[發明專利]一種應用于短距離光纖通訊的糾錯編碼和概率整形方法

在審

• 申請號: 202310567207.6
• 申請日: 2023-05-19
• 公開（公告）號: CN116582221A
• 公開（公告）日: 2023-08-11
• 發明（設計）人: 忻向軍;田清華;劉子祺;張雨晴;姚海鵬;高然;王富;李志沛;田鳳;董澤;朱磊;張琦
• 申請（專利權）人: 北京郵電大學
• 主分類號: H04L1/00
• 分類號: H04L1/00;H04B10/54
• 代理公司: 北京希夷微知識產權代理事務所(普通合伙) 16079
• 代理人: 張乾楨

本發明涉及一種應用于短距離光纖通訊的糾錯編碼和概率整形方法，包括步驟：將信源信息基于硬判決的階梯碼進行第一次編碼，將第一次編碼后的信源信息基于軟判決的漢明碼進行第二次編碼；對所述第二次編碼后的信源信息進行劃分，劃分后的信源信息將基于枚舉球映射進行概率整形或者用于高階調制。本發明的有益效果是，本技術方案可以采用概率整形技術，調整符號出現的概率降低信號的平均功率。通信信道的最大容量可以通過優化信源的概率分布來實現，概率整形技術是一種在有限平均功率約束下，采用均勻分布以外的源分布來提高信息傳輸速率的方法，保證通信可靠性的同時降低發射機的發射功率。

技術領域

本發明涉及光纖通信領域，具體來說，涉及信道編碼領域，特別的，涉及一種應用于短距離光纖通訊的糾錯編碼和概率整形方法。

背景技術

隨著全球信息數據的成倍增長，要求著高速光纖通信的技術發展能跟上該領域使用用戶的需求量，使得數據中心光互聯成為了全球研究的熱點，其中，高速短距離的數據中心是熱點中的焦點。如何找到一種具有更高的信息速率、發射頻率盡可能低的信道編碼方案是目前的研發關鍵。根據香農定理可知，可靠的通信數據和高傳輸速率二者是不可兼得的，現有技術中在進行高速光纖通信信道編碼時與概率整形技術相結合的聯合編碼調制方案使得整形后的符號平均功率更低并保證信息的準確性與可靠性。

發明內容

本發明針對現有技術的缺點，提供了一種應用于短距離光纖通訊的糾錯編碼和概率整形方法，在編碼流程上采取先前向糾錯編碼后概率整形的順序，以保證通信可靠性的同時，降低發射機的發射功率與能耗。

一種應用于短距離光纖通訊的糾錯編碼和概率整形方法，步驟包括：

將信源信息基于硬判決的階梯碼進行第一次編碼，將第一次編碼后的信源信息基于軟判決的漢明碼進行第二次編碼；

對所述第二次編碼后的信源信息進行劃分，劃分后的信源信息將基于枚舉球映射進行概率整形或者用于高階調制。

進一步的，所述基于枚舉球映射進行概率整形的步驟包括：

將所述第二次編碼后的信源信息u^c分為符號信息u^a和整形信息u^s。u^s經過基于枚舉球映射后進行分布，映射為預設長度的振幅序列。

進一步的，所述基于枚舉球映射進行概率整形的公式包括：

k′是由能量振幅格確定的整形序列集合S₀可以建立映射的比特數量；

含有k_sbit的信息序列u^s被映射為長度為的振幅序列；

在進行星座映射之前，要將u^a平均分配整形后的振幅序列；

其中，M表示調制階數，如16QAM調制的M＝4。

進一步的，所述基于硬判決的階梯碼進行第一次編碼的步驟包括：

所述硬判決編碼的構造是階梯碼，所述階梯碼的碼長為2n的BCH碼，所述階梯碼的奇偶校驗位長度為k，所述階梯碼的信息碼字長度為2n-k；

選擇n×n的矩陣Bi(i＝0,1,2,…)，左側n-k列構成信息位，右側k列構成校驗位，以上述矩陣結構進行類推。

本發明有益效果

本發明的技術方案在編碼流程上采取先前向糾錯編碼后概率整形的順序，且可以采用概率整形技術，調整符號出現的概率降低信號的平均功率。通信信道的最大容量可以通過優化信源的概率分布來實現，概率整形技術在有限平均功率約束下，采用均勻分布以外的源分布來提高信息傳輸速率，保證通信可靠性的同時降低發射機的發射功率。

附圖說明