CN106788772B - 基于符号的多维调制解调方法和装置 - Google Patents

基于符号的多维调制解调方法和装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种基于符号的多维调制解调方法和装置，通过根据每个符号内所包含的比特位数K、预设的关联符号数N、预设的偏振态数目M以及预设的校验码位数J，确定每个分组内所包含的比特位数M×N×K‑J；并对信源提供的比特序列进行分组处理，对每个比特序列组进行J位校验码计算并插入到每个比特序列组内的预设位置处；根据格雷映射规则，对插入了校验码后的比特序列组内的比特进行调制并映射到M个偏振态上，形成N个多维关联符号，使得调制后的符号具有了偏振态和符号之间的多维度相互关联关系，并通过对以组为单位的比特序列进行校验位计算，以较小的复杂度实现了灵活地调制与解调，从而适应于不同频谱效率及不同功率效率的需求。

Description

基于符号的多维调制解调方法和装置
技术领域
本发明涉及调制解调领域，尤其涉及一种基于符号的多维调制解调方法和装置。
背景技术
现有的基于多符号校验的多维调制方法如附图1所示，每个符号携带k比特信息，第一个符号直接由k比特有效信息(b1b2…bk)映射得到，第二个符号仅携带k-1比特有效信息(b1’b2’…bk-1’)，将第一个符号的k比特输入与第二个符号的k-1比特输入进行模二加运算得到第二个符号的第k比特输入，由此可以使得映射后前后两个符号相互关联。
然而在相干光通信中，相干光接收机可以探测出光的幅度、相位、偏振态、频率所携带的所有信息，上述现有技术，没有注意联系光信号的偏振态上调制符号的关系，使得调制信号关联信息单一，不利于调制方式与频谱效率、功率效率之间的自适应调整要求。
发明内容
本发明提供一种基于符号的多维调制解调方法和装置，该多维调制解调方法使得调制后的符号具有了偏振态和符号之间的多维度相互关联关系，通过对以组为单位的比特序列进行奇偶校验，以较小的复杂度实现了灵活调制解调，以适应不同的频谱效率、功率效率需求。
本发明提供一种基于符号的多维调制解调方法，包括：
根据调制格式，确定每个符号内所包含的比特位数K；
根据所述每个符号内所包含的比特位数K、预设的关联符号数N、预设的偏振态数目M以及预设的校验码位数J，确定每个分组内所包含的比特位数M×N×K-J；
根据所述每个分组内所包含的比特位数，对信源提供的比特序列进行分组处理，得到比特序列组；
对每个所述比特序列组进行校验码计算，将计算得到的J位校验码插入到所述每个比特序列组内的预设位置处；
根据格雷映射规则，将插入了校验码后的比特序列组内的比特进行调制并映射到M个偏振态上，形成N个多维关联符号；
发送调制后的所述N个多维关联符号；
所述方法还包括：
接收所述调制后的所述N个多维关联符号并进行解调，对每个分组内的M×N×K位比特进行校验，若校验通过，输出M×N×K-J位比特信息作为判决译码结果。
本发明还提供一种基于符号的多维调制解调装置，包括：
第一确定模块，用于根据调制格式，确定每个符号内所包含的比特位数K；
第二确定模块，用于根据所述每个符号内所包含的比特位数K、预设的关联符号数N、预设的偏振态数目M以及预设的校验码位数J，确定每个分组内所包含的比特位数M×N×K-J；
分组模块，用于根据所述每个分组内所包含的比特位数，对信源提供的比特序列进行分组处理，得到比特序列组；
插入模块，用于对每个所述比特序列组进行校验码计算，将计算得到的J位校验码插入到所述每个比特序列组内的预设位置处；
映射模块，用于根据格雷映射规则，将插入了校验码后的比特序列组内的比特进行调制并映射到M个偏振态上，形成N个多维关联符号；
发送模块，用于发送调制后的所述N个多维关联符号；
所述装置还包括：
解调模块，用于接收所述调制后的所述N个多维关联符号并进行解调；
判决模块，用于对每个分组内的M×N×K位比特进行校验，若校验通过，输出M×N×K-J位比特信息作为判决译码结果。
本发明提供的基于符号的多维调制解调方法和装置，通过根据调制格式，确定每个符号内所包含的比特位数K；根据每个符号内所包含的比特位数K、预设的关联符号数N、预设的偏振态数目M以及预设的校验码位数J，确定每个分组内所包含的比特位数M×N×K-J；根据每个分组内所包含的比特位数，对信源提供的比特序列进行分组处理，得到比特序列组；对每个比特序列组进行校验码计算，将计算得到的J位校验码插入到每个比特序列组内的预设位置处；根据格雷映射规则，将插入了校验码后的比特序列组内的比特进行调制并映射到M个偏振态上，形成N个多维关联符号；发送调制后的N个多维关联符号；该方法还包括：接收调制后的N个多维关联符号并进行解调，对每个分组内的M×N×K位比特进行校验，若校验通过，输出M×N×K-J位比特信息作为判决译码结果。该多维调制解调方法使得调制后的符号具有了偏振态和符号之间的多维度相互关联关系，并通过对以组为单位的比特序列进行校验位计算，以较小的复杂度实现了灵活地调制与解调，从而适应于不同频谱效率及不同功率效率的需求。
附图说明
图1为现有的基于多符号校验的多维调制方法：
图2为一示例性实施例示出的本发明基于符号的多维调制解调方法的流程示意图；
图3为另一示例性实施例示出的本发明基于符号的多维调制解调方法的流程示意图；
图4为图3所示实施例的一X偏振态和Y偏振态映射示意图；
图5为图3所示实施例的另一X偏振态和Y偏振态映射示意图；
图6为图3所示实施例的光信噪比对比示意图；
图7为图3所示实施例的一16QAM星座图；
图8为一示例性实施例示出的本发明基于符号的多维调制解调装置的结构示意图。
具体实施方式
图2为一示例性实施例示出的本发明基于符号的多维调制解调方法的流程示意图，如图2所示，本实施例的执行主体可以为执行该基于符号的多维调制解调方法的装置，如调制解调器，本实施例的方法包括：
步骤101、根据调制格式，确定每个符号内所包含的比特位数K。
在本步骤中，符号是由多个比特(bit)构成的单元，比特位数K表示一个符号中所包含的二进制比特位的数目。一个符号中所包含的比特位数是由调制格式确定的，而调制格式可由本领域技术人员根据实际调制需要进行设定，例如，选择4QAM(正交振幅调制，Quadrature Amplitude Modulation，简称“QAM”)调制格式时，每个符号包含2个bit，8QAM调制格式时，每个符号包含3bit，16QAM调制格式时，每个符号包含4bit。调制格式与符号内的比特位数K遵循2KQAM调制格式，每个符号包含K个比特。
步骤102、根据每个符号内所包含的比特位数K、预设的关联符号数N、预设的偏振态数目M以及预设的校验码位数J，确定每个分组内所包含的比特位数M×N×K-J。
在本步骤中，在光纤通信领域，相干光接收机可以探测出光的幅度、相位、偏振态、频率等信息，利用了光信号的偏振态，可以将待调制符号扩展到M个偏振态上，并通过预设的关联符号数N，形成N个符号在光信号空间的多个维度上形成符号间多维关联的调制和解调。在进行多维调制之前，首先需要获取到满足多维调制中各个维度上所需要进行映射的比特位数，该位数的确定可以通过根据每个符号内所包含的比特位数K、预设的关联符号数N、预设的偏振态数目M以及预设的校验码位数J，计算得到M×N×K-J个比特位，将M×N×K-J个比特划分为一组比特序列，该组比特序列中包括了N个关联符号在M个偏振态上实现多维映射所需要的全部比特数。其中，校验码位数J为对分组内所包含的全部信息比特位M×N×K-J进行校验码计算后所得到的校验码的比特个数；J的位数以及校验码在该组比特序列中的位置可由本领域技术人员根据实际需要进行设定。
步骤103、根据每个分组内所包含的比特位数，对信源提供的比特序列进行分组处理，得到比特序列组。
步骤104、对每个比特序列组进行校验码计算，将计算得到的J位校验码插入到每个比特序列组内的预设位置处。
具体的，信源提供的比特序列为连续的比特流，调制器接收到比特流后按照上述分组规则，对信源的比特流进行分组操作，得到每个包含有M×N×K-J个比特位的比特序列组，根据预设校验算法，例如，模二加运算等算法，对每个比特序列组内的所有比特位进行校验码计算，并将计算得到的J位校验码插入到该组比特序列的预设位置。
步骤105、根据格雷映射规则，将插入了校验码后的比特序列组内的比特进行调制并映射到M个偏振态上，形成N个多维关联符号。
在本步骤中，根据上述步骤对从信号源输入的比特流进行比特分组，并计算出每组比特序列的校验位，再对分组后的每组比特序列内的比特，根据格雷映射规则调制并映射到M个偏振态上，形成具有多维的关联符号，即每组内的N个关联符号在M个偏振态上形成多维映射，使得偏振态和N个符号之间建立多维关联关系，实现关联符号的“维度”扩展。
步骤106、发送调制后的N个多维关联符号。
综上，根据步骤101-步骤106所提供的调制方式，通过设定参与多维映射的偏振态数目，调整参与校验的偏振态间的符号数目，同时辅助以校验码与格雷映射调制格式，使得该基于偏振态、多符号校验的多维调制码型能够以较小的复杂度实现了调制格式与传统调制格式例如PM-mQAM在硬件结构以及接收端DSP算法上的兼容，这种兼容性为根据弹性光网络的动态光链路路径综合考虑频谱效率与功率效率要求，相应采用最适合的调制格式提供了一种可行的技术方法。
步骤107、接收调制后的N个多维关联符号并进行解调，对每个分组内的M×N×K位比特进行校验，若校验通过，输出M×N×K-J位比特信息作为判决译码结果。
本实施例提供的基于符号的多维调制解调方法，通过根据调制格式，确定每个符号内所包含的比特位数K；根据每个符号内所包含的比特位数K、预设的关联符号数N、预设的偏振态数目M以及预设的校验码位数J，确定每个分组内所包含的比特位数M×N×K-J；根据每个分组内所包含的比特位数，对信源提供的比特序列进行分组处理，得到比特序列组；对每个比特序列组进行校验码计算，将计算得到的J位校验码插入到每个比特序列组内的预设位置处；根据格雷映射规则，将插入了校验码后的比特序列组内的比特进行调制并映射到M个偏振态上，形成N个多维关联符号；发送调制后的N个多维关联符号；该方法还包括：接收调制后的N个多维关联符号并进行解调，对每个分组内的M×N×K位比特进行校验，若校验通过，输出M×N×K-J位比特信息作为判决译码结果。该多维调制解调方法使得调制后的符号具有了偏振态和符号之间的多维度相互关联关系，并通过对以组为单位的比特序列进行校验位计算，以较小的复杂度实现了灵活地调制与解调，从而适应于不同频谱效率及不同功率效率的需求。
图3为另一示例性实施例示出的本发明基于符号的多维调制解调方法的流程示意图，在实施例一的基础上，该实施例包括：
步骤201、根据调制格式，确定每个符号内所包含的比特位数K。
步骤202、根据每个符号内所包含的比特位数K、预设的关联符号数N、预设的偏振态数目M以及预设的校验码位数J，确定每个分组内所包含的比特位数M×N×K-J。
步骤203、根据每个分组内所包含的比特位数，对信源提供的比特序列进行分组处理，得到比特序列组。
步骤204、预设的校验码位数J为一位，对每个比特序列组进行单比特奇偶校验计算，并将计算得到的一位奇偶校验编码插入到每个比特序列组的最后一位，得到包含M×N×K个比特的比特序列组。
具体的，可以采用在调制器的发送端采用单比特奇偶校验编码(SPC：SingleParity Check)，即在编码过程中将一位校验比特代替第J位信息比特，该第J位校验比特由M×N×K-J位信息比特通过模二加运算得到。也就是说，对每组内的M×N×K-J个比特信息进行奇偶校验码计算，得到一位二进制校验码，将此校验码插入到该序列的最后一位；在解调器的接收端，相应的，采用奇偶检验法，即调制器端的单比特奇偶检验编码和解调器端的奇偶检验解码对应使用，均采用1位比特作为校验位。该位用于解码器在接收到该组序列后，通过对M×N×K-1位比特序列重新计算校验位，并与接收到的该序列的最后一位进行比对后，对接收到的信息进行纠错处理。
步骤205、M个预设的偏振态为X偏振态和Y偏振态，X偏振态与Y偏振态为两正交偏振态，根据格雷映射规则，将插入了校验码后的比特序列组内的比特调制为mQAM符号；调制后的mQAM符号中包含有X偏振态的同相相位、正交相位的信息，还包含有Y偏振态的同相相位、正交相位的信息，其中，m＝2b，b为自然数；将调制后的mQAM符号映射到X偏振态和Y偏振态上，形成N个多维关联符号。
具体的，根据调制格式确定出每个符号所包含的比特个数K，也就是每个符号中的K个比特均映射在每个偏振态(X偏振态或Y偏振态)上，由于预设的偏振态数目为2，则包含X偏振态和Y偏振态，且X偏振态与Y偏振态为两正交偏振态，比特序列根据格雷映射规则，先调制成mQAM符号，以16QAM的复值符号为例，如1+3i,1-1i这种形式，再将1+3i映射到偏振态上，其中，调制得到的1+3i复值符号中包含了偏振态的同相和正交相位的信息。将调制后的mQAM符号映射到X偏振态及Y偏振态上，形成N个多维关联符号。具体过程可通过将从信源输入的信息序列按2×N×K-1比特进行分组，对每组二进制序列再进行奇偶校验编码，得到长度为2×N×K的比特序列，通过调整N值大小可将调制系统的维数扩展，其中，N为目标设定关联的符号数。如果N＝2，则两个符号关联。同时一个符号内的X偏振态的同相相位、正交相位；Y偏振态的同相相位、正交相位，这是4维也关联。实现多个符号的X、Y偏振态的同相、正交相位相互关联。如果已明确信号是包含偏振态的，此时所指的“一个符号”就表示已经带着X、Y偏振态了，也就是一个符号所含的比特就是2K个了。另定义，“比特序列组的一组”里包含N个连续符号，一组里的比特数为2K×N了。通过确定一个符号包含几个比特，以及一组里包含几个符号，计算得出一组里需要的总比特数，然后按一组所需要的比特数进行划分，同时，校验位的计算是以组为单位进行计算。一组需要确定一个校验位。将完成奇偶校验编码的二进制序列分组，长度为2×N×K比特依次分别映射到X、Y两个偏振态上，形成N个多维关联符号。相较于传统的调制格式如QPSK、mQAM调制，它们为二维调制格式，其星座图为二维星座图(I、Q两个维度)，而本实施例是在光信号空间的四个维度上(即两个正交偏振态上的同相、正交相位)进行信号的调制和解调的四维调制格式。四维调制区别于偏振复用的幅度、相位调制在于两个正交偏振态不是相互独立的，而是引入了一定的相关性。
步骤206、发送调制后的N个多维关联符号。
通过该实施例所述的调制方法，使得通过调整参与校验的两个偏振态间的符号数目，可以灵活地调整系统的频谱效率、抗噪声能力、功率效率等，从而实现弹性光网络对弹性变化的需求。此外，该种方法对现有方法在硬件结构和接收端DSP算法上是兼容的，没有引入其他的复杂度的增加。调制方式与频谱效率之间的相互影响可以参考下述比对：
首先，频谱效率被定义为：其中P为调制维度数，Q为星座点规模，频谱效率SE单位可以为比特(bit)/符号(symbol)/极化(polarization)。其中，Q值可以人为设定，对4D-16QAM而言，也就是四维的16QAM调制格式，则P＝4，调制格式为16QAM，则K＝4。设定一组比特序列(该组包含一个符号在X偏振态和Y偏振态上的关联关系)在X偏振态和Y偏振态上的映射情况如图4所示，图4中的虚线示出了一个符号的X、Y偏振态关联关系，SX1表示X偏振态映射，SY1表示Y偏振态映射，Q＝27，7个比特位，1个校验位(bpar)，P＝4，则计算得到频谱效率为：对8D-16QAM而言，也就是八维的16QAM调制格式，则P＝8，调制格式为16QAM，则K＝4。设定一组比特序列(该组包含两个符号在X偏振态和Y偏振态上的关联关系)在X偏振态和Y偏振态上的映射情况如图5所示，图5中的虚线示出了两个符号的X、Y偏振态关联关系，SX1、SX2表示两个符号X偏振态映射，SY1、SY2表示两个符号Y偏振态映射，Q＝215，15个比特位，1个校验位(bpar)，P＝8，则计算得到频谱效率为：对于传统调制格式PM-16QAM(二维调制格式)而言，Q＝24，P＝2，其频谱效率为：
从上述比对可以看出，多维调制码型方法的频谱效率相比传统调制格式略差，但是随着调制维数的增大(即连续符号N关联数目增加)，频谱的利用效率逐渐向PM-16QAM靠近；另一方面，通过对比光信噪比(Optical Signal to Noise Ratio，简称“OSNR”)的数值结果(如图6所示)，传统PM-16QAM的OSNR的数值要求高，相比多维调制码型，这是其不足之处。因此，权衡频谱效率与OSNR，当PM-16QAM的传输距离在受限的情景下，可将调制格式切换为4D-16QAM或8D-16QAM的多维调制方案，通过降低一点频谱效率来增大传输距离同时提升OSNR性能。通常来说，传输距离增加，误码率会提升，而通过灵活将调制方式切换为本发明的多维调制方案，则可以保证在长距离传输中同时获得较好的频率效率和OSNR，确保数据传输的可靠性。此外，在传输容量受限的情况下，通过以组而非符号为单位计算校验码，可以极大程度地减少校验码在有用信息中的位数占用，从而保证传输容量最大限度的被用于有用信息的传输。根据本发明，可以利用不同符号个数不同偏振态之间的映射，形成多维调制码型，如4D-16QAM、8D-16QAM和PM-16QAM，将它们应用在频谱效率、功率效率之间的转换来充分地满足弹性光网络对于弹性系统的需求并以此作为弹性光网络的一种物理层灵活配置调制格式的方法，从而获得信息的高效且可靠的传输性能。
步骤207、接收调制后的N个多维关联符号并进行解调，对每个分组内的M×N×K位比特进行校验，若校验通过，输出M×N×K-J位比特信息作为判决译码结果；若校验不通过，将N个多维关联符号中偏离理想点欧氏距离最大的符号认定为判决错误；在满足格雷映射规则的调制符号中，对被认定为判决错误的符号重新确定其理想点，并根据重新确定的理想点对判决错误的符号进行校验。
具体的，对从信道接收到的调制后的符号进行解映射，该调制后的符号又可叫做样值序列，其是在前述步骤中通过对信源输入的比特序列，例如0101011000...经过分组、添加校验位后，再进行电调制、光调制后，经过光纤信道传输后，接收到的样值序列，可能为1.5、2.6、3.7...等各种数值，经过解映射后，变成二进制比特码，例如0101011000...。将接收到的N个多维关联符号中偏离理想点欧氏距离最大的符号认定为判决错误，则根据格雷映射规则，在满足格雷映射规则的调制符号中，根据调制符号与判决错误的符号的欧氏距离的远近，在紧邻所述理想点上方、下方、左方、右方的各个位置中选择一个调制符号重新确定其为理想点。该选择理想点的过程可以多次反复，优先选择与判决错误的符号距离最近的点作为理想点，若该理想点判决错误，则选择次近的点，直到选择到判决正确的理想点。参考图7所示的16QAM星座图，对被认定为判决错误的符号重新确定其理想点，即在图7中，选取距离理想点相邻近的星座点作为重新确定的理想点，其中，相邻近的星座点与之前的理想点之间只差一位，例如，0101点周围最近的4个点为0111、1101、0100、0001，它们和0101的4位对比只有一位不同。假如接收到一数据后，判为0101，校验不通过，则应优先另判上述提到的4点中的一个。从概率上来说，这样的判决快速性和正确率较好。对于X与Y偏振态映射且单比特校验位的情况，将N个多维关联符号分别进行独立译码得到2×N×K比特信息，然后将2×N×K比特信息进行奇偶校验；若校验匹配，则输出前2×N×K-1比特信息作为判决译码结果；若校验不通过，则认为该组N个符号中偏离理想点欧氏距离最大的样值判决错误，将其改判为次小欧氏距离星座点；由于调制星座图为格雷映射(相邻符号携带的比特信息仅有1位不同)，因此经过判决调整后得到的2×N×K比特数据一定满足奇偶校验。
以下给出一个具体实施示例，该示例以八维8D-16QAM进行调制，其频谱效率和OSNR性能等效于现有技术中的128-SQ-QAM的调整性能。具体实施过程包括以下步骤：
步骤A：输入以15比特为一组的随机二进制序列，每次将输入的15比特进行模二求和得到校验比特，并将校验位添加到输入的15比特后形成16比特分组，完成奇偶校验编码；
步骤B：将输入的16比特分组二进制信号依据格雷映射规律依次映射为四个连续的16QAM符号，每个16QAM符号含4比特信息；
步骤C：将步骤B的输出分别作为8D-16QAM调制器的两个正交偏振态上的调制数据，两个偏振态上的光信号经偏振合束后输入到光纤信道中；
步骤D，从光纤信道中接收光信号并进行解调，经过相干接收数字信号处理分别得到两个偏振态上的符号序列；
步骤E，对从步骤D得到的符号序列进行解映射，得到两个偏振态上的比特序列；
步骤F，采用联合判决算法进行单比特奇偶校验译码，具体的，将得到的二个符号分别进行独立译码得到16比特信息，然后将16比特信息进行奇偶校验；若校验匹配，则输出前15比特信息作为判决译码结果；若校验不通过，则认为该组二个符号中偏离理想点欧氏距离最大的样值判决错误，将其改判为次小欧氏距离星座点。
需要说明的是，调制维度不能无限制地扩展，一方面因为奇偶校验编码的检错能力有限；另一方面是随着校验符号数的增多，多符号联合判决的实现复杂度增大。
图8为一示例性实施例示出的本发明基于符号的多维调制解调装置的结构示意图，如图8所示，该装置包括：
第一确定模块1，用于根据调制格式，确定每个符号内所包含的比特位数K；第二确定模块2，用于根据每个符号内所包含的比特位数K、预设的关联符号数N、预设的偏振态数目M以及预设的校验码位数J，确定每个分组内所包含的比特位数M×N×K-J；分组模块3，用于根据每个分组内所包含的比特位数，对信源提供的比特序列进行分组处理，得到比特序列组；插入模块4，用于对每个比特序列组进行校验码计算，将计算得到的J位校验码插入到每个比特序列组内的预设位置处；映射模块5，用于根据格雷映射规则，将插入了校验码后的比特序列组内的比特进行调制并映射到M个偏振态上，形成N个多维关联符号；发送模块6，用于发送调制后的所述N个多维关联符号；该装置还包括：解调模块7，用于接收调制后的N个多维关联符号并进行解调；判决模块8，用于对每个分组内的M×N×K位比特进行校验，若校验通过，输出M×N×K-J位比特信息作为判决译码结果。
本实施例的基于符号的多维调制解调装置可实现上述实施例所述的基于符号的多维调制解调方法，其实现原理和技术效果类似，在此不再赘述。
本实施例提供的基于符号的多维调制解调装置，通过根据调制格式，确定每个符号内所包含的比特位数K；根据每个符号内所包含的比特位数K、预设的关联符号数N、预设的偏振态数目M以及预设的校验码位数J，确定每个分组内所包含的比特位数M×N×K-J；根据每个分组内所包含的比特位数，对信源提供的比特序列进行分组处理，得到比特序列组；对每个比特序列组进行校验码计算，将计算得到的J位校验码插入到每个比特序列组内的预设位置处；根据格雷映射规则，将插入了校验码后的比特序列组内的比特进行调制并映射到M个偏振态上，形成N个多维关联符号；发送调制后的N个多维关联符号；该方法还包括：接收调制后的N个多维关联符号并进行解调，对每个分组内的M×N×K位比特进行校验，若校验通过，输出M×N×K-J位比特信息作为判决译码结果。该多维调制解调方法使得调制后的符号具有了偏振态和符号之间的多维度相互关联关系，并通过对以组为单位的比特序列进行校验位计算，以较小的复杂度实现了灵活地调制与解调，从而适应于不同频谱效率及不同功率效率的需求。
在上述装置实施例的基础上，
可选的，预设的校验码位数J为一位；相应的，插入模块4，具体用于对每个比特序列组进行单比特奇偶校验计算，并将计算得到的一位奇偶校验编码插入到每个比特序列组的最后一位，得到包含M×N×K个比特的比特序列组。
可选的，M个预设的偏振态为X偏振态和Y偏振态；X偏振态与Y偏振态为两正交偏振态；相应的，映射模块5，具体用于根据格雷映射规则，将插入了校验码后的比特序列组内的比特调制为mQAM符号；调制后的mQAM符号中包含有X偏振态的同相相位、正交相位的信息，还包含有Y偏振态的同相相位、正交相位的信息，其中，m＝2b，b为自然数；将调制后的mQAM符号映射到X偏振态和Y偏振态上。
可选的，判决模块8还用于：若校验不通过，将N个多维关联符号中偏离理想点欧氏距离最大的符号认定为判决错误；在满足格雷映射规则的调制符号中，对被认定为判决错误的符号重新确定其理想点，并根据重新确定的理想点对判决错误的符号进行校验。
可选的，判决模块8，具体用于在满足格雷映射规则的调制符号中，根据所述调制符号与所述判决错误的符号的欧氏距离的远近，在紧邻所述理想点上方、下方、左方、右方的各个位置中选择一个调制符号重新确定其为理想点。
本实施例的基于符号的多维调制解调装置可实现上述各个实施例所述的基于符号的多维调制解调方法，其实现原理和技术效果类似，在此不再赘述。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。需要说明的是，在附图或说明书中，相似或相同的元件皆使用相同的附图标记。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种基于符号的多维调制解调方法，其特征在于，包括：
根据调制格式，确定每个符号内所包含的比特位数K；
根据所述每个符号内所包含的比特位数K、预设的关联符号数N、预设的偏振态数目M以及预设的校验码位数J，确定每个分组内所包含的比特位数M×N×K-J；
根据所述每个分组内所包含的比特位数，对信源提供的比特序列进行分组处理，得到比特序列组；
对每个所述比特序列组进行校验码计算，将计算得到的J位校验码插入到所述每个比特序列组内的预设位置处；
根据格雷映射规则，将插入了校验码后的比特序列组内的比特进行调制并映射到M个偏振态上，形成N个多维关联符号；
发送调制后的所述N个多维关联符号；
所述方法还包括：
接收所述调制后的所述N个多维关联符号并进行解调，对每个分组内的M×N×K位比特进行校验，若校验通过，输出M×N×K-J位比特信息作为判决译码结果；
其中，所述M个预设的偏振态为X偏振态和Y偏振态；所述X偏振态与所述Y偏振态为两正交偏振态；相应的，所述根据格雷映射规则，将插入了校验码后的比特序列组内的比特进行调制并映射到M个偏振态上，形成N个多维关联符号，包括：
根据格雷映射规则，将插入了校验码后的比特序列组内的比特调制为mQAM符号；调制后的所述mQAM符号中包含有所述X偏振态的同相相位、正交相位的信息，还包含有所述Y偏振态的同相相位、正交相位的信息，其中，m＝2b，b为自然数；
将所述调制后的mQAM符号映射到所述X偏振态和所述Y偏振态上。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设的校验码位数J为一位；相应的，所述对每个所述比特序列组进行校验码计算，将计算得到的J位校验码插入到所述每个比特序列组内的预设位置处，包括：
对每个所述比特序列组进行单比特奇偶校验计算，并将计算得到的一位奇偶校验编码插入到每个比特序列组的最后一位，得到包含M×N×K个比特的比特序列组。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述接收调制后的所述N个多维关联符号并进行解调，对每个分组内的M×N×K位比特进行校验之后，还包括：
若校验不通过，将所述N个多维关联符号中偏离理想点欧氏距离最大的符号认定为判决错误；
在满足格雷映射规则的调制符号中，对被认定为判决错误的符号重新确定其理想点，并根据重新确定的理想点对所述判决错误的符号进行校验。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述在满足格雷映射规则的调制符号中，对被认定为判决错误的符号重新确定其理想点，包括：
在满足格雷映射规则的调制符号中，根据所述调制符号与所述判决错误的符号的欧氏距离的远近，在紧邻所述理想点上方、下方、左方、右方的各个位置中选择一个调制符号重新确定其为理想点。
5.一种基于符号的多维调制解调装置，其特征在于，包括：
第一确定模块，用于根据调制格式，确定每个符号内所包含的比特位数K；
第二确定模块，用于根据所述每个符号内所包含的比特位数K、预设的关联符号数N、预设的偏振态数目M以及预设的校验码位数J，确定每个分组内所包含的比特位数M×N×K-J；
分组模块，用于根据所述每个分组内所包含的比特位数，对信源提供的比特序列进行分组处理，得到比特序列组；
插入模块，用于对每个所述比特序列组进行校验码计算，将计算得到的J位校验码插入到所述每个比特序列组内的预设位置处；
映射模块，用于根据格雷映射规则，将插入了校验码后的比特序列组内的比特进行调制并映射到M个偏振态上，形成N个多维关联符号；
发送模块，用于发送调制后的所述N个多维关联符号；
所述装置还包括：
解调模块，用于接收所述调制后的所述N个多维关联符号并进行解调；
判决模块，用于对每个分组内的M×N×K位比特进行校验，若校验通过，输出M×N×K-J位比特信息作为判决译码结果；
其中，所述M个预设的偏振态为X偏振态和Y偏振态；所述X偏振态与所述Y偏振态为两正交偏振态；相应的，所述根据格雷映射规则，将插入了校验码后的比特序列组内的比特进行调制并映射到M个偏振态上，形成N个多维关联符号，包括：
根据格雷映射规则，将插入了校验码后的比特序列组内的比特调制为mQAM符号；调制后的所述mQAM符号中包含有所述X偏振态的同相相位、正交相位的信息，还包含有所述Y偏振态的同相相位、正交相位的信息，其中，m＝2b，b为自然数；
将所述调制后的mQAM符号映射到所述X偏振态和所述Y偏振态上。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，
所述预设的校验码位数J为一位；相应的，
所述插入模块，具体用于对每个所述比特序列组进行单比特奇偶校验计算，并将计算得到的一位奇偶校验编码插入到每个比特序列组的最后一位，得到包含M×N×K个比特的比特序列组。
7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述判决模块还用于：
若校验不通过，将所述N个多维关联符号中偏离理想点欧氏距离最大的符号认定为判决错误；在满足格雷映射规则的调制符号中，对被认定为判决错误的符号重新确定其理想点，并根据重新确定的理想点对所述判决错误的符号进行校验。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，
所述判决模块，具体用于在满足格雷映射规则的调制符号中，根据所述调制符号与所述判决错误的符号的欧氏距离的远近，在紧邻所述理想点上方、下方、左方、右方的各个位置中选择一个调制符号重新确定其为理想点。
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105122689A (zh) * 2012-12-19 2015-12-02 阿尔卡特朗讯 光学数据传输的方法
CN105871505A (zh) * 2015-01-23 2016-08-17 中兴通讯股份有限公司 多维码处理方法、发送端、接收端和系统

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