[發明專利]實施差分調制的調制方法和裝置、對應的解調方法和裝置、信號和計算機軟件產品

有效

• 申請號: 201080018829.4
• 申請日: 2010-04-02
• 公開（公告）號: CN102428667A
• 公開（公告）日: 2012-04-25
• 發明（設計）人: 薩米·曼達思;伽雅·哈卡亞-本·奧特曼;伊夫·趙安
• 申請（專利權）人: 法國電信教育集團/巴黎電信學院
• 主分類號: H04L1/00
• 分類號: H04L1/00
• 代理公司: 北京派特恩知識產權代理事務所(普通合伙) 11270
• 代理人: 武晨燕;遲姍

1.技術領域

本發明涉及數字通信。

具體而言，本發明涉及實施差分調制型調制格式的數據傳輸。此類差分調制用于將二進制序列轉換成調制信號。調制步驟輸入處的二進制序列對應于用以產生調制符號的調制星座的狀態之間的轉變。差分調制可被視為對二進制序列進行差分編碼，從而傳送另一個二進制序列，在這之后進行傳統調制。

本發明可應用于任何使用差分調制的傳輸系統。特別是，本發明可應用于光通信領域：

-根據DBPSK(差分二進制相移鍵控)型調制或DQPSK(差分正交相移鍵控)型調制、以10Gb/s和40Gb/s進行的直接檢測，或

-根據QPSK(正交相移鍵控)型調制或PDM-QPSK(偏振復用-QPSK)型調制、以40Gb/s和100Gb/s進行的相干檢測。

2.背景技術

在光通信領域中，特別是在高位速率的光通信中，相位調制在頻譜效率和傳輸質量(尤其由于與調制強度相關的非線性效應減少)方面均有許多優點。

例如，對于非相干傳輸來說，DBPSK調制格式尤為有利。在直接檢測過程中，所傳輸信號的相位在接收時丟失，但可通過測量兩個連續符號之間的相位差異恢復，例如，可通過MZDI(馬赫-曾德爾延遲干涉儀)型干涉儀執行的光解調找回所述相位。需要對有待傳輸的數據進行差分編碼以便在直接檢測過程中能夠利用相位調制。

另一方面，QPSK和PDM-QPSK調制格式尤其適用于位速率大于或等于40Gb/s的相干傳輸。使用相干接收器可以直接得到所傳輸信號的相位。因此，可以實現對具有高頻譜效率的調制格式的使用。然而，相位噪聲仍然是主要問題，因為相位恢復算法(維特比型)不能夠完全處理該問題。在本文中，也需要對有待傳輸的數據進行差分編碼。

因此，可看出，與相位調制相結合的差分編碼改良了傳輸系統的性能。

但不幸的是，實施差分編碼會導致錯誤率比傳統編碼高，因為一個傳輸錯誤在以信息符號形式傳輸的數據上產生兩個錯誤。一般而言，k個連續傳輸錯誤會在信息符號上產生k+1個錯誤。

具體而言，例如在QPSK型調制的情況下，圖1A所說明的傳統編碼使得包括兩個位的信息符號與對應于星座狀態α_i的調制符號相關聯。對于QPSK調制來說，與調制符號相關聯的星座狀態為：α₁＝e^iπ/4、α₂＝e^3iπ/4等。

另一方面，圖1B所示的差分編碼可以通過在所用星座狀態之間轉變來對有待傳輸的數據進行編碼。換言之，一個信息符號對應于兩個位，這兩個位用于對兩個星座狀態α_i之間(即，兩個調制符號之間)的相位變化進行編碼。例如，信息符號序列‘10’‘11’‘00’轉換成調制符號后對應于狀態α₁、α₄、α₂、α₂。如果在通過傳輸通路后，所接收的調制符號對應于狀態α₁、α₄、α₁、α₂，這表示具有一個傳輸錯誤，那么重構的信息符號將會是‘10’‘01’‘01’，這表示所傳輸的數據上具有兩個錯誤(如帶下劃線的數字所示)。

差分編碼導致錯誤率比傳統編碼高，因為一個傳輸錯誤破壞了兩個連續的信息符號。

因此，需要一種實施差分調制從而使得對所傳輸的數據進行的重構變得更加可靠的新傳輸技術。

3.發明內容

本發明提議一種沒有現有技術的所有缺點的新解決方案，所述解決方案是一種用于對由多個源字形成的源二進制序列進行調制從而傳送調制符號的方法。

根據本發明，此種方法實施以下步驟：

-對多個源字進行糾錯編碼，即實施一個或多個編碼模塊，每個模塊實施不同的糾錯碼，從而傳送多個碼字，

其中所述源字是連續編碼的；

-交錯所述碼字，從而傳送交錯序列；

-對交錯序列進行差分調制，從而傳送調制符號。

將每個碼字分成至少一個組，所述組表示的位數等于以2為底在差分調制步驟期間所實施的調制的狀態數的對數。交錯步驟在交錯序列中分布所述組，使得交錯序列中的兩個鄰近組屬于不同的碼字。