CN105379128B - 用于周期跳变修正的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

一种系统和方法，包括用于用奇偶校验位对要传输的每n位数据进行编码的奇偶校验位编码器(902)，以产生n+1位块(n个信息位+与该n个信息位相关联的一个奇偶校验位)。每个n+1位块被格雷映射(904)到多个相关联的QAM符号，该多个相关QAM符号被调制(906)到光波长上且传输到接收器。在接收器处使用最大后验(MAP)解码器，以做周期跳变修正。通过在格雷映射之前单独地编码奇偶位并且在接收器处识别在解码奇数位中的误码，可以检测180°的相位误差。

Description

用于周期跳变修正的系统和方法
技术领域
本公开涉及光信号数据检测，并且更特别地涉及用于在光通信系统中修正周期跳变的系统和方法。
背景技术
在波分复用(WDM)光通信系统中，若干不同的光载波波长被单独地用数据调制，以产生调制的光信号。调制的光信号被组合成聚合信号，经由光传输路径传输到接收器。接收器检测和解调数据。
可用在光通信系统中的一种类型的调制是移相键控(PSK)。根据PSK的不同变型，通过调制光波长的相位以便光波长的相位或者相变表示编码有一个或多个位的符号，数据被传输。在二进制移相键控(BPSK)调制方案中，例如，两相可以用以表示1位/符号。在正交移相键控(QPSK)调制方案中，四相可以用以编码2位/符号。其它移相键控形式包括微分相移键控(差分相移键控)形式以及PSK和DPSK形式的变形，诸如归零差分相移键控(RZ-DPSK)和极化复用正交相移键控(PDM-QPSK)。
调制格式，诸如其中对单个传输的符号编码多个信息位的QPSK，可以一般地称为多级调制格式。例如，多级调制技术已被用以允许提高的传输速率和降低的信道间隔，由此提高了WDM系统中各通道的谱效率(SE)。一个有效利用频谱的多级调制格式是正交幅度调制(QAM)。在QAM信号中，例如使用移相键控和振幅键控的组合来调制信息，以编码多位/符号。16-QAM调制格式例如可用以编码4位/符号。PSK调制方案(例如，BPSK和QPSK)可以称为一级QAM(例如，相应地2QAM和4QAM)。
在使用例如QAM方案的相位调制的光通信系统中，接收器可以是使用相干检测、例如零差或者外差检测来检测调制的光信号的相干接收器。本文相对于接收器使用的术语“相干”指包括用于解调接收信号的本机振荡器(LO)的接收器。数字信号处理(DSP)可以在这种系统中实施，用以处理接收信号，以提供解调的数据。接受信号的数字信号处理提供了速度和灵活性，并且可用以执行各种功能，包括与光传输路径有关的非线性的修正，非线性诸如是色散、极化模式色散等等。
用于相位调制系统的相干检测方案可使用绝对相位检测。绝对相位检测可以包括关于所接收的数据流中的每个位的值基于估计相位作出判定，如软判定。令人遗憾地，对于M2-QAM，例如QPSK和16QAM，信号星座在角度π/2的相位旋转下不变。用以判定估计相位的载波相位估计器无法区分角度θ与角度θ+π/2。结果，估计的载波相位会被推离当前的稳定工作点，进入相邻稳定工作点的吸引域，这有效地将信号星座旋转π/2。这一现象称为周期跳变。在周期跳变事件之后，周期跳变能够产生许多的判定误码。通过使用信息符号的差分解码，周期跳变的影响可被局限于实际滑移的持续时间。但是，该差分解码可具有是绝对相位检测大约两位的误码率。
发明内容
用于修正(correcting)周期跳变(cycle slip)的一个方案是对已知的信息符号引入导频符号。导频符号除去相位模糊，因为导频符号的载波相位能够通过计算在接收的导频符号和已知的信息符号之间的相位差而明确地估计。但是，导频符号的额外开销导致较大的符号率，从而导致灵敏度恶化。为解决这一问题，导频符号可以以较大时段插入。总体上，其可以占在检测到周期跳变以及载波相位基准被修正之前的导频符号时段之间的符号的大约一半数目。进行修正花费的时间可导致所检测的数据中的突发错误。
附图说明
现在将参考附图举例说明本发明，其中同样的数字表示同样的部件，其中：
图1是根据本公开的系统的一个示例性实施例的块图。
图2是根据本公开的发送器的一个示例性实施例的块图。
图3是根据本公开的接收器的一个示例性实施例的块图。
图4示意性地例示了根据本公开的示例性发送器的调制输出。
图5是根据本公开的系统中的16-QAM信号的一个示例性实施例的星座图，其中星座点被互连以例示与90°和180°相位误差相关联的符号。
图6示意性地例示了在根据本公开的系统中发生180°相位误差时奇数位的位变化。
图7是根据本公开的发送器的另一示例性实施例的块图。
图8是根据本公开的接收器的另一示例性实施例的块图。
图9是例示根据本公开的方法的一个示例的流程图。
具体实施方式
总体上，根据本公开的系统借助奇偶校验位(parity check bit)而对被传输的每n位数据编码，以产生n+1位块(n个信息位+与该n个信息位相关联的一个奇偶校验位)。每个n+1位块被格雷映射到多个相关联的QAM符号，该多个相关QAM码元被调制到光学载波上且传输到接收器。接收器使用最大后验(MAP)检测符号并且对周期跳变修正。
在一个实施例中，例如与每个n+1位块相关联的符号可以通过选择具有正确的奇偶校验的符号和相对所检测的符号的最小欧氏距离(minimum Euclidean distance)来解码。由于检测器使用正确的奇偶校验来做出符号判定，检测器中的误差信号随着周期跳变增大，以自动地检测且修正周期跳变，并阻止检测器收敛到90°(π/2)相位误差。在根据本公开的系统中，可以通过在格雷映射之前单独地编码奇偶位并且在接收器处检测偶数位解码中的误码，可以检测到180°的相位误差。
如本文使用的，“格雷映射”或者“进行格雷映射”指已知的格雷映射方案，由此码被分配到每个连续位组，以便相邻的码字相差一位，并且不涉及将附加位添加到数据流(即，格雷映射没有额外开销)。如本文使用的，术语“联接”指任何的连接、联接、链接等等，由一个系统元件传送的信号通过该“联接”被传给“联接”的元件。这种“联接”装置或者信号和装置不必彼此直接相连，并且可以通过能够操纵或者修改此类信号的中间部件或装置分离开。
图1是根据本公开的WDM传输系统100的一个示例性实施例的简化框图。该传输系统用以将多个光信道从传输端子104通过光学信息路径102传输到一个或者多个位于远处的接收端子106。示例性系统100可以是长距离海底系统，构造用于将信道从发送器传输到相距5000km或更远处的接收器。虽然在光学系统的上下文中描述了示例性实施例，并且该示例性实施例在长距离WDM光学系统方面是有用的，但本文所述的广义构思可在发送和接收其它类型信号的其它通信系统中实现。
本领域技术人员将认识到，为便于说明，系统100已被描绘为高度简化的点对点系统。例如，传输端子104和接收端子106当然可以均被配置为收发器，由此两者均可以被配置为执行发送和接收功能。但是，为便于说明，这些端子在本文中仅关于传输或者接收功能来描绘和说明。将理解，根据本公开的系统和方法可以整合成为多种网络部件和构造。在本文中例示的示例性实施例仅以说明方式提供，并不是限制性的。
在例示的示例性实施例中，多个发送器TX1、TX2、…、TXN中的每一个接收相关输入口108-1、108-2、…、108-N上的数据信号，并将数据信号在相关波长λ1、λ2、…、λN上传输。发送器TX1、TX2、…、TXN中的一个或多个可以被配置为使用根据本公开的修改的BICM-ID方案将数据调制在相关波长上。当然，为便于说明，发送器以高度简化的形式示出。本领域技术人员将认识到，每个发送器可以包括构造用于利用期望的幅度和调制以其相关波长来传输数据信号的电气部件和光学部件。
传输的波长或者信道分别承载在多个路径110-1、110-2、…、110-N上。数据信道由复用器或者组合器112组合成为光路102上的聚合信号。光学信息路径102可以包括光纤波导、光放大器、滤光器、色散补偿模块及其它有源和无源部件。
聚合信号可以在一个或者多个远程接收端子106处接收。多路分解器114将波长为λ1、λ2、…、λN的传输信道分离到与相关联的接收器RX1、RX2、…、RXN相联的相关路径116-1、116-2、…、116-N上。接收器RX1、RX2、…、RXN中的一个或多个可以被配置为使用与根据本公开的修改的BICM-ID方案相关联的叠代解码来解调传输信号，并且可以在相关联的输出路径118-1、118-2、118-3、…、118-N上提供相关联的输出数据信号。
图2是根据本公开的一个示例性发送器200的简化框图。例示的示例性实施例200包括奇偶校验位编码器202、格雷映射器(Gray mapper)204和调制器206，该调制器206用于调制连续波激光器208的输出，以在载波波长λN上提供编码调制输出。
奇偶校验位编码器202可以被配置为用相关联的奇偶校验位对在输入路径118-N上提供的数据流的每n个信息位编码。奇偶校验位编码器202的输出包括n+1位的连续块，该n+1位即n个信息位+奇偶校验位。由奇偶校验位编码器202添加的奇偶校验位以已知方式识别在相关联的n个信息位中具有值1的位的数目是偶数还是奇数。
如已知的，奇偶校验位可以是偶奇偶校验位或者奇奇偶校验位。当使用偶奇偶校验时，如果n个信息位(不包括奇偶校验位)中的1的数目为奇数，则奇偶校验位设定为值1，以使得整个n+1位块(n个信息位+奇偶校验位)中的1的数目为偶数。如果n个信息位中的1的数目已经是偶数，则偶奇偶校验位设定为0。当使用奇奇偶校验时，如果n个信息位(不包括奇偶校验位)中的1的数目是偶数，则保持整个n+1位块(n个信息位+奇偶校验位)中的1的数目为奇数。当n个信息位中的1的数目已经是奇数时，奇奇偶校验位设定为0。在奇偶校验位编码器202中用于用偶奇偶校验位或者奇奇偶校验位对输入数据的每n位进行编码的硬件和软件构造对于本领域普通技术人员是已知的。
奇偶校验位编码器的编码输出联接到格雷映射器204。格雷映射器204被配置为将每个n+1位块映射到相关联的多个QAM符号。与每个n+1位块相关联的多个QAM符号被用调制器206调制到连续波激光器208的光学载波波长λN上。调制器206可以使用任何已知的调制法将多个QAM符号调制到载波波长λN上。调制器206的编码、映射且调制的输出可以联接到WDM系统中的复用器112(图1)。
图3是根据本公开的一个示例性接收器300的简化框图。例示的示例性实施例300包括光信号检测器302和解映射器304。检测器302可以包括已知的相干接收器，例如极化分集相干接收器，该相干接收器被配置为接收在光学载波波长λN上的信号，并且将光信号转换成为表示由调制器206(图2)调制到光学载波波长λN上的QAM符号的一个或多个相关电气输出(例如，极化复用调制格式的与每个极化相关联的输出)。
解映射器304可以被配置为数字信号处理(DSP)电路308的一部分。总体上，DSP包括使用一个或多个专用集成电路(ASICS)和/或专用处理机处理信号，这些专用集成电路和/或专用处理机构造用于执行专用指令序列，例如直接执行和/或在软件指令控制下执行。整合有检测器的接收器即相干接收器以及使用载波相位估计来处理相干接收器的数字输出的DSP电路的一个示例记载在美国专利8295713中，该专利的教导通过引用整合入本文。
参考图2以及图3，DSP电路308可以处理检测器302的输出，并且将再现了在输入108-N处提供的数据的输出提供到发送器200。解映射器304接收检测器302的电气输出信号，使用载波相位估计功能转换由格雷映射器204施加的映射并除去由奇偶校验位编码器202施加的奇偶校验位。解映射器的输出是解映射输出，表示在输入108-N处提供到发送器200的数据的连续的n位块。
解映射可以例如使用最大后验(MAP)检测器来执行，并且可以响应于来自接收器输出的先验对数似然比(LLR)反馈叠代地执行。在根据本公开的系统中的解映射器304可以使用奇偶校验位编码器202施加的奇偶校验位所指示的奇偶校验来产生周期跳变的修正。在一些实施例中，例如，解映射器304可以使用奇偶校验位来以自动地导致周期跳变的修正的方式执行解映射。
在根据本公开的系统中，在奇偶校验位编码器202的输出处提供的n+1位块(n个信息位和1相关联的奇偶校验位)可以由格雷映射器204以各种方式被映射到多个QAM符号。在一个实施例中，例如，格雷映射器204可以将在奇偶校验位编码器202的输出处的每个n+1连续位的块映射到奇数个QAM符号。例如，12个连续位(11个信息位和1个相关联的奇偶校验位)可以被映射到三个16-QAM符号，6个连续位(5信息位和1个相关联的奇偶校验位)可以被映射到三个QPSK(4-QAM)符号等等。通过这一构造，依据从信息位的XOR或者信息位的XNOR产生奇偶校验位，与每一组奇数个QAM符号相关联的每个n+1位块将具有偶数个或者奇数个“1”。在接收器300处，奇数个QAM符号可以由解映射器304使用MAP检测器解映射，该MAP检测器被配置为选择与有正确的奇偶校验的多个格雷映射的QAM符号相关联的位。
例如，图4示意性地例示了根据本公开的调制输出400，其中奇偶校验位编码器202用单个奇奇偶校验位对每个连续的11信息位(n＝11)编码，以将12位的块提供到格雷映射器204。图5是例示16-QAM信号的格雷映射的星座图502。以已知方式，图5的星座图例示了多个星座点，该多个星座点指示每个QAM符号的幅度和相位以及与符号相关联的位(代码字)。
在所示的实施例中，格雷映射器204将连续的12位(11信息位+1偶奇偶校验位)块映射到三个16-QAM符号，其中每个符号被映射到图5所示的星座图中的星座点。如所示的，形成的调制信号包括与在奇偶校验位编码器202的输出处提供的每个连续的12位块相关联的连续的三个16-QAM符号组。由于奇偶校验位编码器用奇奇偶校验位对每11个信息位编码，在与每个12位块相关联的连续的三个16-QAM符号组相关联的位中的“1”的数目是奇数。虽然所示的实施例结合由奇偶校验位编码器202施加奇奇偶校验位来描述，本领域普通技术人员将认识到，奇偶校验位编码器能够替代地用偶奇偶校验位对每n个信息位编码。
在接收器300处，解映射器304可以检测并且使用如下事实来修正周期跳变，即在格雷映射的QAM中，与映射的位相关联的奇偶校验在每90°相位旋转之后改变。这一特性在图5中通过互连星座点的正方形504、506、508、510例示。每个正方形的角设置在相对于在相邻角上的星座点成90°的星座点上。对于任何星座点，与之相距±90°的星座点具有异奇偶性。例如，与位(1110)相关联的16-QAM符号在90°相位旋转之后将转换为与位(0011)或者位(1001)相关联的16-QAM符号。
该规则对于具有格雷映射的任意的M2-QAM是正确的，其中M是由符号编码的的位数。具体地，对于M2-QAM符号，x+yi通过将log2(M)二进制位在实部和虚部两者上均独立地映射为M-脉冲幅度调制(PAM)而产生。由于x和y为实数和格雷映射，PAM信号y具有如下特性：
Parity(y)≠Parity(-y)
这是因为对于格雷映射，正负号相反的两个最接近符号具有仅一位差异，以便该两个符号的奇偶校验是不同的。QAM符号的奇偶校验是：
Parity(x+yi)＝Parity(x)XOR Parity(y)
Parity(x-yi)＝Parity(x)XOR Parity(-y)
因此，
Parity(x+yi)≠Parity(x-yi)
另一方面，互换M2-QAM符号的实部和虚部不改变奇偶校验：
Parity(x-yi)＝Parity(-y+xi)
因此，符号(x+yi)ejπ/2＝-y+xi的π/2相位旋转改变奇偶校验。
Parity(x+yi)≠Parity(-y+xi)
由于与格雷映射的QAM符号相关联的位的奇偶校验随着每90°相位旋转而改变，将n+1位(n个信息位和1相关联的奇偶校验位)的块映射到奇数个QAM符号，即1符号、3符号、5符号等待，可用以检测和修正90°相位旋转，即周期跳变。
例如，在其中12个位被映射到三个16-QAM符号的实施例中，在解映射器304处，用于当前符号m的载波相位，即φ(m)可以通过如下给出的相位更新规则来确定：
其中μ是步长参数,是虚部(x)，而e(m)是如下给出的误差信号
e(m)＝z(m)-a(m)
其中z(m)＝x(m)exp(-jφ(m))是带有相位误差修正的平衡输出，并且a(m)是由判定装置、例如MAP解码器对z(m)做出的估计。
解映射器304的MAP解码器可以以如下约束判定具有相对于过滤(检测)信号[z(m-1)、z(m)、z(m+1)]的最小欧氏距离的三个16-QAM符号[a(m-1)、a(m)、a(m+1)]组，该约束即：在与符号相关联的位中的“1”的总数依据奇偶校验位编码器202施加的奇偶校验而是奇数或者偶数。由于误差信号e(m)由MAP解码器以正确的奇偶校验驱动，误差信号将在90°(p/2)相位误差时较大。换句话说，在解映射器304中用于相位跟踪的自适应均衡器的方案永远不能合聚到90°相位误差，由此阻止到相邻象限的周期跳变。
虽然使用根据本公开的构造能够检测和修正90°相位误差，这种系统仍具有与p相位相关联的相位模糊，因为格雷映射的QAM中的映射位的奇偶校验在180°(p)旋转之后不改变。例如，对于180°相位旋转，图5中与位(0110)(标记为A)相关联的16-QAM符号改变为与位(1100)(标记为B)相关联的16-QAM符号，并且与两个符号相关联的奇偶校验一样。
但是，即使符号的奇偶校验并未随着相位旋转而改变，如果位以常规方式从右向左以零为始点进行编号，则符号中的奇数位总是在180°相位旋转之后改变，而偶数位不改变。例如，图6示意性地例示了与在图5中标记为A的16-QAM符号有关的位以及在图5中与16-QAM符号B有关的位，符号A相对于符号B成180°相位旋转。如所示的，与符号A相关联的偶数位不因180°相位旋转而改变至与符号B相关联的位，但与符号A相关联的偶数位因同一180°相位旋转而改变为与符号B相关联的位。
根据本公开的构造可使用这一特性来检测到180°相位误差的周期跳变。总体上，与每个符号相关联的偶数位和奇数位可以使用独立的FEC编码器编码。在存在180°相位误差的情况下，对偶数位解码的FEC解码器将以最小误码操作，但处理奇数位的FEC解码器将具有同步损失(高误码率)，因为奇数位因180°相位误差而改变。解码中的误码因此允许检测180°相位误差。误码的检测可导致对周期跳变的修正。例如，一旦检测到180°周期跳变，则可以通过对整个代码字反转奇数位的位值来修正。
图7是被配置为检测180°相位误差的根据本公开的示例性发送器700的简化框图。例示的示例性实施例700包括多路分解器701、多个FEC编码器702-n、702-(n-1)、…、702-1、交错器704、奇偶校验位编码器202和用于如关于图2所述地驱动调制器206的格雷映射器204。
多路分解器701可以采用已知构造用于接收路径108-N上的串行输入的数据流并将输入的数据流多路分解为n个单独的并行多路分解的数据流，即每第n个位被多路分解器701分离到相关联的输出路径上。每个n数据流被联接到FEC编码器702-n、702-(n-1)、…、702-1中的相关一个。FEC编码器702-n、702-(n-1)、…、702-1均可以被配置为用相关联的FEC码对由此接收的数据流编码，以提供相关联的FEC编码的输出。
已知许多FEC码，每个均具有与如何产生码且因此它们如何执行相关联的特性。已知纠错码的示例包括线性和周期汉明码(Hamming codes)、BCH(Bose-Chaudhuri-Hocquenghem)码、卷积(Viterbi)码、Golay码和Fire码、TCC和TPC码(Turbo convolutionaland product codes)以及低密度奇偶校验码(LDPC)。LDPC码由于低的相关额外开销而对于FEC编码器702-n、702-(n-1)、…、702-1是特别有用的码。用在FEC编码器702-n、702-(n-1)、…、702-1和相应的解码器802-n、802-(n-1)、…、802-1(图8)中实现各种纠错码的硬件和软件构造对于本领域普通技术人员是已知的。
每个FEC编码器702-n、702-(n-1)、…、702-1的编码输出被联接到交错器704。已知各种交错器构造。在所示的实施例中，交错器704从FEC编码器702-n、702-(n-1)、…、702-1接收n个输出码字，将并行的n位交错输出提供到奇偶校验位编码器202。
如上文所述，奇偶校验位编码器202可以被配置为用相关联的奇偶校验位对每个n位块编码。奇偶校验位编码器202的输出包括n+1位的连续块，即n个信息位加奇偶校验位。奇偶校验位编码器202的编码输出被联接到格雷映射器204。格雷映射器204被配置为将每个n+1位块映射到相关联的多个QAM符号，例如奇数个QAM符号。与每个n+1位块相关联的多个QAM符号被提供到用于将符号调制到连续波激光器208的光学载波波长λN上的调制器206。
图8是用于接收使用图7所示的发送器700调制的信号的根据本公开的一个示例性接收器800的简化框图。例示的示例性实施例800包括检测器302、解映射器304a、解交错器802、多个FEC解码器804-n、804-(n-1)、804-1，复用器806和交错器808。
如上文所述，检测器302被配置为接收被调制在载波波长λN上的光信号，并将光信号转换成为电信号。解映射器304a接收检测器302的输出将数据的映射转换为在发送器处由格雷映射器204施加的调制格式，并且例如使用如上所述的MAP解码器去除由奇偶校验位编码器施加的奇偶校验位。如所示的，解映射可以响应于来自接收器的输出(在所示的实施例中，即复用器806的输出)的先验LLR反馈来叠代地执行。解映射器304a提供了包括n位块的解映射器输出，以再现发送器700中的交错器704的输出。
解映射器304a的解映射器输出联接到解交错器802，解交错器802还原由发送器700中的相关交错器704执行的位交错，并将n个的解交错输出提供到FEC解码器804-n、804-(n-1)、804-1。FEC解码器804-n、804-(n-1)、804-1均可以被配置为使用在发送器700处施加的FEC码对由此接收的数据流解码，以提供相关联的FEC解码输出。每个FEC解码器804-n、804-(n-1)、804-1的n个FEC解码输出被联接到已知的复用器806。复用器806复合FEC码解码器804-n、804-(n-1)、804-1的输出以产生串行数字数据输出，再现在发送器700处在路径118-N上的数据。
复用器806的数据输出通过交错器808被反馈到解映射器304a，以提供先验LLR信息，在解码解映射器304a的输入时由解映射器304a使用。交错器808主要还原由解交错器802执行的解交错。
在存在180°相位误差的情况下，对偶数位解码的FEC解码器804-n、804-(n-1)、804-1中的FEC解码器将以最小误码操作，但处理奇数位的FEC解码器804-n、804-(n-1)、804-1中的FEC解码器将具有同步损失(高误码率)，因为奇数位因180°相位误差而改变。对奇数位进行处理的FEC解码器804-n、804-(n-1)、804-1中的FEC解码器报告的误码可以被传送到解映射器304a，以指示180°相位误差。响应于处理奇数位的FEC解码器报告的误码，解映射器304可以转换各代码字的奇数位的位值，以修正180°相位误差。
图9是例示根据本公开的方法900的流程图。操作902包括用奇偶校验位对信号的连续的n位块编码，以提供n+1位的连续块。N+1位的连续块被格雷映射904到相关联的多个QAM符号，该相关联的多个QAM符号被调制906到光学载波波长上，以提供调制的光信号。调制的光信号被检测908以提供电信号，并且多个QAM符号被从电信号解映射以提供表示n+1位块的解映射器输出。由奇偶校验位指示的奇偶校验被用以912产生周期跳变的修正。
虽然图9例示了根据实施例的各种操作，将理解，不是图9描绘的所有操作对于其它实施例是必需的。确实，本文完全预期的是，在本公开的其它实施例中，图9描绘的操作和/或本文所述的其它操作可以以任意附图中均未具体示出的方式来组合，但仍与本发明完全一致。由此，涉及未确切示出的特征和/或操作的权利要求被认为在本公开的范围和内容内。
有利地，因此，根据本公开的系统可以被配置为检测且修正相位误差，即周期跳变，至90°和/或180°。系统施加奇偶校验位至n位块，以产生n+1位块。n+1位块被格雷映射到多个QAM符号。到90°的周期跳变可以使用由奇偶校验位编码器施加的奇偶校验位指示的奇偶校验来检测和修正。至180°的周期跳变可通过将FEC码单独地施加到QAM符号码字中的偶数位和奇数位来检测和修正。在接收器处检测码字中的奇数位中的误码可以指示到180°的周期跳变，该周期跳变可以通过将码字中的奇数位的值反转来修正。
根据本公开一个方面，提供了一种系统，包括：奇偶校验位编码器，其被配置为编码连续的带有奇偶校验位的n位块，以提供连续的n+1位块；格雷映射器，其联接到奇偶校验位编码器，并且被配置为将n+1位块中的每一个映射到关联的多个正交幅度调制(QAM)符号；调制器，其联接到格雷映射器，并且被配置为响应于格雷映射器的输出调制光信号，以提供包括相关联的多个QAM符号的调制的光信号；检测器，其用于接收调制的光信号并且提供表示光信号的电信号；和解映射器，其被配置为响应于电信号提供表示n位块的解映射器输出，该解映射器进一步被配置为使用由奇偶校验位指示的奇偶校验产生周期跳变的修正。
根据本公开另一方面，提供了光信号接收器，其包括：检测器，该检测器用于接收表示被映射到相关联的多个QAM信号的n+1位块(包括n个信息位和1个奇偶校验位)的调制的光信号，并且用于提供表示光信号的电信号；和解映射器，其被配置为响应于电信号提供表示n位块的解映射器输出，该解映射器检测器进一步被配置为使用由奇偶校验位指示的奇偶校验产生周期跳变的修正。
根据本公开另一个方面，提供了一种方法，包括：用奇偶校验位对信号的连续的n位块编码，以提供n+1位的连续块；将所述n+1位的连续块格雷映射到相关联的多个QAM符号；将多个QAM码元调制在光学载波波长上，以提供调制的光信号；检测调制的光信号，以提供电信号；从电信号解映射多个QAM符号，以提供表示n位块的解映射器输出；以及使用由奇偶校验位指示的奇偶校验产生周期跳变的修正。
本文所述方法的实施例可以使用处理器和/或另一可编程器件实施。为此，本文所述方法可以在存储有在由一个或多个处理器执行时执行方法的指令的实体计算机可读存储介质上实施。由此，例如，发送器和/或接收器可以包括存储介质(未示出)，用以存储执行本文所述操作的指令(例如，固件或软件)。存储介质可以包括任何类型的实体介质，例如，包括软盘、光盘、高密度磁盘只读存储器(CD-ROM)、高密度磁盘可写存储器(CD-RW)的任意类型盘算，以及磁-光盘、诸如只读存储器(ROM)的半导体器件、诸如动态和静态随机存取存储器随机存取存储器的随机存取存储器(RAM)、可擦除编程只读存储器(EPROM)、电可擦除编程只读存储器(EEPROM)、闪存、磁卡或光卡，或者适于存储电子指令的任意类型的介质。
本领域技术人员将理解，本文的任何块图表示例示性表示实施本公开原理的例示性电路的构思图。类似地，将理解，任意的流程图、流线图、状态转移图、伪码等等表示可以大致以计算机可读介质表示且因此由计算机或者处理器来执行的各种处理，而不论这样的计算机或者处理器是否已被明确示出。软件模块或者暗示为软件的简单模块在本文中可以表示为流程图单元或者指示处理步骤性能的其它单元和/或文字描述的任何组合。这些模块可以通过明示的或者暗示的硬件来执行。
图中所示的各种元件，包括任何的功能块，的功能可以专用硬件以及能够执行与适当软件相关联的软件的硬件来提供。当由处理器来提供时，功能可以由单个专用处理器来提供，由单个共享处理器来提供，或者由其中一些可以共享的多个单独处理器来提供。另外，术语“处理器”或者“控制器”的明确使用不应被认为专有地指能够执行软件的硬件，而可以暗含地包括但不限于数字信号处理器(DSP)硬件、网络处理器、专用集成电路(ASIC)、字段可编程门阵列(FPGA)、用于存储软件的只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)以及非易失性存储器。也可包括常规的和/或定制的其它硬件。
如在本文任意实施例中使用的，“电路”可例如单个地或者以任何组合包括硬布线的电路、可编程电路、状态机电路和/或存储由可编程电路执行的指令的固件。在至少一个实施例中，发送器和接收器可以包括一个或多个集成电路。“集成电路”可以是数字式、模拟式或者混合信号半导体器件和/或微电子器件，诸如，例如但不局限于半导体集成电路芯片。

Claims (12)

1.一种用于周期跳变修正的系统，其包括：
奇偶校验位编码器(202)，其被配置为借助奇偶校验位对连续的n位块编码，以提供连续的n+1位块，其中，n是正整数；
格雷映射器(204)，其被联接到所述奇偶校验位编码器(202)、并且被配置为将所述n+1位块中的每一个映射到相关联的奇数个正交幅度调制符号，其中，所述相关联的奇数个正交幅度调制符号中的每一个表示所述n+1位块中的一个位块的多个位；
调制器(206)，其被联接到所述格雷映射器(204)、并且被配置为响应于所述格雷映射器(204)的输出而调制光信号，以提供包括所述相关联的奇数个正交幅度调制符号的经调制的光信号；
检测器(302)，其用于接收所述经调制的光信号、并且提供代表所述光信号的电信号；以及
解映射器(304、304a)，其被配置为响应于所述电信号而提供代表所述n位块的解映射器输出，所述解映射器还被配置为使用由所述奇偶校验位指示的奇偶校验产生周期跳变的修正。
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述解映射器(304、304a)被配置为，通过选择与多个格雷映射的正交幅度调制符号相关联的具有与由所述奇偶校验位指示的所述奇偶校验相对应的奇偶校验的位以及从所接收的根据所述电信号检测的多个正交幅度调制符号选择最小欧氏距离，来提供所述解映射器输出。
3.根据权利要求1所述的系统，所述系统进一步包括：
多路分解器(701)，所述多路分解器(701)被配置为接收串行输入的数据流，并且将所述串行输入的数据流多路分解为多个经多路分解的数据流；
多个前向纠错编码器(702-n、702-(n-1)、702-1)，每个所述前向纠错编码器(702-n、702-(n-1)、702-1)被配置为使用前向纠错码对所述经多路分解的数据流中的相关一个编码并提供相关联的前向纠错编码的输出；和
交错器(704)，所述交错器联接所述多个前向纠错编码器(702-n、702-(n-1)、702-1)，并且被配置为将包括所述连续的n位块的交错输出提供到所述奇偶校验位编码器(202)。
4.根据权利要求1所述的系统，所述系统进一步包括：
解交错器(802)，所述解交错器联接到所述解映射器(304,304a)，并且被配置为响应于所述解映射器输出提供多个解交错输出；和
多个前向纠错解码器(804-n、804-(n-1)、804-1)，每个所述前向纠错解码器(804-n、804-(n-1)、804-1)配置为接收所述解交错输出中的相关一个并且提供相关联的前向纠错编码输出信号。
5.根据权利要求4所述的系统，所述系统被配置为响应于由所述前向纠错解码器(804-n、804-(n-1)、804-1)中的一些前向纠错解码器报告的与所述解映射器输出中的奇数位有关的误码产生载波相位估计中的180°周期跳变修正。
6.一种用于周期跳变修正的方法，包括：
借助奇偶校验位对信号的连续的n位块编码(902)，以提供连续的n+1位块，其中，n是正整数；
将所述连续的n+1位块格雷映射(904)到相关联的奇数个正交幅度调制符号，其中，所述相关联的奇数个正交幅度调制符号中的每一个表示所述n+1位块中的一个位块的多个位；
将所述奇数个正交幅度调制符号调制(906)在光学载波波长上，以提供经调制的光信号；
检测(908)所述经调制的光信号，以提供电信号；
从所述电信号解映射(910)所述奇数个正交幅度调制符号，以提供表示所述n位块的解映射器输出；以及
使用由所述奇偶校验位指示的奇偶校验(912)以产生周期跳变的修正。
7.根据权利要求6所述的方法，其中所述解映射包括选择与多个格雷映射的正交幅度调制符号相关联的具有与由所述奇偶校验位指示的所述奇偶校验相对应的奇偶校验的位以及从所接收的根据所述电信号检测的多个正交幅度调制符号选择最小欧氏距离。
8.根据权利要求6所述的方法，所述方法进一步包括：
多路分解输入信号，以提供多个经多路分解的数据流；
使用前向纠错码对所述多个经多路分解的数据流中的每一个编码，以提供多个前向纠错编码的输出；以及
交错所述前向纠错编码的输出，以提供所述连续的n位块。
9.根据权利要求8所述的方法，所述方法进一步包括：解交错所述解映射器输出，以提供多个解交错输出；以及
使用所述前向纠错码对所述解交错输出解码，以提供多个前向纠错解码输出。
10.根据权利要求9所述的方法，所述方法进一步包括：响应于所述前向纠错解码输出中与所述解映射器输出中的奇数位对应的那些前向纠错解码输出，识别载波相位估计中的180°周期跳变。
11.根据权利要求6所述的方法，其中，联接到所述奇偶校验位编码器的格雷映射器被配置为将所述n+1位块中的每一个映射到相关联的奇数个正交幅度调制符号，使得与映射的位相关联的奇偶校验在每90度相位旋转之后改变。
12.根据权利要求6所述的方法，其中，所述连续的n+1位块到相关联的奇数个正交幅度调制信号的所述格雷映射使得与映射的位相关联的奇偶校验在每90度相位旋转之后改变。
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