CN107786274A - 一种数据发送方法、发送装置、接收方法及接收装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种数据发送方法，所述方法首先将待发送数据进行分数阶哈特莱变换，生成非正交频分复用信号；然后对所述非正交频分复用信号进行光强调制，生成光直流偏置非正交频分复用信号；最后通过光纤发送所述光直流偏置非正交频分复用信号。本发明还公开了一种数据发送装置、一种数据接收方法和一种数据接收装置。本发明可以不经过上变频直接应用于IM/DD光传输系统，具有较低的算法复杂度，更高的频谱效率和较低的实现复杂度。

Description

一种数据发送方法、发送装置、接收方法及接收装置

技术领域

本发明涉及光通信技术领域，特别是涉及一种数据发送方法、发送装置、接收方法及接收装置。

背景技术

IM/DD(Intensity Modulation/Direct Detection，强度调制/直接检测)光传输系统相比相干光传输系统具有低成本和简洁的结构，适用于低成本短距离通信应用，例如数据中心互联、无源光网络和可见光通信。在IM/DD光传输系统中，只有光强携带数据。相比相干光传输系统，IM/DD光传输系统的主要限制是传输容量和距离，正交频分复用可以用来改善频谱效率和抗线性色散能力，从而得到更高的容量和更远的传输距离。

正交频分复用信号子载波频率间隔等于载波上信号的符号速率。最近，非正交频分复用被提出，相比正交频分复用，其子载波频率间隔小于符号速率，从而具有进一步提高符号频谱效率的潜力，但是载波间正交性被破坏。

现有的IM/DD光非正交频分复用系统，采用反分数阶傅里叶变换进行信号的复用，反分数阶傅里叶变换的输出为复数的数字信号。生成的复数的数字非正交频分复用信号需要两个数模转换器生成模拟信号，在光强度调制之前，需要采用混频器和射频源将两路模拟信号合成一路并上变频。两个数模转换器，混频器和射频源的成本很高，不适合要求低成本的IM/DD光传输系统。而且相比基带信号，中频信号要求器件具有更高的电带宽，也将增加系统的成本。在传统基于离散傅里叶变换的正交频分复用系统中，采用厄米特共轭方法可以生成实值基带信号，不需要采用上变频操作就可以将信号直接调制到光载波上，厄米特共轭操作让正频率上的数据与其对应负频率上的数据是共轭的。但是，由于非正交频分复用的载波频率分布不同于正交频分复用，正频率与负频率的子载波数量不再相同，因此实数基带非对称正交频分复用不能通过传统的方法生成。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种数据发送方法、发送装置、接收方法及接收装置，用以解决现有技术的IM/DD光非正交频分复用系统信号生成和检测装置的结构复杂、成本高的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种数据发送方法，所述方法包括以下步骤：

将待发送数据进行分数阶哈特莱变换，生成非正交频分复用信号；

对所述非正交频分复用信号进行光强调制，生成光直流偏置非正交频分复用信号；

通过光纤发送所述光直流偏置非正交频分复用信号。

进一步，所述生成非正交频分复用信号的过程具体包括：

将比特序列形式的待发送数据进行串并转换，生成并行数据；

将所述并行数据进行M-PAM编码；

将编码后的M-PAM信号输入N点分数阶哈特莱变换，生成非正交频分复用信号。

进一步，根据公式

将所述编码后的M-PAM信号变换生成非正交频分复用信号；

其中，k为频率离散变量，n为时间离散变量，cas(t)＝cos(t)+sin(t)，α为带宽压缩因子。

进一步，所述生成光直流偏置非正交频分复用信号的过程具体包括：

将所述非正交频分复用信号进行并串转换，生成串行信号；

对所述串行信号添加循环前缀；

对所述串行信号进行数模转换，生成模拟电信号；

对所述模拟电信号加上直流偏置；

利用所述模拟电信号调制光强度，生成光直流偏置非正交频分复用信号。

本发明还提供一种数据发送装置，所述装置包括：

非正交频分复用信号生成单元，用于将待发送数据进行分数阶哈特莱变换，生成非正交频分复用信号；

光直流偏置非正交频分复用信号生成单元，用于对所述非正交频分复用信号进行光强调制，生成光直流偏置非正交频分复用信号；

信号发送单元，用于通过光纤发送所述光直流偏置非正交频分复用信号。

进一步，所述非正交频分复用信号生成单元包括：

串并转换子单元，用于将比特序列形式的待发送数据进行串并转换，生成并行数据；

编码子单元，用于将所述并行数据进行M-PAM编码；

哈特莱变换子单元，用于将编码后的M-PAM信号输入N点分数阶哈特莱变换，生成非正交频分复用信号。

进一步，所述光直流偏置非正交频分复用信号生成单元包括：

并串转换子单元，用于将所述非正交频分复用信号进行并串转换，生成串行信号；

循环前缀添加子单元，用于对所述串行信号添加循环前缀；

数模转换子单元，用于对所述串行信号进行数模转换，生成模拟电信号；

直流偏置子单元，用于对所述模拟电信号加上直流偏置；

光强调制子单元，用于利用所述模拟电信号调制光强度，生成光直流偏置非正交频分复用信号。

本发明还提供一种数据接收方法，所述方法包括以下步骤：

通过光纤接收光直流偏置非正交频分复用信号；

对所述光直流偏置非正交频分复用信号进行直接检测，将所述光直流偏置非正交频分复用信号转换为模拟电信号；

将所述模拟电信号转换为非正交频分复用信号；

将所述非正交频分复用信号进行分数阶哈特莱变换；

对变换后的数据进行解码，得到比特序列形式的接收数据。

进一步，所述将模拟电信号转换为非正交频分复用信号的过程具体包括：

将所述模拟电信号进行模数转换，生成数字信号；

去除所述数字信号的循环前缀；

对所述数字信号进行串并转换，生成非正交频分复用信号。

进一步，所述将非正交频分复用信号进行分数阶哈特莱变换的过程具体包括：

根据公式

对所述将非正交频分复用信号进行分数阶哈特莱变换；

其中，k为频率离散变量，n为时间离散变量，cas(t)＝cos(t)+sin(t)，α为带宽压缩因子。

进一步，所述对变换后的数据进行解码得到比特序列形式的接收数据的过程具体包括：

对所述非正交频分复用信号进行M-PAM解码；

对解码后的数据进行并串转换，生成比特序列形式的接收数据。

进一步，在所述将非正交频分复用信号进行分数阶哈特莱变换之后，还包括：

对变换后的数据进行信道均衡；

对信道均衡后的数据进行迭代检测。

本发明还提供一种数据接收装置，所述装置包括：

信号接收单元，用于通过光纤接收光直流偏置非正交频分复用信号；

直接检测单元，用于对所述光直流偏置非正交频分复用信号进行直接检测，将所述光直流偏置非正交频分复用信号转换为模拟电信号；

非正交频分复用信号转换单元，用于将所述模拟电信号转换为非正交频分复用信号；

哈特莱变换单元，用于将所述非正交频分复用信号进行分数阶哈特莱变换；

解码单元，用于对变换后的数据进行解码，得到比特序列形式的接收数据。

进一步，所述非正交频分复用信号转换单元包括：

模数转换子单元，用于将所述模拟电信号进行模数转换，生成数字信号；

循环前缀去除子单元，用于去除所述数字信号的循环前缀；

串并转换子单元，用于对所述数字信号进行串并转换，生成非正交频分复用信号。

进一步，所述解码单元包括：

M-PAM解码子单元，用于对所述非正交频分复用信号进行M-PAM解码；

并串转换子单元，用于对解码后的数据进行并串转换，生成比特序列形式的接收数据。

进一步，所述装置还包括：

信道均衡单元，与所述哈特莱变换单元连接，用于对变换后的数据进行信道均衡；

迭代检测单元，分别与所述信道均衡单元和解码单元连接，用于对信道均衡后的数据进行迭代检测。

本发明有益效果如下：

本发明可以不经过上变频直接应用于IM/DD光传输系统，其中非正交频分复用信号的复用和解复用均采用分数阶哈特莱变换。分数阶哈特莱变换为实数变换，具有反对称性质。当带宽压缩因子小于0.5时，生成非正交频分复用信号为超奈圭斯特信号。

本发明采用分数阶哈特莱变换实现复用和解复用，具有较低的算法复杂度；相比传统的正交频分复用信号，本分明所提出的超奈圭斯特非正交频分复用具有更高的频谱效率；相比传统的非正交频分复用信号，本分明所提出的超奈圭斯特非正交频分复用具有更高的频谱效率和较低的实现复杂度。

附图说明

图1是本发明实施例的一种数据发送装置的结构图；

图2是本发明实施例的一种数据发送方法的流程图；

图3是本发明实施例的一种数据接收装置的结构图；

图4是本发明实施例的一种数据接收方法的流程图；

图5是本发明实施例的基于分数阶哈特莱变换的IM/DD光非正交频分复用系统的结构图；

图6是本发明实施例的正交频分复用和非正交频分复用频谱图；

图7是本发明实施例的第128个子载波与第l个子载波的互相关值示意图；

图8是本发明实施例的2-PAM的星座映射示意图；

图9是正交频分复用与非正交频分复用的误码性能图。

具体实施方式

为了解决现有技术的IM/DD光非正交频分复用系统信号生成和检测装置的结构复杂、成本高的问题，本发明提供了一种数据发送方法、发送装置、接收方法及接收装置，以下结合附图以及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不限定本发明。

实施例1

本发明实施例的一种数据发送装置的结构如图1所示，包括非正交频分复用信号生成单元11、光直流偏置非正交频分复用信号生成单元12和信号发送单元13，其中光直流偏置非正交频分复用信号生成单元12分别与非正交频分复用信号生成单元11和信号发送单元13连接。

非正交频分复用信号生成单元11用于将待发送数据进行分数阶哈特莱变换，生成非正交频分复用信号。非正交频分复用信号生成单元11包括串并转换子单元111、编码子单元112和哈特莱变换子单元113，其中编码子单元112分别与串并转换子单元111和哈特莱变换子单元113连接。

串并转换子单元111用于将比特序列形式的待发送数据进行串并转换，生成并行数据；编码子单元112用于将所述并行数据进行M-PAM编码；哈特莱变换子单元113用于将编码后的M-PAM信号输入N点分数阶哈特莱变换，生成非正交频分复用信号。

光直流偏置非正交频分复用信号生成单元12用于对所述非正交频分复用信号进行光强调制，生成光直流偏置非正交频分复用信号。光直流偏置非正交频分复用信号生成单元12包括并串转换子单元121、循环前缀添加子单元122、数模转换子单元123、直流偏置子单元124和光强调制子单元125。其中循环前缀添加子单元122分别与并串转换子单元121和数模转换子单元123连接，直流偏置子单元124分别与数模转换子单元123和光强调制子单元125连接。

并串转换子单元121用于将所述非正交频分复用信号进行并串转换，生成串行信号；循环前缀添加子单元122用于对所述串行信号添加循环前缀；数模转换子单元123用于对所述串行信号进行数模转换，生成模拟电信号；直流偏置子单元124用于对所述模拟电信号加上直流偏置；光强调制子单元125用于利用所述模拟电信号调制光强度，生成光直流偏置非正交频分复用信号。

信号发送单元13用于通过光纤发送所述光直流偏置非正交频分复用信号。

实施例2

当采用图1所示的数据发送装置时，本发明实施例的一种数据发送方法首先将待发送数据进行分数阶哈特莱变换，生成非正交频分复用信号；然后对所述非正交频分复用信号进行光强调制，生成光直流偏置非正交频分复用信号；最后通过光纤发送所述光直流偏置非正交频分复用信号。本实施例的数据发送的具体过程如图2所示，包括以下步骤：

步骤s201，将比特序列形式的待发送数据进行串并转换，生成并行数据。

步骤s202，将所述并行数据进行M-PAM(M-Order-Pulse Amplitude Modulation，M阶脉冲幅度调制)编码，M-PAM信号为实数信号。

步骤s203，将编码后的M-PAM信号输入N点分数阶哈特莱变换，生成非正交频分复用信号。本实施例中，根据公式

将所述编码后的M-PAM信号变换生成非正交频分复用信号；其中，k为频率离散变量，n为时间离散变量，cas(t)＝cos(t)+sin(t)，α为带宽压缩因子。当α等于1时，生成的信号为传统的正交频分复用信号；当α小于1时，载波间隔被压缩，从而信号所占带宽被压缩。

步骤s204，将所述非正交频分复用信号进行并串转换，生成串行信号。

步骤s205，对所述串行信号添加循环前缀。

步骤s206，对所述串行信号进行数模转换，生成模拟电信号。本实施例中，将添加循环前缀的非正交频分复用数字信号输入数模转换器生成模拟电信号，并通过低通滤波器进行滤波。

步骤s207，对所述模拟电信号加上直流偏置。由于在IM/DD光系统中，信号必须为正值，因此需要一个足够的直流偏置保证发射信号为正。

步骤s208，利用所述模拟电信号调制光强度，生成光直流偏置非正交频分复用信号。

步骤s209，通过光纤发送所述光直流偏置非正交频分复用信号。本实施例中，数据经过标准单模光纤进行传输。

实施例3

本发明实施例的一种数据接收装置的结构如图3所示，包括信号接收单元31、直接检测单元32、非正交频分复用信号转换单元33、哈特莱变换单元34、信道均衡单元35、迭代检测单元36和解码单元37。其中，信号接收单元31、直接检测单元32、非正交频分复用信号转换单元33、哈特莱变换单元34、信道均衡单元35、迭代检测单元36和解码单元37依次连接。

信号接收单元31用于通过光纤接收光直流偏置非正交频分复用信号。

直接检测单元32用于对所述光直流偏置非正交频分复用信号进行直接检测，将所述光直流偏置非正交频分复用信号转换为模拟电信号。

非正交频分复用信号转换单元33用于将所述模拟电信号转换为非正交频分复用信号；非正交频分复用信号转换单元33包括模数转换子单元331、循环前缀去除子单元332和串并转换子单元333。其中循环前缀去除子单元332分别与模数转换子单元331和串并转换子单元333连接。模数转换子单元331用于将所述模拟电信号进行模数转换，生成数字信号；循环前缀去除子单元332用于去除所述数字信号的循环前缀；串并转换子单元333用于对所述数字信号进行串并转换，生成非正交频分复用信号。

哈特莱变换单元34用于将所述非正交频分复用信号进行分数阶哈特莱变换。

信道均衡单元35用于对变换后的数据进行信道均衡。

迭代检测单元36用于对信道均衡后的数据进行迭代检测。

解码单元37用于对变换后的数据进行解码，得到比特序列形式的接收数据。解码单元37包括M-PAM解码子单元371和并串转换子单元372，其中M-PAM解码子单元371和并串转换子单元372连接。M-PAM解码子单元371用于对所述非正交频分复用信号进行M-PAM解码；并串转换子单元372用于对解码后的数据进行并串转换，生成比特序列形式的接收数据。

实施例4

当采用图3所示的数据接收装置时，本发明实施例的数据接收方法采用发射方法的逆操作解调非正交频分复用信号。由于信道的不理想，需要在接收装置进行信道均衡，采用迭代检测降低载波间干扰对系统性能的影响。本实施例的数据接收方法的具体过程如图4所示，包括以下步骤：

步骤s401，通过光纤接收光直流偏置非正交频分复用信号。本实施例中，接收到的数据是经过标准单模光纤传输过来的，在传输路径中还采用衰减器对光信号进行了衰减。

步骤s402，对所述光直流偏置非正交频分复用信号进行直接检测，将所述光直流偏置非正交频分复用信号转换为模拟电信号。

步骤s403，将所述模拟电信号进行模数转换，生成数字信号。本实施例中，在模数转换之前还采用低通滤波器对信号进行了滤波。

步骤s404，去除所述数字信号的循环前缀。

步骤s405，对所述数字信号进行串并转换，生成非正交频分复用信号。

步骤s406，将所述非正交频分复用信号进行分数阶哈特莱变换。本实施例中，将非正交频分复用信号进行分数阶哈特莱变换的过程具体包括：根据公式

对所述将非正交频分复用信号进行分数阶哈特莱变换。其中，k为频率离散变量，n为时间离散变量，cas(t)＝cos(t)+sin(t)，α为带宽压缩因子。

步骤s407，对变换后的数据进行信道均衡。

步骤s408，对信道均衡后的数据进行迭代检测。

步骤s409，对所述非正交频分复用信号进行M-PAM解码。

步骤s410，对解码后的数据进行并串转换，生成比特序列形式的接收数据。

本发明的数据发送装置及数据接收装置通过光纤进行通信，整体的基于分数阶哈特莱变换的IM/DD光非正交频分复用系统的结构如图5所示。

下面对分数阶哈特莱变换的形式和迭代检测算法减低载波间干扰的效果进行具体描述。

分数阶哈特莱变换是一种具有自反特性的实数三角变换。在非正交频分复用信号的编码过程中，当调制星座为实值，分数阶哈特莱变换的输出为实值，因此基于分数阶哈特莱变换的非正交频分复用系统不需要厄米特共轭就能生成实数信号，而且复用和解复用可以采用相同的算法。

正交频分复用和非正交频分复用信号的频谱如图6所示，子载波数设置为16。子载波间隔为α/T，其中T为信号的符号周期。随着α变小，子载波间隔逐渐变小，正频率上的子载波数量逐渐增加，负频率上的子载波数量逐渐减少。当α等于0.75时，正频率子载波数量为10个，负频率子载波数量为5个，负频率上的低频部分出现空置。当α等于0.5时，所有子载波均在正频率区域。当α小于0.5时，子载波间隔继续变小，基带带宽被压缩，基带带宽小于奈圭斯特带宽，生成的非正交频分复用信号为超奈圭斯特信号。当α等于0.4时，基带带宽等于0.8倍的奈圭斯特带宽。

我们采用仿真验证方案的可行性，子载波数设为256。图7所示为第128个子载波与其它子载波的互相关值。互相关值C的定义为，

该值代表第1个子载波对第m个子载波的干扰。我们以128个子载波为例，研究其它子载波对第128个子载波的干扰。当α等于0.9和0.7时，C_1，128曲线出现两个峰值，第一个峰值出现在128处，C_128，128为自相关值，第2个峰值出现在附近位置，为第128个子载波对应的负频率附近，该值为附近子载波对第128个子载波的干扰，该干扰接近自相关值，对第128个子载波上的信号性能影响很大。当α小于0.5时，C_1，128曲线只出现一个峰值，这个峰值出现在128处，大的干扰只出现在第128个子载波附近。

采用迭代检测算法去除载波间干扰，用于基于分数阶哈特莱变换非正交频分复用系统的迭代检测算法可以定义为

S_i＝R-(C-e)S_i-1

其中S_i为第i次迭代后恢复的PAM符号，R为接收端分数阶哈特莱变换输出PAM符号，e为单位矩阵，C为互相关值矩阵。以2-PAM为例，如图8所示为2-PAM的星座映射，d为不确定间隔，等于1-i/I，i为第i次迭代，I为总的迭代次数。当信号落在灰色区域时，将该信号映射到对应的星座点，也就是映射到对应的+1或-1点，当信号落在白色区域时保持不变。采用上述公式进行迭代操作，每次迭代操作后，载波间干扰降低，d变小，白色区域变小。当d为0时，迭代检测算法完成。通过迭代检测算法降低了接收2-PAM信号所受到的载波间干扰。

图9所示正交频分复用与非正交频分复用的误码性能，其中Eb/N0表示比特能量与单边带噪声功率之比。仿真采用高斯信道，噪声是白噪声。当α等于1时，对应传统正交频分复用系统。当α等于0.5时，由图9可知，载波间干扰都比信号低20dB，可以采用迭代检测算法有效的除去，I代表迭代次数，其误码性能和正交频分复用方案一样。当α大于0.5时，会出现大小与信号可比的载波间干扰，采用迭代算法不能去除，误码性能很差。当α小于0.5时，载波间干扰相比α等于0.5时大，并随着α的降低而增大。当α等于0.45时，载波间干扰可以采用迭代检测算法除去，性能相比α等于0.5时差，而当α等于0.4时，载波间干扰无法被迭代算法有效除去，当迭代次数为20时，误码率只能刚好达到前向纠错门限(7％冗余信息)。该仿真结果验证了基于分数域哈特莱变换的非正交频分复用方案的可行性。

本发明可以不经过上变频直接应用于IM/DD光传输系统，其中非正交频分复用信号的复用和解复用均采用分数阶哈特莱变换。分数阶哈特莱变换为实数变换，具有反对称性质。当带宽压缩因子小于0.5时，生成非正交频分复用信号为超奈圭斯特信号。

本发明采用分数阶哈特莱变换实现复用和解复用，具有较低的算法复杂度；相比传统的正交频分复用信号，本分明所提出的超奈圭斯特非正交频分复用具有更高的频谱效率；相比传统的非正交频分复用信号，本分明所提出的超奈圭斯特非正交频分复用具有更高的频谱效率和较低的实现复杂度。

尽管为示例目的，已经公开了本发明的优选实施例，本领域的技术人员将意识到各种改进、增加和取代也是可能的，因此，本发明的范围应当不限于上述实施例。

Claims (16)

1.一种数据发送方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

将待发送数据进行分数阶哈特莱变换，生成非正交频分复用信号；

对所述非正交频分复用信号进行光强调制，生成光直流偏置非正交频分复用信号；

通过光纤发送所述光直流偏置非正交频分复用信号。

2.如权利要求1所述的数据发送方法，其特征在于，所述生成非正交频分复用信号的过程具体包括：

将比特序列形式的待发送数据进行串并转换，生成并行数据；

将所述并行数据进行M-PAM编码；

将编码后的M-PAM信号输入N点分数阶哈特莱变换，生成非正交频分复用信号。

3.如权利要求2所述的数据发送方法，其特征在于，根据公式

<mrow> <msub> <mi>x</mi> <mi>n</mi> </msub> <mo>=</mo> <mfrac> <mn>1</mn> <msqrt> <mi>N</mi> </msqrt> </mfrac> <munderover> <mo>&amp;Sigma;</mo> <mrow> <mi>k</mi> <mo>=</mo> <mn>0</mn> </mrow> <mrow> <mi>N</mi> <mo>-</mo> <mn>1</mn> </mrow> </munderover> <msub> <mi>X</mi> <mi>k</mi> </msub> <mi>c</mi> <mi>a</mi> <mi>s</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mfrac> <mrow> <mn>2</mn> <mi>&amp;pi;</mi> <mi>&amp;alpha;</mi> <mi>k</mi> <mi>n</mi> </mrow> <mi>N</mi> </mfrac> <mo>)</mo> </mrow> <mo>,</mo> <mn>0</mn> <mo>&amp;le;</mo> <mi>n</mi> <mo>&amp;le;</mo> <mi>N</mi> <mo>-</mo> <mn>1</mn> <mo>,</mo> </mrow>

将所述编码后的M-PAM信号变换生成非正交频分复用信号；

其中，k为频率离散变量，n为时间离散变量，cas(t)＝cos(t)+sin(t)，α为带宽压缩因子。

4.如权利要求2或3所述的数据发送方法，其特征在于，所述生成光直流偏置非正交频分复用信号的过程具体包括：

将所述非正交频分复用信号进行并串转换，生成串行信号；

对所述串行信号添加循环前缀；

对所述串行信号进行数模转换，生成模拟电信号；

对所述模拟电信号加上直流偏置；

利用所述模拟电信号调制光强度，生成光直流偏置非正交频分复用信号。

5.一种数据发送装置，其特征在于，所述装置包括：

非正交频分复用信号生成单元，用于将待发送数据进行分数阶哈特莱变换，生成非正交频分复用信号；

光直流偏置非正交频分复用信号生成单元，用于对所述非正交频分复用信号进行光强调制，生成光直流偏置非正交频分复用信号；

信号发送单元，用于通过光纤发送所述光直流偏置非正交频分复用信号。

6.如权利要求5所述的数据发送装置，其特征在于，所述非正交频分复用信号生成单元包括：

串并转换子单元，用于将比特序列形式的待发送数据进行串并转换，生成并行数据；

编码子单元，用于将所述并行数据进行M-PAM编码；

哈特莱变换子单元，用于将编码后的M-PAM信号输入N点分数阶哈特莱变换，生成非正交频分复用信号。

7.如权利要求6所述的数据发送装置，其特征在于，所述光直流偏置非正交频分复用信号生成单元包括：

并串转换子单元，用于将所述非正交频分复用信号进行并串转换，生成串行信号；

循环前缀添加子单元，用于对所述串行信号添加循环前缀；

数模转换子单元，用于对所述串行信号进行数模转换，生成模拟电信号；

直流偏置子单元，用于对所述模拟电信号加上直流偏置；

光强调制子单元，用于利用所述模拟电信号调制光强度，生成光直流偏置非正交频分复用信号。

8.一种数据接收方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

通过光纤接收光直流偏置非正交频分复用信号；

对所述光直流偏置非正交频分复用信号进行直接检测，将所述光直流偏置非正交频分复用信号转换为模拟电信号；

将所述模拟电信号转换为非正交频分复用信号；

将所述非正交频分复用信号进行分数阶哈特莱变换；

对变换后的数据进行解码，得到比特序列形式的接收数据。

9.如权利要求8所述的数据接收方法，其特征在于，所述将模拟电信号转换为非正交频分复用信号的过程具体包括：

将所述模拟电信号进行模数转换，生成数字信号；

去除所述数字信号的循环前缀；

对所述数字信号进行串并转换，生成非正交频分复用信号。

10.如权利要求9所述的数据接收方法，其特征在于，所述将非正交频分复用信号进行分数阶哈特莱变换的过程具体包括：

根据公式

对所述将非正交频分复用信号进行分数阶哈特莱变换；

其中，k为频率离散变量，n为时间离散变量，cas(t)＝cos(t)+sin(t)，α为带宽压缩因子。

11.如权利要求9所述的数据接收方法，其特征在于，所述对变换后的数据进行解码得到比特序列形式的接收数据的过程具体包括：

对所述非正交频分复用信号进行M-PAM解码；

对解码后的数据进行并串转换，生成比特序列形式的接收数据。

12.如权利要求8至11任一项所述的数据接收方法，其特征在于，在所述将非正交频分复用信号进行分数阶哈特莱变换之后，还包括：

对变换后的数据进行信道均衡；

对信道均衡后的数据进行迭代检测。

13.一种数据接收装置，其特征在于，所述装置包括：

信号接收单元，用于通过光纤接收光直流偏置非正交频分复用信号；

直接检测单元，用于对所述光直流偏置非正交频分复用信号进行直接检测，将所述光直流偏置非正交频分复用信号转换为模拟电信号；

非正交频分复用信号转换单元，用于将所述模拟电信号转换为非正交频分复用信号；

哈特莱变换单元，用于将所述非正交频分复用信号进行分数阶哈特莱变换；

解码单元，用于对变换后的数据进行解码，得到比特序列形式的接收数据。

14.如权利要求13所述的数据接收装置，其特征在于，所述非正交频分复用信号转换单元包括：

模数转换子单元，用于将所述模拟电信号进行模数转换，生成数字信号；

循环前缀去除子单元，用于去除所述数字信号的循环前缀；

串并转换子单元，用于对所述数字信号进行串并转换，生成非正交频分复用信号。

15.如权利要求14所述的数据接收装置，其特征在于，所述解码单元单元包括：

M-PAM解码子单元，用于对所述非正交频分复用信号进行M-PAM解码；

并串转换子单元，用于对解码后的数据进行并串转换，生成比特序列形式的接收数据。

16.如权利要求13至15任一项所述的数据接收装置，其特征在于，所述装置还包括：

信道均衡单元，与所述哈特莱变换单元连接，用于对变换后的数据进行信道均衡；

迭代检测单元，分别与所述信道均衡单元和解码单元连接，用于对信道均衡后的数据进行迭代检测。