与信噪比相关值之间的线性关系：

发送端50的控制单元502以不同的频率偏移值对激光器503发出的OFDM信号的中心频率进行上下调整，频率偏移值设置在第一预设阈值与对第一预设阈值取负所得值之间；

接收端60的接收机603分别获取设置不同频率偏移值时从发送端50的激光器503发出的OFDM信号对应的多组子载波信噪比值；

接收端60的数据处理单元604根据每一组子载波的信噪比值计算出对应的信噪比相关值，从而获得与不同的频率偏移值对应的多个信噪比相关值，其中噪比相关值是由信噪比值经过数值运算所获得的运算结果，不同的信噪比值对应于不同的信噪比相关值；

接收端60的数据处理单元604根据频率偏移值和信噪比相关值的对应关系的获取OFDM系统中频率偏移值与信噪比相关值之间的线性关系并存储线性关系。

其中，信噪比相关值具体可为：

一：信噪比相关值为低频子载波的信噪比均值除以高频子载波的信噪比均值的结果。

具体地，接收端60的数据处理单元604可根据每一组子载波中低频子载波的信噪比值计算出对应的低频子载波的信噪比均值，根据每一组子载波中高频子载波的信噪比值计算出对应的高频子载波的信噪比均值，将低频子载波的信噪比均值除以高频子载波的信噪比均值的结果作为信噪比相关值，从而获得与不同的频率偏移值对应的多个信噪比相关值。

具体的，该种情况下计算信噪比相关值的公式如下：

${\mathrm{Ratio}}_{H2L}=\frac{\frac{1}{M}{\mathrm{\&Sigma;}}_{l=\mathrm{Hstart}}^{\mathrm{Hend}}{\mathrm{SNR}}_l}{\frac{1}{N}{\mathrm{\&Sigma;}}_{k=\mathrm{Lstart}}^{\mathrm{Lstart}+N-1}{\mathrm{SNR}}_k}---\left(1\right)$

其中，Ratio_H2L为信噪比相关值。具体地，接收端60的数据处理单元604从接收机603分别获取不同频率偏移值的OFDM信号对应的多组低频子载波信噪比值，并在步骤中，根据等式(2)获取SNR_{mean_w}作为信噪比相关值。

二：信噪比相关值为10的十分之每组低频子载波中低频子载波次幂的均值，其由以下公式定义：

${\mathrm{SNR}}_{\mathrm{mean}\_w}=\frac{1}{N}{\&times;\mathrm{\&Sigma;}}_{k=\mathrm{Lstart}}^{\mathrm{Lend}}{10}^{\frac{{\mathrm{SNR}}_k}{10}};---\left(2\right)$

其中，SNR_{mean_w}为信噪比相关值，N为每组低频子载波中低频子载波的数量，Lstart为每组低频子载波中低频子载波的开始位置，Lend为每组低频子载波中低频子载波的结束位置，k为正整数，SNR_k为每组低频子载波中每个低频子载波的信噪比值；

接收端60的数据处理单元604从接收机603分别获取不同频率偏移值的OFDM信号对应的多组低频子载波信噪比值，并根据等式(2)获取SNR_{mean_w}作为信噪比相关值。

三：信噪比相关值低频子载波的信噪比均值。

接收端60的数据处理单元604从接收机603分别获取不同频率偏移值的OFDM信号对应的多组低频子载波信噪比值，并在步骤中，接收端60的数据处理单元604根据每一组子载波中低频子载波的信噪比值计算出对应的低频子载波的信噪比均值，将低频子载波的信噪比均值作为信噪比相关值，从而获得与不同的频率偏移值对应的多个信噪比相关值。以公式表达如下：

${\mathrm{SNR}}_{\mathrm{mean}\_\mathrm{dB}}=\frac{1}{N}{\mathrm{\&Sigma;}}_{k=\mathrm{Lstart}}^{\mathrm{Lend}}{\mathrm{SNR}}_k---\left(3\right)$

SNR_{mean_dB}为信噪比相关值。

以下以第三种信噪比相关值(即信噪比相关值为低频子载波的信噪比均值)为例对频率偏移值与信噪比相关值的线性关系进行说明，请参见图8，图8为根据9组数据获取到的频率偏移值与低频子载波的信噪比均值之间的曲线，在图8中，横坐标为频率偏移值，纵坐标为低频子载波的信噪比均值，9组数据分别为：(-4，8)、(-3，9)、(-2，12.8)、(-1，15.3)、(0，18.2)、(1，19.7)、(2，20.4)、(3，22.3)、(4，24.5)。

根据该9组数据可知，频率偏移值与低频子载波的信噪比均值之间为线性关系，线性关系的获取方式为接收端60的数据处理单元604取上述9组数据中的任意2组数据，获取斜率K，并将K和该2组数据中的任一组数据的x值和y值代入公式：y＝K*x+Y，可得到Y值，从而可获取线性关系：y＝K*x+Y，其中x，y值为变量，K与Y值是常量。

值得注意的是，上述第一与第二种情况的信噪比相关值与频率偏移值也同样呈线性关系，接收端60的数据处理单元604也可以根据类似算法获取上述第一与第二种情况的信噪比相关值与频率偏移值的线性关系。

值得注意的是，上述方法仅为本发明获取线性关系的一个优选实施例，本领域技术人员根据上述实施例的启示，所联想到的任何可以获取信噪比相关值与频率偏移值的线性关系的实施例均可应用于本发明。

在获取线性关系之后，可通过以下方式对OFDM信号的中心频率作出调整：

接收端60的接收机603获取发送端50的激光器503发出的OFDM信号的子载波的当前信噪比值；

接收端60的数据处理单元604根据当前信噪比值计算出当前信噪比相关值，其中当前信噪比相关值是由当前信噪比值经过数值运算所获得的运算结果，不同的当前信噪比值对应于不同的当前信噪比相关值；

接收端60的数据处理单元604根据当前信噪比相关值在OFDM信号的中心频率的频率偏移值与信噪比相关值之间的线性关系中获取当前信噪比相关值对应的当前频率偏移值；

接收端60的数据处理单元604根据当前频率偏移值确定频率调整值，并将频率调整值发送至发送端50的数据处理单元501；

发送端50的数据处理单元501根据频率调整值控制控制单元对激光器503发出的OFDM信号的中心频率进行调整。

当信噪比相关值为公式(1)所示值时，接收端60的接收机603从发送端50的激光器503发出的OFDM信号的子载波中获取低频子载波的当前信噪比值以及高频子载波的当前信噪比值；接收端60的数据处理单元604根据低频子载波的信噪比值计算出低频子载波的当前信噪比均值，根据高频子载波的信噪比值计算出高频子载波的当前信噪比均值，将低频子载波的当前信噪比均值除以高频子载波的当前信噪比均值的结果作为当前信噪比相关值。

当信噪比相关值为公式(2)所示值时，接收端60的接收机603从发送端50的激光器503发出OFDM信号的子载波中获取低频子载波的当前信噪比值；接收端60的数据处理单元604根据以下公式获取当前信噪比相关值：

${{\mathrm{SNR}}^{\&prime;}}_{\mathrm{mean}\_w}=\frac{1}{N^{\&prime;}}{\&times;\mathrm{\&Sigma;}}_{k^{\&prime;}=\mathrm{Lstar}{t}^{\&prime;}}^{{\mathrm{Lend}}^{\&prime;}}{10}^{\frac{{{\mathrm{SNR}}^{\&prime;}}_{k^{\&prime;}}}{10}};$

其中，SNR'_{mean_w}为当前信噪比相关值，N'为低频子载波的数量，Lstart'为低频子载波的开始位置，Lend'为低频子载波的结束位置，k'为正整数，SNR'_k'为每个低频子载波的当前信噪比值。

当信噪比相关值为公式(3)所示值时，接收端60的接收机603从发送端50的激光器503发出的OFDM信号的子载波中获取低频子载波的当前信噪比值，接收端60的数据处理单元604根据低频子载波的当前信噪比值计算出低频子载波的当前信噪比均值，将低频子载波的当前信噪比均值作为当前信噪比相关值。

具体地，接收端60的数据处理单元604可将当前信噪比相关值作为y值代入上述的等式y＝K*x+Y中，从而得到当前频率偏移值x。

可选地，发送端50还包括数据处理单元501以及控制单元502，发送端50的数据处理单元501、控制单元502以及激光器503依次连接，且发送端50的数据处理单元501与接收端60的数据处理单元604之间具有数据连接。

在接收端60的数据处理单元604确定当前频率偏移值的绝对值小于第一预设阈值且大于第二预设阈值时，接收端60的数据处理单元604将当前频率偏移值作为频率调整值发送至发送端50的数据处理单元501，其中第一预设阈值大于第二预设阈值；发送端50的数据处理单元501将OFDM信号的当前中心频率值与当前频率调整值相加，从而获得锁定值；发送端50的控制单元502控制激光器503将OFDM信号的当前中心频率调整至锁定值。

在接收端60的数据处理单元604确定当前频率偏移值的绝对值大于或等于第一预设阈值时，且在当前频率偏移值为正数时，将第一预设阈值作为当前频率偏移值，在当前频率偏移值为负数时，将第一预设阈值取负值作为当前频率偏移值，并将当前频率偏移值发送至发送端50的数据处理单元501；发送端50的数据处理单元501将OFDM信号的当前中心频率值与当前频率偏移值相加，从而获得锁定值；发送端50的控制单元502控制激光器503将OFDM信号的当前中心频率调整至锁定值。

在接收端60的数据处理单元604在判断到当前频率偏移值小于或等于第二预设阈值时，不断发送不同的频率调整值至发送端50的数据处理单元501，其中频率调整值设置在第二预设阈值与对第二预设阈值取负所得值之间，且频率调整值的绝对值按照第一预设步长依次增加；发送端50的控制单元502根据频率调整值对激光器503发出的OFDM信号的中心频率进行上下调整，直至接收端60的接收机603从发送端接收到的OFDM信号的误码率最低。

进一步地，请参见图11，图11是本发明一种正交频分复用OFDM系统第三实施例的系统结构示意图，如图11所示：OFDM系统第三实施例在第二实施例基础上进一步设置有合波器504和分波器602，具体地，发送端50还包括合波器504，接收端60还包括分波器602，合波器504和分波器602可作为滤波器使用，激光器503发出的OFDM信号会经过合波器504和分波器602，滤波器会对OFDM信号的中心频率造成影响，使其发生一定程度的偏移，而通过上述实施例所公开技术方案，本发明实施例可识别激光器503的中心频率偏移，并调整激光器503频率，使激光器503的中心频率锁定，从而保证OFDM系统性能的稳定。

因此，本发明实施例通过获取当前信噪比相关值，并根据当前信噪比相关值从线性关系查找出对应的当前频率偏移值，可识别激光器发出的OFDM信号的中心频率偏移，并对应调整激光器中心频率，从而使OFDM信号的中心频率锁定。

并且，本发明实施例能够检测OFDM系统中激光器、发端合波器、收端分波器产生的频率偏移，实现波长自适应调整，保证OFDM系统性能的稳定；

并且，激光器波长、合分波器的偏移与高频子载波和低频子载波的SNR比值或低频子载波SNR存在线性关系，基于此关系的波长自适应调整算法无需增加系统代价；

另外，本发明实施例无需增加硬件，降低成本，提升产品竞争力。

为了进一步说明，请参见图12，图12是本发明的正交频分复用OFDM系统的中心频率调整方法第二实施例的流程图，图12所示方法也是基于图6所示的系统架构进行的。

具体如图12所示：

步骤1301：流程开始；

步骤1302：OFDM系统输出每个子载波的SNR；

步骤1303：根据步骤1的输出，计算低频处N个子载波SNR求均值；

步骤1304：根据SNR均值到预先标定的SNR-频偏关系表中检测系统当前的频偏；

步骤1305：如果检测出的频偏TestFreqOffset大于SNR-频偏关系表的范围THD，则频偏值设置为THD，可通过以下公式实现此步骤：

AdjFreqOffset＝max(min(TestFreqOffset,THD),-THD)

此公式是在先在TestFreqOffset和THD中取最小值，再在min(TestFreqOffset,THD)和-THD中取最大值，其作用是：

1)TestFreqOffset>0时，若TestFreqOffset>THD，则AdjFreqOffset＝THD；

2)TestFreqOffset<0时，若TestFreqOffset<-THD，则AdjFreqOffset＝THD；

步骤1306：判断频偏TestFreqOffset是否超出频偏调整基本范围，如果频偏范围没有超出频偏调整的基本范围，则进入步骤1307，否则进入步骤1308；判断可通过以下公式实现：

abs(TestFreqOffset)>TargetFreq

频偏调整基本范围TargetFreq可自行设置。abs(TestFreqOffset)为取TestFreqOffset)的绝对值；

步骤1308：以激光器503当前工作频率F_SCAN为起点，以步长SoptGHz左右调节激光器503工作频率，如果往某个方向调节后系统性能变好，则继续向该方向调节，直到找到激光器503最佳点工作频率F_OPT，性能为BER_OPT，详细过程见图12，Sopt可自行设置。

步骤1307：频偏检测结果通过自协商数据包发送到发送端；

步骤1309：发送端的控制单元502根据检测结果AdjFreqOffset调整激光器503频率，使激光器503频率工作在需要的范围内，调整后的激光器503频率记为F_SCAN；

步骤1310：若总的迭代次数未超过AdjTimeTHD，则返回步骤1，否则本次调整结束，AdjTimeTHD可自行设置，AdjTimeTHD为正整数。

步骤1311：流程结束。

其中，步骤1302由接收端60的接收机603执行，步骤1303-1307、由接收端60的数据处理单元604执行，步骤1308由接收端60与发送端50协同执行，步骤1309-1310由发送端50的控制单元502执行，。

其中，图12中步骤1308的详细流程如图13所示，其中步骤1308的作用为对中心频率进行微调，具体请参见图13，现详细描述如下：

步骤1401：流程开始；

步骤1402：设置激光器503频率调节方向为向左调节D＝1，D为1向左调，为0向右调，进入步骤1403；

步骤1403：将当前激光器503工作频率和误码率BER记录为最佳点，即最佳频率和最佳性能，进入步骤1404；

步骤1404：判断当前的调节方向，若为向左调节，则进入步骤1405，否则进入步骤1406；

步骤1405：将激光器503频率向左偏移SoptGHz，进入步骤1408；

步骤1406：将激光器503频率向右偏移SoptGHz，进入步骤1408；

步骤1408：通过自协商数据获得系统当前BER；

步骤1409：比较激光器503工作在当前频率时系统的BER与最佳点BER，如果当前BER小于等于最佳点BER则返回到步骤1403，更新最佳BER并继续尝试调节激光器503频率；如果当前BER大于最佳点BER，说明不需要继续往这个方向尝试调节了，进入步骤1410；

步骤1410：判断处激光器503频率最佳点的左右两侧都已尝试调节，若都已尝试调节，则最佳点已找到，最佳点性能为BER_OPT，最佳点激光器503工作频率为F_OPT，进入步骤1411；否则进入步骤1407；

步骤1407：将激光器503调节方向设置为右，返回步骤1404，继续尝试是否能够找到性能更优的点；

步骤1411：流程结束。

其中，步骤1402、1404-1410由发送端50的控制单元502执行，步骤1403由发送端60的数据处理单元604执行，

上述实施例为本发明的正交频分复用OFDM系统的OFDM信号的中心频率调整方法的一个具体应用实例，本发明实施例能够检测OFDM单边带系统中激光器、发端合波器、收端分波器发生的波长偏移，实现波长自适应调整，保证OFDM系统性能的稳定，并且，激光器波长、合分波器的偏移与高频子载波和低频子载波的SNR比值或低频子载波SNR存在线性关系，基于此关系的波长自适应调整算法无需增加系统代价，另外，本发明实施例仅需在软件作出改进，无需增加硬件，可降低成本，提升产品竞争力。

因此，通过以上公开内容，本发明揭示了一种OFDM系统及其中心频率调整方法，接收端首先获取OFDM系统中频率偏移值与信噪比相关值之间的线性关系，通过获取当前信噪比相关值，并根据当前信噪比相关值从线性关系查找出对应的当前频率偏移值，由于当前频率偏移值可根据当前信噪比相关值以及线性关系获取，且当前信噪比相关值可根据所述当前信噪比值计算获得，因此，因此本发明可获取OFDM信号的中心频率偏移值，并中心频率偏移值对发送端发出的OFDM信号的中心频率进行调整，使其锁定，从而保证系统性能的稳定。

以上所述仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (16)

1.一种正交频分复用OFDM系统的中心频率调整方法，其特征在于，所述OFDM系统包括发送端和接收端，所述方法包括：

所述接收端获取所述发送端发出的OFDM信号的子载波的当前信噪比值；

所述接收端根据所述当前信噪比值计算出当前信噪比相关值，其中所述当前信噪比相关值是由所述当前信噪比值经过数值运算所获得的运算结果，不同的当前信噪比值对应于不同的当前信噪比相关值；

所述接收端根据所述当前信噪比相关值在所述OFDM信号的中心频率的频率偏移值与信噪比相关值之间的线性关系中获取所述当前信噪比相关值对应的当前频率偏移值；

所述接收端根据所述当前频率偏移值确定频率调整值，并将所述频率调整值发送至所述发送端；

所述发送端根据所述频率调整值对所述发送端发出的OFDM信号的中心频率进行调整。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述接收端从所述发送端获取所述OFDM信号的子载波的当前信噪比值具体包括：

所述接收端从所述发送端获取所述OFDM信号的子载波中的低频子载波的当前信噪比值以及高频子载波的当前信噪比值；

所述接收端根据所述当前信噪比值计算出当前信噪比相关值具体包括：

所述接收端根据所述低频子载波的信噪比值计算出所述低频子载波的当前信噪比均值，根据所述高频子载波的信噪比值计算出所述高频子载波的当前信噪比均值，将所述低频子载波的当前信噪比均值除以高频子载波的当前信噪比均值的结果作为所述当前信噪比相关值。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述接收端从所述发送端获取所述OFDM信号的子载波的当前信噪比值具体包括：

所述接收端从所述发送端获取所述OFDM信号的子载波中的低频子载波的当前信噪比值；

所述接收端根据所述当前信噪比值计算出当前信噪比相关值具体包括：

所述接收端根据以下公式获取所述当前信噪比相关值：

${{\mathrm{SNR}}^{\&prime;}}_{\mathrm{mean}\_w}=\frac{1}{N^{\&prime;}}{\&times;\mathrm{\&Sigma;}}_{k^{\&prime;}=\mathrm{Lstar}{t}^{\&prime;}}^{{\mathrm{Lend}}^{\&prime;}}{10}^{\frac{{{\mathrm{SNR}}^{\&prime;}}_{k^{\&prime;}}}{10}};$

其中，SNR'_{mean_w}为所述当前信噪比相关值，N'为所述低频子载波的数量，Lstart'为所述低频子载波的开始位置，Lend'为所述低频子载波的结束位置，k'为正整数，SNR'_k'为每个低频子载波的当前信噪比值。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述接收端从所述发送端获取所述OFDM信号的子载波的当前信噪比值具体包括：

所述接收端从所述发送端获取所述OFDM信号的子载波中的低频子载波的当前信噪比值；

所述接收端根据所述当前信噪比值计算出当前信噪比相关值具体包括：

所述接收端根据所述低频子载波的当前信噪比值计算出所述低频子载波的当前信噪比均值，将所述低频子载波的当前信噪比均值作为所述当前信噪比相关值。

5.根据权利要求1至4任一项所述的方法，其特征在于，

所述接收端根据所述当前频率偏移值确定频率调整值，并将所述频率调整值发送至所述发送端包括：

在所述接收端确定所述当前频率偏移值的绝对值小于第一预设阈值且大于第二预设阈值时，所述接收端将所述当前频率偏移值取负值作为所述频率调整值发送至所述发送端，其中所述第一预设阈值大于所述第二预设阈值；

所述发送端根据所述频率调整值对所述发送端发出的OFDM信号的中心频率进行调整包括：

所述发送端将所述OFDM信号的当前中心频率值与所述频率调整值相加，从而获得锁定值，并将所述OFDM信号的当前中心频率调整至所述锁定值。

6.根据权利要求1至4任一项所述的方法，其特征在于，

所述接收端根据所述当前频率偏移值确定频率调整值，并将所述频率调整值发送至所述发送端包括：

在所述接收端确定所述当前频率偏移值的绝对值大于或等于第一预设阈值时，且在所述当前频率偏移值为正数时，所述接收端将所述第一预设阈值取负值作为所述频率调整值，在所述当前频率偏移值为负数时，将所述第一预设阈值作为所述频率调整值，并将所述频率调整值发送至所述发送端；

所述发送端根据所述频率调整值对所述发送端发出的OFDM信号的中心频率进行调整包括：

所述发送端将所述OFDM信号的当前中心频率值与所述频率调整值相加，从而获得锁定值，并将所述OFDM信号的当前中心频率调整至所述锁定值。

7.根据权利要求1至4任一项所述的方法，其特征在于，

所述接收端根据所述当前频率偏移值确定频率调整值，并将所述频率调整值发送至所述发送端包括：

在所述接收端在判断到所述当前频率偏移值的绝对值小于或等于第二预设阈值时，不断发送不同的频率调整值至所述发送端，其中所述频率调整值设置在所述第二预设阈值与对所述第二预设阈值取负所得值之间；

所述发送端根据所述频率调整值对所述发送端发出的OFDM信号的中心频率进行调整包括：

所述发送端根据所述频率调整值对所述OFDM信号的中心频率进行上下调整，直至所述接收端从所述发送端获取的OFDM信号的误码率最低。

8.根据权利要求1至7任一项所述的方法，其特征在于，所述接收端通过以下方法获取所述线性关系：

所述发送端以不同的频率偏移值对OFDM信号的中心频率进行上下调整，所述频率偏移值设置在所述第一预设阈值与对所述第一预设阈值取负所得值之间，且所述频率偏移值的绝对值按照第二预设步长依次增加；

所述接收端从所述发送端分别获取设置不同频率偏移值时所述OFDM信号对应的多组子载波信噪比值；

所述接收端根据每一组子载波的信噪比值计算出对应的信噪比相关值，从而获得与不同的频率偏移值对应的多个信噪比相关值，其中所述噪比相关值是由所述信噪比值经过数值运算所获得的运算结果，不同的信噪比值对应于不同的信噪比相关值；

所述接收端根据所述频率偏移值和所述信噪比相关值的对应关系的获取所述OFDM系统中所述频率偏移值与所述信噪比相关值之间的线性关系。

9.一种正交频分复用OFDM系统，其特征在于，所述OFDM系统包括发送端和接收端，所述发送端包括激光器，所述接收端包括接收机以及数据处理单元，其中：

所述接收端的接收机获取所述发送端的激光器发出的OFDM信号的子载波的当前信噪比值；

所述接收端的数据处理单元根据所述当前信噪比值计算出当前信噪比相关值，其中所述当前信噪比相关值是由所述当前信噪比值经过数值运算所获得的运算结果，不同的当前信噪比值对应于不同的当前信噪比相关值；

所述接收端的数据处理单元根据所述当前信噪比相关值在所述OFDM信号的中心频率的频率偏移值与信噪比相关值之间的线性关系中获取所述当前信噪比相关值对应的当前频率偏移值；

所述接收端的数据处理单元根据所述当前频率偏移值确定频率调整值，并将所述频率调整值发送至所述发送端的数据处理单元；

所述发送端的数据处理单元根据所述频率调整值控制所述控制单元对所述激光器发出的OFDM信号的中心频率进行调整。

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，

所述接收端的接收机从所述发送端的激光器发出的所述OFDM信号的子载波中获取低频子载波的当前信噪比值以及高频子载波的当前信噪比值；

所述接收端的数据处理单元根据所述低频子载波的信噪比值计算出所述低频子载波的当前信噪比均值，根据所述高频子载波的信噪比值计算出所述高频子载波的当前信噪比均值，将所述低频子载波的当前信噪比均值除以高频子载波的当前信噪比均值的结果作为所述当前信噪比相关值。

11.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，

所述接收端的接收机从所述发送端的激光器发出所述OFDM信号的子载波中获取低频子载波的当前信噪比值；

所述接收端的数据处理单元根据以下公式获取所述当前信噪比相关值：

${{\mathrm{SNR}}^{\&prime;}}_{\mathrm{mean}\_w}=\frac{1}{N^{\&prime;}}{\&times;\mathrm{\&Sigma;}}_{k^{\&prime;}=\mathrm{Lstar}{t}^{\&prime;}}^{{\mathrm{Lend}}^{\&prime;}}{10}^{\frac{{{\mathrm{SNR}}^{\&prime;}}_{k^{\&prime;}}}{10}};$

其中，SNR'_{mean_w}为所述当前信噪比相关值，N'为所述低频子载波的数量，Lstart'为所述低频子载波的开始位置，Lend'为所述低频子载波的结束位置，k'为正整数，SNR'_k'为每个低频子载波的当前信噪比值。

12.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，

所述接收端的接收机从所述发送端的激光器发出的所述OFDM信号的子载波中获取低频子载波的当前信噪比值；

所述接收端的数据处理单元根据所述低频子载波的当前信噪比值计算出所述低频子载波的当前信噪比均值，将所述低频子载波的当前信噪比均值作为所述当前信噪比相关值。

13.根据权利要求10至12任一项所述的系统，其特征在于，所述发送端还包括数据处理单元以及控制单元，所述发送端的数据处理单元、控制单元以及激光器依次连接，

在所述接收端的数据处理单元确定所述当前频率偏移值的绝对值小于第一预设阈值且大于第二预设阈值时，所述接收端的数据处理单元将所述当前频率偏移值取负值作为所述频率调整值发送至所述发送端的数据处理单元，其中所述第一预设阈值大于所述第二预设阈值；

所述发送端的数据处理单元将所述OFDM信号的当前中心频率值与所述当前频率调整值相加，从而获得锁定值；

所述发送端的控制单元控制所述激光器将所述OFDM信号的当前中心频率调整至所述锁定值。

14.根据权利要求10至12任一项所述的系统，其特征在于，所述发送端还包括数据处理单元以及控制单元，所述发送端的数据处理单元、控制单元以及激光器依次连接，

在所述接收端的数据处理单元确定所述当前频率偏移值的绝对值大于或等于第一预设阈值时，且在所述当前频率偏移值为正数时，将所述第一预设阈值取负值作为所述当前频率偏移值，在所述当前频率偏移值为负数时，将所述第一预设阈值作为所述当前频率偏移值，并将所述当前频率偏移值发送至所述发送端的数据处理单元；

所述发送端的数据处理单元将所述OFDM信号的当前中心频率值与所述当前频率偏移值相加，从而获得锁定值；

所述发送端的控制单元控制所述激光器将所述OFDM信号的当前中心频率调整至所述锁定值。

15.根据权利要求10至12任一项所述的系统，其特征在于，所述发送端还包括数据处理单元以及控制单元，所述发送端的数据处理单元、控制单元以及激光器依次连接，

在所述接收端的数据处理单元在判断到所述当前频率偏移值的绝对值小于或等于第二预设阈值时，不断发送不同的频率调整值至所述发送端的数据处理单元，其中所述频率调整值设置在所述第二预设阈值与对所述第二预设阈值取负所得值之间，且所述频率调整值的绝对值按照第一预设步长依次增加；

所述发送端的控制单元根据所述频率调整值对所述激光器发出的OFDM信号的中心频率进行上下调整，直至所述接收端的接收机从所述发送端接收到的OFDM信号的误码率最低。

16.根据权利要求13至15任一项所述的系统，其特征在于，

所述发送端的控制单元以不同的频率偏移值对所述激光器发出的OFDM信号的中心频率进行上下调整，所述频率偏移值设置在所述第一预设阈值与对所述第一预设阈值取负所得值之间；

所述接收端的接收机分别获取设置不同频率偏移值时从所述发送端的激光器发出的所述OFDM信号对应的多组子载波信噪比值；

所述接收端的数据处理单元根据每一组子载波的信噪比值计算出对应的信噪比相关值，从而获得与不同的频率偏移值对应的多个信噪比相关值，其中所述噪比相关值是由所述信噪比值经过数值运算所获得的运算结果，不同的信噪比值对应于不同的信噪比相关值；

所述接收端的数据处理单元根据所述频率偏移值和所述信噪比相关值的对应关系的获取所述OFDM系统中所述频率偏移值与所述信噪比相关值之间的线性关系并存储所述线性关系。