[發明專利]一種適用于高速相干光通信系統的概率成形編碼方法

有效

• 申請號: 202010597840.6
• 申請日: 2020-06-28
• 公開（公告）號: CN111786729B
• 公開（公告）日: 2023-05-26
• 發明（設計）人: 鞏小雪;何林航;張琦涵;郭磊;胡安琪
• 申請（專利權）人: 重慶郵電大學
• 主分類號: H04B10/516
• 分類號: H04B10/516;H04B10/61
• 代理公司: 重慶市恒信知識產權代理有限公司 50102
• 代理人: 李金蓉

1.一種適用于高速相干光通信系統的概率成形編碼方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：通過分布匹配器將均勻輸入的比特序列轉換為符號序列；

步驟1-1：輸入信號長度為k的二進制比特序列X＝{X₁X₂…X_k}，其中0和1波特出現的概率均為二分之一；

步驟1-2：對步驟1-1的信號通過加入冗余的方式，得到輸出的長度為n的符號序列Y＝{Y₁Y₂…Y_n}，CCDM輸出的符號序列的概率分布滿足麥克斯韋－波爾茲曼分布，表示為公式(1)，通過改變(1)中參數λ的取值，來控制概率成形的程度，λ＝0為均勻分布，將λ取值為0.3、0.7和1時為概率成形方案；

步驟2：通過LDPC碼對傳輸的符號序列進行信道編碼，輸出的最終實值序列；

步驟2-1：隨機二進制比特流D^k產生比特序列被分為兩部分，其中一部分進入CCDM中，用來生成振幅Aⁿ＝A₁...A_n，剩余的長度為γn的比特序列U^γn作為附加數據位一同進入LDPC編碼器進行前向糾錯編碼；

步驟2-2：求解長度為n的序列Xⁿ，Xⁿ的前γn通過不同調制格式信號星座點的格雷映射標記位的符號標記α(U^γn)來求解，α(U^γn)對應的值即為符號位sign，有兩種情況，當U^γn為1時，對應的sign值為1，當U^γn為-1時，對應的sign值為0；剩余的(1-γ)n通過不同調制格式信號星座點的格雷映射標記位的幅度標記β(Aⁿ)進行計算，得出幅值位S；

步驟3：在接收端采用LDPC置信傳播算法進行譯碼；

步驟3-1：BP算法進行初始化，用公式(3)表示為：

P_i(0)表示比特判為0的概率；P_i(1)表示比特判為1的概率；

步驟3-2：計算校驗節點的似然信息，用公式(4)表示為：

步驟3-3：根據初始似然信息和本次處理所得的似然信息，計算新的比值，似然信息用公式(5)表示為：

c_i表示第i個比特；

步驟3-4：根據步驟3-3中公式(5)的L(Q_i)值進行判決：L(Q_i)0，則c_i＝0，否則c_i＝1。

2.根據權利要求1所述一種適用于高速相干光通信系統的概率成形編碼方法，其特征在于：經過該概率成形模塊后，最終實值序列中信號值通過以下公式計算：X_i＝Sign_i·S_i,i＝1,2...n。

3.基于偏振復用概率成形的M進制正交幅度調制相干光通信系統，其特征在于：包括激光器、偏振分束器、IQ調制器、偏振復用器、單模光纖、光電探測器和模數轉換模塊；

利用權利要求1或2的概率成形編碼方法生成概率成形M進制正交幅度調制信號，將得到的信號通過數模換為電信號，激光器發射的激光通過偏振分束器分為X和Y兩個偏振態，將電信號經過IQ調制器調制到兩個偏振態的光載波上，再經過偏振復用器將X、Y偏振態的光信號進行光路復用；

然后將產生的偏振復用信號通過標準單模光纖；

接收端接收到的光信號經過相干檢測后解調為X、Y偏振態，分別經過光電探測器轉換成電信號，再經過模數轉換模塊轉換為數字信號。