[發明專利]一種極坐標編碼調制的系統及方法

有效

• 申請號: 201711377380.0
• 申請日: 2017-12-19
• 公開（公告）號: CN108111226B
• 公開（公告）日: 2019-08-27
• 發明（設計）人: 楊超
• 申請（專利權）人: 武漢郵電科學研究院
• 主分類號: H04B10/516
• 分類號: H04B10/516;H04B10/532
• 代理公司: 武漢智權專利代理事務所(特殊普通合伙) 42225
• 代理人: 彭程程

一種極坐標編碼調制的系統及方法，涉及直調直檢的光通信系統，在發送端由原始數據流得到QAM信號，取若干點長度的QAM信號形成數據符號，計算每幀信號中QAM信號的幅度和相位，根據幅度和相位取值的概率分布分別重新進行編碼，再將幅度和相位信息的編碼值組合成新的數據符號，形成用于發送的數據幀，再形成光信號發出；在接收端，將收到的光信號經光電轉換、提取數據幀和信道補償后，根據概率編碼得到的判決門限對幅度和相位信息進行恢復，通過恢復出的原始QAM信號恢復原始的數據流。本發明在保持原有系統復雜度及算法復雜度的基礎上，通過極坐標編碼技術以及概率編碼技術，在直調直檢光通信系統架構下實現高頻譜效率的調制編碼方案。

技術領域

本發明涉及直調直檢的光通信系統，具體來講涉及一種極坐標編碼調制的系統及方法。

背景技術

在短距離傳輸、接入等光通信網絡之中，受到成本的限制，其主要采用直調直檢的編碼調制技術進行網絡設計。該方案由于成本低廉和結構簡單，得到了廣泛的應用。隨著網絡通信容量需求的迅速發展，原有的OOK(On-Off Keying，二進制啟閉鍵控)這種低頻譜效率的調制編碼方式已不能滿足現有的高速通信網絡。伴隨著光相干通信技術的出現，OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，即正交頻分復用技術)、QAM(Quadrature Amplitude Modulation，正交振幅調制)這樣高頻譜效率的調制編碼方案逐步應用于長途、城域等光傳送網絡之中。然而在低成本的應用方案中，更多的是采用直調直檢技術而非光相干通信技術，因此如何在現有低成本網絡架構中實現高頻譜效率的調制編碼方案，成為近年來在光短距離傳輸，及光接入網絡中研究的熱點。

為了實現低成本高頻譜效率的光調制編碼，科研人員在直調直檢技術架構下提出了許多不同的方案，如基于CAP(Carrierless Amplitude/phase Modulation，無載波幅相調制)的調制編碼技術，基于直流偏置的光正交頻分復用(DCO-OFDM)的調制編碼技術，這些方法不是增加系統構建的復雜度，就是增加接收信號的數字信號處理算法復雜度，對于基于低成本應用的直調直檢系統都不是一種很好的選擇。

發明內容

針對現有技術中存在的缺陷，本發明的目的在于提供一種極坐標編碼調制的系統及方法，使得整個系統在保持原有系統復雜度及算法復雜度的基礎上，通過極坐標編碼技術以及概率編碼技術，在直調直檢光通信系統架構下實現高頻譜效率的調制編碼方案。

為達到以上目的，本發明采取一種極坐標編碼調制的系統，包括：

發送端，其用于由原始數據流得到QAM信號，N點長度的QAM信號形成一個數據符號，還用于計算每幀信號中QAM信號的幅度和相位，根據幅度和相位取值的概率分布分別重新進行編碼，將幅度和相位信息的編碼值組合成新的數據符號，形成用于發送的數據幀；

接收端，其用于將接收到的數據幀進行信道補償，對得到的數據符號解碼，根據概率編碼得到的判決門限對幅度和相位信息進行恢復，通過恢復出的原始QAM信號恢復原始的數據流。

在上述技術方案的基礎上，所述發送端包括發端數字信號處理器，數字信號處理器包括：

映射模塊，其用于對原始數據流進行星座圖映射編碼，得到QAM信號；

計算模塊，其用于根據QAM信號形成數據符號，其中每個符號中含有N點QAM信號；

編碼模塊，其用于計算每幀信號中QAM信號的幅度和相位；

成幀模塊，其用于根據幅度和相位取值的概率分布分別重新進行編碼，將幅度和相位信息的編碼值組合成新的數據符號，形成數據幀。

在上述技術方案的基礎上，所述發送端包括數模轉換器和直調光發射機，所述數模轉換器用于將發端數字信號處理器輸出的數字信號轉換為模擬信號；所述直調光發射機用于將所述模擬信號調制成光信號并發送。