光通信方法和系统技术方案

本发明专利技术提供了一种光通信方法，包括：对所获取的比特流数据进行调制，以得到调制信号；对所述调制信号进行差分编码，以得到差分编码信号；将所述差分编码信号变换为电信号；以及将所述电信号映射到光载波上形成光信号后发送。利用该方法，可以在不降低频谱利用率的前提下，增强系统对抗载波间干扰的能力，因此提高现有光通信系统对抗激光器线宽、快变PMD、光纤非线性、信道间干扰以及其他损伤的容忍度，极大提高了系统性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光纤通信
，更为具体地，涉及一种基于差分编码的光通信方法和系统。
技术介绍
为了提高光传输系统的频谱利用率，人们提出了多载波技术。迄今为止，主要包括利用WDM、0FDM以及2010年由贝尔实验室提出的super channel。其中，WDM是波分复用的英文简称，载波间隔一般在几十GHz量级。OFDM是正交频分复用的英文简称，自无线通信引入到光通信中，目前有传统OFDM和全光OFDM之分，前者是将电域产生的OFDM信号加载到光载波上，子载波间隔因此很小，一般在MHz量级，而后者是全在光域产生，类似于WDM系统，但是子载波间隔更小，载波数相对较少。Super channel 是基于一个光源产生的多个相位锁定的子载波，目的在于大幅度提高系统的频谱利用率。然而，目前已经报道的多载波光通信系统主要是相移键控(PSK)调制技术或者正交幅度(QAM)调制技术，没有涉及到差分编码调制技术，例如差分幅度相移键控(DAPSK)调制技术。不管是采用PSK或者QAM编码的多载波系统，都会涉及载波间干扰的问题，针对具体的系统，又有相应各种方法进行补偿。在目前的研究热点-光OFDM系统中，由于采用常规调制方式获得的OFDM信号具有较高的峰值功率比，光纤非线性引入的影响就成为了难以解决的问题。对于传统的PSK 或者QAM编码的OFDM信号，一般是使用训练序列、导频子载波，或者单独插入一个射频信号，利用这些已知数据进行信道估计、相位噪声补偿等，这一方面增加了数据冗余度，降低了频谱利用率，另一方面导致接收端的数字信号处理过程变得复杂。
技术实现思路
鉴于上述问题，本专利技术的目的是提供一种基于差分编码的光通信方法及系统。利用该方法及系统，可以在不降低频谱利用率的前提下，增强系统对抗载波间干扰的能力，从而提高现有光通信系统对抗激光器线宽、快变PMD、光纤非线性以及其他损伤的容忍度。根据本专利技术的一个方面，提供了一种光通信方法，包括对所获取的比特流数据进行调制，以得到调制信号；对所述调制信号进行差分编码，以得到差分编码信号；将所述差分编码信号变换为电信号；以及将所述电信号映射到光载波上形成光信号后发送。在上述方面的一个示例中，在所述电信号是多载波信号的情况下，对所述调制信号进行差分编码，以得到差分编码信号的步骤可以包括如果在时域中进行所述差分编码， 则对所述调制信号中的相邻码元的同一个子载波进行差分编码，或者如果在频域中进行所述差分编码，则对所述调制信号中的同一个码元的相邻子载波进行差分编码。在上述方面的另一示例中，在所述电信号是单载波信号的情况下，对所述调制信号进行差分编码，以得到差分编码信号的步骤可以包括对所述调制信号中的相邻码元进行差分。在上述方面的另一示例中，所述比特流数据采用幅度相位键控(APSK)进行调制。在上述方面的一个示例中，在时域中进行所述差分编码时，所述方法还可以包括 在进行所述差分编码之前，对所述调制信号进行串/并转换，以将所述调制信号变换为并行信号；以及在完成所述差分编码之后，对所述差分编码信号进行傅里叶反变换、添加循环前缀并进行并/串转换，以得到差分编码后的OFDM数据信号。在上述方面的一个示例中，在频域中进行所述差分编码时，所述方法还可以包括 在完成所述差分编码之后，对所述差分编码信号进行串/并转换、傅里叶反变换、添加循环前缀并进行并/串转换，以得到差分编码后的OFDM数据信号。根据本专利技术的另一方面，提供了一种光通信方法，包括在发送端，对所获取的比特流数据进行调制，以得到调制信号；对所述调制信号进行差分编码，以得到差分编码信号；将所述差分编码信号变换为电信号；以及将所述电信号映射到光载波上形成光信号后发送，以及在接收端，将所述接收的光信号转换为对应的电信号；对所述光电转换后的电信号进行差分解码；以及将经过所述差分解码处理后的电信号进行解调，以得到所述比特流数据。根据本专利技术的一个方面，提供了一种发射机，包括调制单元，用于对所获取的比特流数据进行调制，以得到调制信号；差分编码单元，用于对所述调制信号进行差分编码， 以得到差分编码信号；变换单元，用于将所述差分编码信号变换为电信号；映射单元，用于将所述电信号映射到光载波上形成光信号；以及发送单元，用于发送所生成的光信号。在上述方面的一个示例中，在所述电信号是多载波信号的情况下，如果在时域中进行所述差分编码，则所述差分编码单元对所述调制信号中的相邻码元的同一个子载波进行差分编码，或者如果在频域中进行所述差分编码，则所述差分编码单元对所述调制信号中的同一个码元的相邻子载波进行差分编码。在上述方面的一个示例中，所述发射机还可以包括第一串/并转换模块，用于在所述电信号是多载波信号且在时域中进行差分编码时，对所述调制信号进行串/并转换， 以得到并行信号，或者在所述电信号是多载波信号且在时域中进行差分编码时，对所述差分编码信号进行串/并转换，以得到并行信号；IFFT模块，用于对所述差分编码单元输出的差分编码信号或所述串/并转换模块输出的并行信号进行傅里叶反变换；循环前缀添加模块，用于给经过傅里叶反变换后的信号添加循环前缀；以及第一并/串转换模块，用于对经过循环前缀添加处理后的信号进行并/串变换，以得到差分编码后的OFDM信号。在上述方面的一个示例中，所述映射单元可以包括第一激光源，用于产生光载波；以及光信号生成单元，用于将所述差分编码信号调制到光载波上转换为光信号。根据本专利技术的另一方面，提供了一种接收机，包括接收单元，用于接收所述发射机发送的光信号；光电转换单元，用于将所述接收的光信号转换为对应的电信号；差分解码单元，用于对所述光电转换后的电信号进行差分解码；以及解调单元，用于对经过所述差分解码单元处理后的电信号进行解调，以得到所述比特流数据。在上述方面的一个示例中，所述接收机还可以包括第二串/并转换模块，用于将所述电信号从串行信号转换为并行信号；循环前缀移除模块，用于移除所述并行信号中的循环前缀；FFT模块，用于对所述移除循环前缀后的信号进行傅里叶变换；以及第二并/串转换模块，用于将经过FFT模块处理后的并行信号转换为串行信号供所述差分解码单元处理，或者将在所述差分解码单元对所述FFT模块输出的信号进行处理后得到的并行信号转换为串行信号。 根据本专利技术的另一方面，提供了一种光通信系统，包括如上所述的发射机；以及如上所述的接收机。 利用上述根据本专利技术的基于差分编码的光通信方法及系统，由于在发送端进行了差分编码，可以在不降低频谱利用率的前提下，增强系统对抗载波间干扰的能力，因此提高现有系统对抗激光器线宽、快变PMD、光纤非线性、信道间干扰以及其他损伤的容忍度，极大提高了系统性能。此外，本专利技术不需要训练序列、导频子载波等已知数据的辅助进行信道估计等补偿算法，同时能改善系统性能，大大提高了系统的有效速率和频谱效率。为了实现上述以及相关目的，本专利技术的一个或多个方面包括后面将详细说明并在权利要求中特别指出的特征。下面的说明以及附图详细说明了本专利技术的某些示例性方面。 然而，这些方面指示的仅仅是可使用本专利技术的原理的各种方式中的一些方式。此外，本专利技术旨在包括所有这些方面以及它们的等同物。附图说明通过参考以下结合附图的说明及权利要求书的内容，并且随着对本专利技术的更全面理解，本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光通信方法，包括对所获取的比特流数据进行调制，以得到调制信号； 对所述调制信号进行差分编码，以得到差分编码信号； 将所述差分编码信号变换为电信号；以及将所述电信号映射到光载波上形成光信号后发送。2.如权利要求1所述的光通信方法，其中，在所述电信号是多载波信号的情况下，对所述调制信号进行差分编码，以得到差分编码信号的步骤包括如果在时域中进行所述差分编码，则对所述调制信号中的相邻码元的同一个子载波进行差分编码，或者如果在频域中进行所述差分编码，则对所述调制信号中的同一个码元的相邻子载波进行差分编码。3.如权利1所述的光通信方法，其中，在所述电信号是单载波信号的情况下，对所述调制信号进行差分编码，以得到差分编码信号的步骤包括对所述调制信号中的相邻码元进行差分。4.如权利要求1到3中任何一个所述的光通信方法，其中，所述比特流数据采用幅度相位键控(APSK)进行调制。5.如权利要求2所述的光通信方法，其中，在时域中进行所述差分编码时，所述方法还包括在进行所述差分编码之前，对所述调制信号进行串/并转换，以将所述调制信号变换为并行信号；以及在完成所述差分编码之后，对所述差分编码信号进行傅里叶反变换、添加循环前缀并进行并/串转换，以得到差分编码后的OFDM数据信号。6.如权利要求2所述的光通信方法，其中，在频域中进行所述差分编码时，所述方法还包括在完成所述差分编码之后，对所述差分编码信号进行串/并转换、傅里叶反变换、添加循环前缀并进行并/串转换，以得到差分编码后的OFDM数据信号。7.—种光通信方法，包括 在发送端，对所获取的比特流数据进行调制，以得到调制信号；对所述调制信号进行差分编码，以得到差分编码信号；将所述差分编码信号变换为电信号；以及将所述电信号映射到光载波上形成光信号后发送，以及在接收端，将所述接收的光信号转换为对应的电信号；对所述光电转换后的电信号进行差分解码；以及对经过所述差分解码处理后的电信号进行解调，以得到所述比特流数据。8.一种发射机，包括调制单元，用于对所获取的比特流数据进行调制，以得到调制信号； 差分编码单元，用于对所述调制信号进行差分编码，以得到差分编码信号； 变换单元，用于将所述差分编码信号变换...

【专利技术属性】
技术研发人员：伍剑，王慧，李岩，洪小斌，郭宏翔，左勇，徐坤，李蔚，林金桐，
申请(专利权)人：北京邮电大学，
类型：发明
国别省市：