本發(fā)明主要涉及光通信
技術領域：
，具體地，涉及用于無源光網絡中用于容量增強的方法及裝置。
背景技術：
：對于4GLTE或即將到來的5G移動網絡中不斷增長的帶寬需求，主導下一代移動網絡(NGMN：NextGenerationMobileNetwork)的云協調無線接入網絡(C-RAN：CoordinatedRadioAccessNetwork)的基本共識已在行業(yè)/市場的組織和龍頭企業(yè)之間達成。因為采用CPRI的前端回傳(FH：FrontHaul)業(yè)務擁塞已經成了發(fā)展5G的瓶頸，為了大力支持和促進C-RAN的實施，大容量前端回傳的關鍵技術突破將成為技術和業(yè)務方面的強大動力。最近，如全業(yè)務接入網(FSAN:FullServiceAccessNetwork)和國際電信聯盟(ITU-T)論壇等標準化組織已經在移動前端回傳(MFH:MobileFrontHaul)問題上成立了工作組。同時，世界最大的通信公司中國移動已早在2015率先試驗和計劃部署C-RAN系統(tǒng)。日本NTTDoCoMo公司表示，它也將在2016開始計劃部署C-RAN系統(tǒng)。C-RAN技術的亮點是能夠進行集中基帶數字信號處理(DSP：DigitalSignalProcessing)計算，高效地控制/管理在基帶單元(BBU:BasebandUnit)處理，集中供冷以及購置/租賃不動產的成本。現有技術中有兩種類型的傳輸方法可實現CRAN的MFH：數字化光纖無線電(D-RoF：DigitizedRadiooverFiber)和模擬光纖無線電(A-RoF:AnalogRadiooverFiber。非歸零(NRZ：non-return-to-zero)D-RoF的最典型的兩個協議實現是通用公共無線接口(CPRI:CommonPublicRadioInterface)和開放基站標準倡議(OBSAI:Open BasestationStandardInitiative)。圖1示出了基于D-RoF的光網絡構架的示意圖。表1列出了D-RoF的優(yōu)缺點。因為基于D-RoF的MFH的傳輸產生的信號質量衰降可忽略不計，D-RoF在目前的4G時代比較受歡迎，然而D-RoF需要非常大的帶寬資源。隨著諸如大規(guī)模MIMO技術的發(fā)展和采用，MFH容量激增，D-RoF由于其對帶寬的要求將使其成為次優(yōu)的選擇。表1D-RoF的優(yōu)缺點(在FH中的NRZ格式)優(yōu)點易于檢測，并且20公里光纖的OOK格式的FH傳輸具有無誤碼保證缺點由于NRZ格式的低頻譜效率而導致的在前端回傳的帶寬巨大第二種MFH方法是A-RoF，在先進的DSP的協助下，該方法可以在MFH操作中維持信號質量，對無線參數透明，相對于D-RoF需要更少的光傳輸帶寬。圖2A示出了采用中頻復用器的光網絡構架的示意圖，圖2B示出了具有ADC/DAC和IF復用/解復用的A-RoF方案的示意圖。如圖2A和圖2B所示，A-RoF的主要特征為1.在FH鏈路上的傳輸迷你的具有高頻譜利用率的高階調制信號，節(jié)約了光纖帶寬。2.數字信號處理(DSP：DigitalSignalProcessing)補償了失真，并減弱了由模擬傳輸帶來的信號損傷。表2A-RoF的優(yōu)點(高頻譜利用率)根據表2，在FH中高頻譜效率的符號傳輸本身就節(jié)省可觀的帶寬。此外，和中頻復用一起實現時，在FH網絡中，通過同時并行傳 輸多路無線數，A-RoF獲得了進一步的整體的容量擴展。如表1所得出的，基于D-RoF的FH方案需要非常大的帶寬資源，1個10GHz的收發(fā)機在一個波長內能夠支持的CPRI前端回傳不超過8個通路。而基于A-RoF的FH方案，在窄帶(例如，1GHz光收發(fā)機)上能支持更多的通路。然而，當支持大于15個通路(或載波)的無線數據同時傳輸時，在電光調制中引入的交調失真(IMD:IntermodulationDistortion)是非常具有挑戰(zhàn)性的限制。因此，本發(fā)明所要解決的問題是如何使得峰均比(PAPR：PeaktoAveragePowerRatio)不隨著復用數量的增加而增加并且打破通路(或載波)數量的瓶頸以在一個光收發(fā)機上支持更多的通路和提高容量。目前有兩種方案可以通過采用基于A-RoF的中頻復用(IF-MUX:IntermediateFrequencyMultiplexing方案在FH中促進多路無線數據的同時傳輸。第一種方案依賴于頻域副載波復用的方法。第二種方案則依賴于離散傅里葉變換的載波聚合方法。然而，這兩種方案都存在一定的局限。其一體現在系統(tǒng)容量方面：第一種方案能提供共計8路載波的復用；第二種方案能提供共計6路載波的復用。其二體現在對現有基帶處理的兼容性方面：第一種方案中預加重的算法和第二種方案在下行方向上的載波聚合皆無法實現對現有基帶處理的兼容。其三體現在技術本身的局限以及計算復雜度：這兩種方案由于采用了頻率復用方法，載波交調導致了嚴重的信號損傷，以及隨著載波數量增加后引入的功率峰均比過高導致的光線路線性能下降，另外還包括額外的預加重算法和載波聚合都對計算復雜度和功耗提出了額外的挑戰(zhàn)。如圖2B所示，每個天線上的數據經不同的IF子載波被復用，相應地在時間域中，多個數據(波長)的疊加產生了正向疊加的振幅峰值并導致PAPR的不良增加。雖然上述第二種方案能夠克服PAPR問題,然而IFFT大小將隨著IF通路數目的增加而線性地增加，DSP中的存儲和功耗也會隨之增加。技術實現要素：為了解決上述技術問題，本發(fā)明公開了一種在無源光網絡的光線路終端中用于容量增強的方法以及裝置。根據本發(fā)明的第一個方面,提供了一種在無源光網絡的光線路終端中用于容量增強的方法，該方法包括以下步驟：A.緩存N個時序的基帶信號的數字電信號，N表示所需緩存的基帶信號序列的數量；B.將該N個時序的基帶信號的數字電信號依次串聯后在第一數模轉換單元中進行數模處理；其中，該第一數模轉換單元的采樣頻率為處理單個基帶信號序列的數字電信號的N倍。有利地，本發(fā)明的第一個方面的步驟B之后還包括：將經過數模處理后的模擬電信號進行電光轉換并通過光纖向光網絡單元傳輸。有利地，該第一數模轉換單元包括窄帶到寬帶轉化器和數字到模擬格式轉換器。根據本發(fā)明的第二個方面,提供了一種在無源光網絡的光網絡單元中用于容量增強的方法，該方法包括以下步驟：a.將經過光電轉換的模擬電信號在模數轉換單元中進行模數量化處理，其中，該模數轉換單元的采樣頻率為處理單個基帶信號序列的模擬電信號的N倍；b.將經該模數量化處理后串聯的數字電信號按照時序依次拆分成N個基帶信號序列，N表示所需緩存的基帶序列的數量；以及c.每個信號序列經由第二數模轉換單元進行數模處理并上變頻至射頻。有利地，本發(fā)明的第二個方面的步驟a之前還包括：接收來自光線路終端的模擬光信號并將模擬光信號進行該光電轉換。根據本發(fā)明的第三個方面,提供了一種在無源光網絡的光線路終端中用于容量增強的裝置，該裝置包括以下單元：緩存單元，其用于緩存N個時序的基帶信號的數字電信號，N表示所需緩存的基帶信號序列的數量；串聯單元，其用于將N個時序的基帶信號的數 字電信號依次串聯；以及第一數模轉換單元，其用于對串聯后的數字電信號進行數模處理，其中，該第一數模轉換單元的采樣頻率為處理單個基帶信號序列的數字電信號的N倍。有利地，該裝置還包括：電光轉換單元，其用于將經過數模處理后的模擬電信號進行電光轉換并通過光纖向光網絡單元傳輸。有利地，該第一數模轉換單元包括窄帶到寬帶轉化器和數字到模擬格式轉換器。根據本發(fā)明的第四個方面,提供了一種在無源光網絡的光網絡單元中用于容量增強的裝置，該裝置包括以下單元：模數轉換單元，其用于將經過光電轉換的模擬電信號在模數轉換單元中進行模數量化處理，其中，該模數轉換單元的采樣頻率為處理單個基帶信號的模擬電信號的N倍；串聯拆分單元，其用于將經該模數量化處理后的串聯的數字電信號依次拆分成N個時序信號；以及第二數模轉換單元，其用于將每個時序信號進行數模處理。有利地，該裝置還包括：光電轉換單元，其用于接收來自光線路終端的模擬光信號并將該模擬光信號進行光電轉換。本發(fā)明所公開的方案至少具有如下優(yōu)點：1.容量增強：例如本發(fā)明的實施例在一個光收發(fā)機上可以支持48通路的無線前端回傳，每個通路有20MHz帶寬。而當采用CPRI前端時，一個光收發(fā)機通常只支持8個通路。2.性能提升：20公里光纖傳輸的48通路的每一路信號質量(例如，EVM)符合4G-LTE的64QAM的要求。3.DSP成本低：只需要有限的DSP資源，也即，數據緩存和矩陣變化。和D-RoF相比，本方案可以極大地提升前端容量；和基于A-RoF的IF-MUX相比，本方案可以節(jié)省DSP開銷(例如，中頻-射頻轉換)，當無線通路的數量在遠程無線射頻單元(RRH：RemoteRadioHead)中繼續(xù)增加，控制DSP的成本變得更有優(yōu)勢；和IF-MUX前端方案相比，本方案不存在交調失真和PAPR問題并具有更好的傳輸性能。附圖說明通過下文對結合附圖所示出的實施例進行詳細說明，本發(fā)明的上述以及其他特征將更加明顯，本發(fā)明附圖中相同或相似的標號表示相同或相似的步驟。圖1示出了基于D-RoF的光網絡構架的示意圖；圖2A示出了采用中頻復用器的光網絡構架的示意圖；圖2B示出了具有ADC/DAC和IF復用/解復用的A-RoF方案的示意圖；圖3示出了根據本發(fā)明的一個實施例的容量增強的示意圖；圖4示出了根據本發(fā)明的一個實施例的串聯方案的示意圖；圖5示出了IF-MUXOFDMA的PAPR性能的示意圖；圖6示出了場景1的IF-MUXOFDMA和本發(fā)明串聯方案的EVM性能比較的示意圖；圖7示出了根據本發(fā)明的場景1的64QAM星座圖的示意圖；圖8示出了根據本發(fā)明的場景2的EVM性能的示意圖；以及圖9示出了根據本發(fā)明的場景2的64QAM星座圖的示意圖。具體實施方式在以下優(yōu)選的實施例的具體描述中，將參考構成本發(fā)明一部分的所附的附圖。所附的附圖通過示例的方式示出了能夠實現本發(fā)明的特定的實施例。示例的實施例并不旨在窮盡根據本發(fā)明的所有實施例。需要說明的是，盡管本文中以特定順序描述了本發(fā)明中有關方法的步驟，但是這并非要求或者暗示必須按照該特定順序來執(zhí)行這些操作，或是必須執(zhí)行全部所示的操作才能實現期望的結果，相反，本文中所描述的步驟可以改變執(zhí)行順序。附加地或備選地，可以省略某些步驟，將多個步驟合并為一個步驟執(zhí)行，和/或將一個步驟分解為多個步驟執(zhí)行。以下將結合圖3詳細介紹根據本發(fā)明所公開的無源光網絡的光 線路終端中用于容量增強的方法以及裝置。圖3示出了根據本發(fā)明的一個實施例的容量增強數據波形和頻譜的示意圖。根據本發(fā)明的一個實施例，在無源光網絡的光線路終端中用于容量增強的方法包括：A.緩存N個時序的基帶信號的數字電信號，N表示所需緩存的基帶信號序列的數量，例如N＝8；B.將來自N個時序的基帶信號的數字電信號依次串聯后在第一數模轉換單元中進行數模處理；其中，該第一數模轉換單元的采樣頻率為處理單個基帶信號序列的數字電信號的N倍。例如，圖3中的B處所緩存的8個時序的基帶信號依次串聯，并將C處的第一數模轉換單元中的采用頻率提高至原來采樣頻率的8倍。原來采樣頻率指的是處理單個載波的基帶信號序列時的采用頻率。其中，第一數模轉換單元可包括窄帶到寬帶轉化器和數字到模擬格式轉換器。然后，將經過數模處理后的模擬電信號進行電光轉換并通過光纖向光網絡單元傳輸。在光網絡單元中，首先，將經過光電轉換的模擬電信號在模數轉換單元中進行模數量化處理，其中，該模數轉換單元的采樣頻率為處理單個基帶信號序列的模擬電信號的N倍。然后，將經模數量化處理后串聯的數字電信號按照時序依次拆分成N個基帶信號序列，N表示所需緩存的基帶序列的數量，例如N＝8。接著，每個信號序列經由第二數模轉換單元進行數模處理并上變頻至射頻。在模數轉換之前還包括接收來自光線路終端的模擬光信號并將該模擬光信號進行光電轉換。圖3中的緩存和串聯功能可以以簡單和低廉的價格實現，并且還在例如光線路終端中引入了相對寬帶的數模轉換模塊。例如，在 基帶單元(BBU：BaseBandUnit)中需要有用于8個通路的160MHz帶寬的數模轉換單元和在RRH中的相應的模數轉換單元。本領域技術人員應該理解的是，當有更多的基帶信號序列需要串聯時，分組和傳輸時，數模/模數轉換單元的采樣頻率會相應地提高。圖4示出了根據本發(fā)明的一個實施例的串聯方案的示意圖。如圖4所示，在DSP中，例如，每個長度為L的8個時序的數據首先被緩存在大小為[L,8]的二維矩陣中，然后重新調整為大小為[8L,1]的一維度矩陣。本領域技術人員應該理解的是，串聯的顆粒度是可調整的，串聯的顆粒度可以是例如符號或幀，相應地，緩存單元容量也需要調整。在數模轉換單元中，例如8倍的系統(tǒng)時鐘觸發(fā)數模轉換并輸出用于光纖傳輸的寬帶數據。當配置有帶寬更寬的數模轉換單元和更高的頻率時鐘的時候，基于本發(fā)明的前端方案可以支持更多的通路。結合圖3，根據本發(fā)明的一個實施例,提供了一種在無源光網絡的光線路終端中用于容量增強的裝置，該裝置包括以下單元：緩存單元，其用于緩存N個時序的基帶信號的數字電信號，N表示所需緩存的基帶信號序列的數量；串聯單元，其用于將N個時序的基帶信號的數字電信號依次串聯；以及第一數模轉換單元，其用于對串聯后的數字電信號進行數模處理，其中，該第一數模轉換單元的采樣頻率為處理單個基帶信號序列的數字電信號的N倍。該裝置還可包括：電光轉換單元，其用于將經過數模處理后的模擬電信號進行電光轉換并通過光纖向光網絡單元傳輸。該第一數模轉換單元包括窄帶到寬帶轉化器和數字到模擬格式轉換器。結合圖3，根據本發(fā)明的另一個實施例，提供了一種在無源光網絡的光網絡單元中用于容量增強的裝置，該裝置包括以下單元：模數轉換單元，其用于將經過光電轉換的模擬電信號在模數轉換單元中進行模數量化處理，其中，該模數轉換單元的采樣頻率為處理單個基帶信號的模擬電信號的N倍；串聯拆分單元，其用于將經該模數量化處理后的串聯的數字電信號依次拆分成N個時序信號；以及 第二數模轉換單元，其用于將每個時序信號進行數模處理。該裝置還可包括：光電轉換單元，其用于接收來自光線路終端的模擬光信號并將模擬光信號進行光電轉換。如在上文中所解釋的，高PAPR會犧牲電光(E/O:ElectricaltoOptical)轉換單元的調制線性度。理論上，串聯方案可將PAPR維持在原有水平。圖5示出了不同的信號序列數目和其相應的測量的PAPR之間的關系，對于串聯方案來說，當所測試的信號序列數目范圍從1到48時，PAPR的值維持基本不變。而對于IF-MUX方案來說，當所測試的信號序列數目范圍從1提高到24時，引入了將近13dB的PARP增加。圖6示出了IF-MUXOFDMA和本發(fā)明的串聯方案的EVM性能比較的示意圖。在場景1中，信號序列數目為24，調制方式為64QAM，每路信道的數據帶寬為20MHz光纖距離為20公里。對于本發(fā)明的串聯方案來說，每路信道的EVM都小于8％(8％為64QAM的EVM發(fā)生要求)，并且串聯方案的EVM性能明顯優(yōu)于IF-MUX方案。這主要由兩個原因：1)在E/O單元中，低PAPR能帶來更大的調制深度，因而能獲得更好的信噪比和系統(tǒng)性能；2)不存在信道之間的交調失真。圖7示出了根據本發(fā)明的場景1的64QAM星座圖的示意圖,從經過20km光纖傳輸后實測結果中可以觀察到非常清晰的如圖7所示的24個64QAM星座圖以及對應的480MHz的頻譜圖。圖8示出了根據本發(fā)明的場景2的EVM性能的示意圖，圖9示出了根據本發(fā)明的場景2的64QAM星座圖的示意圖。在場景2中，信號序列數目為48，調制方式為64QAM，每路信號序列的數據帶寬為20MHz光纖距離為20公里。對于本發(fā)明的串聯方案來說，每路信道的EVM都小于8％(8％為64QAM的EVM發(fā)生要求)。和圖7相類似地，從經過20km光纖傳輸后實測結果中可以觀察到非常清晰的如圖9所示的48個64QAM星座圖以及對應的960MHz的頻譜圖。對于本領域技術人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實施例 的細節(jié)，而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實現本發(fā)明。因此，無論如何來看，均應將實施例看作是示范性的，而且是非限制性的。此外，明顯的，“包括”一詞不排除其他元素和步驟，并且措辭“一個”不排除復數。裝置權利要求中陳述的多個元件也可以由一個元件來實現。第一，第二等詞語用來表示名稱，而并不表示任何特定的順序。當前第1頁1 2 3