CN109075869B - 一种数据调制方法以及编码器 - Google Patents

一种数据调制方法以及编码器 Download PDF

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Abstract

本申请实施例提供一种数据调制方法以及编码器,用于提高光纤对非线性损伤的抵抗能力。本申请提供的技术方案如下:编码器从多维星座图中的至少两维的第一星座图中确定第一星座点,从多维星座图中的其他至少两维的第二星座图中确定第二星座点,所述第一星座点与所述第二星座点不同时为各自星座图中幅度最大的星座点;所述编码器将所述第一星座点与所述第二星座点进行配对生成星座组合点;所述编码器接收携带数字信息的比特序列;所述编码器将所述比特序列通过所述星座组合点的映射表映射为用于传输的符号,所述映射表由所述编码器预存;所述编码器将所述符号发送给数模转换器。

Description

一种数据调制方法以及编码器
技术领域
本申请实施例涉及通信领域,尤其涉及一种数据调制方法以及编码器。
背景技术
一直以来,更大的传输容量,更远的传输距离和更好的传输效果就是光通信系统所追求的目标。近年来,大量新技术的应用带来的传输距离和容量的快速增加,使得光通信系统的发展甚至超过了由摩尔定律所定义的增长速度。尽管目前信息产业的发展势头有所减缓,但随着信息全球化的进程以及新的数据业务的不断涌现,发展超长距离,超大容量的光通信系统仍将是未来研究前沿的主题之一。目前的光通信系统中基于高阶主流码型偏振复用16正交幅度调制(英文全称:Polarization Division Multiplexed 16 QuadratureAmplitude Modulation,简称:PDM-16QAM),频谱效率为8比特每秒每赫兹bits/s/Hz的200G方案传输距离小于600千米。若继续延长传输距离则受到线性增益(如光信噪比(英文全称:Optical Signal Noise Ratio,简称:OSNR))和光纤非线性损伤(如自相位调制(英文全称:SelfPhase Modulation,简称:SPM),交叉相位调制(英文全称:Cross Phase Modulation,简称:XPM),四波混频(英文全称:Four Wave Mixing,简称:FWM))等主要因素的影响。
对于目前的PDM-16QAM而言,联合正交分量(英文全称:Inphase/Quadrature,简称:I/Q)和两个偏振态(X,Y)在四维矢量(Ix,Qx,Iy,Qy)空间内有16x16=256组合,简称256点,最小欧式距离为1。
但是该PDM-16QAM,没有对非线性损伤的补偿设计,导致光纤对非线性损伤的抵抗能力低。
发明内容
本申请实施例提供了一种数据调制方法以及编码器,用于提高光纤对非线性损伤的抵抗能力。
第一方面,本申请实施例提供一种数据调制方法,包括:编码器从多维星座图中的至少两维的第一星座图中选择第一星座点,从该多维星座图中的其他至少两维的第二星座图中选择第二星座点,该第一星座点与该第二星座点不同时为各自星座图中幅度最大的星座点,即当该第一星座点为幅度最大的星座点时,该第二星座点为该第二星座点中除了幅度最大的星座点中的任意一点,该多维星座图是包括联合正交分量I/Q的至少4维的星座图;然后该编码器将该第一星座点与该第二星座点进行配对生成星座组合点;其次,在该编码器接收到携带数字信息的比特序列后,该编码器可以根据已预存的与该星座组合点对应的映射表将该比特序列进行映射为用于传输的符号;最后,该编码器将该符号发送给数模转换器。
本申请实施例中,该数据调制方法主要用于正交幅度调制,该正交幅度调制基于包括联合正交分量I/Q和其他维度的多维空间,该方法包括:编码器从第一维度的第一星座图中确定第一星座点,从第二维度的第二星座图中确定第二星座点,该第一星座点与该第二星座点不同时为各自星座图中幅度最大的星座点;该编码器将该第一星座点与该第二星座点进行配对生成星座组合点;该编码器接收携带数字信息的比特序列;该编码器将该比特序列通过该星座组合点的映射表映射为用于传输的符号,该映射表由该编码器预存;该编码器将该符号发送给数模转换器。
本申请实施例中,该编码器在其他维度中选取星座点并配对生成星座组合点的过程中,舍弃其他维度的星座图中幅度最大的星座点生成的星座组合点,可以有效的降低星座组合点的功率峰值,进而有效的提高光纤对非线性损伤的抵抗能力。
可选的,该其他维度为偏振态,时间,波长,子载波,多模光纤的模式,多芯光纤的芯中至少一种。实际应用中,具体采用的维度此处不做限定。
可选的,该多维星座图为偏振复用16正交幅度调制PDM-16QAM,该PDM-16QAM是基于包括该I/Q,第一偏振态以及第二偏振态的四维空间,该第一星座图包括该I/Q与该第一偏振态,该第二星座图包括该I/Q与该第二偏振态,该第一星座图与该第二星座图均为16星座点的坐标图,该坐标图的横坐标为该I,该坐标图的纵坐标为该Q。
本申请实施例中,该正交幅度调制为偏振复用16正交幅度调制PDM-16QAM,该第一维度为第一偏振态,该第二维度为第二偏振态,该PDM-16QAM是基于包括该I/Q,该第一偏振态以及该第二偏振态的四维空间,该第一星座图与该第二星座图均为16星座点的坐标图,该坐标图的横坐标为该I,该坐标图的纵坐标为该Q。
在实际应用中,该多维星座图还可以为PDM-64QAM,PDM-256QAM等形式,具体此处不做限定,本申请实施例中以PDM-16QAM为例进行说明。
可选的,基于上述PDM-16QAM和该第一偏振态以及该第二偏振态,该编码器还可以采用如下方式确定第一星座点和第二星座点,具体如下:
一种可能实现方式中,该编码器从该第一星座图中任意选择该第一星座点,该第二星座图中选择该第二星座点,该编码器在选择该第一星座点与该第二星座点时,应保证该第一星座点与该第二星座点配对生成的的各星座组合点之间的最小欧式距离为该PDM-16QAM的星座点之间的最小欧式距离的
Figure GPA0000260629670000051
倍。
本申请实施例中,该星座组合点之间的最小欧式距离可以为该PDM-16QAM的星座点之间的最小欧式距离其他倍数,比如2,3等,只要尽量保证该星座组合点之间的最小欧式距离最大化即可,具体的倍数,此处不做限定。
本申请实施例提供的方案中,该编码器在保证该第一星座点与该第二星座点生成的星座组合点之间的最小欧式距离尽量最大化,可以有效的提高光纤的线性增益以及频谱效率。
一种可能实现方式中,若该第一星座图与该第二星座图同为矩形星座图,则该第一星座图中的星座点分别分配在以原点为圆心,以三个互不相等的正数为半径的三个圆环上,上述三个圆环从内到外依次记为环1,环2,环3,其中,该环1上分配4个星座点,该环2上分配8个星座点,该环3上分配4个星座点;同理,该第二星座图中的星座点分别分配在以原点为圆心、以三个互不相等的正数为半径的三个圆环上,上述三个圆环从内到外依次记为环4、环5、环6,其中该环4上分配4个星座点,该环5上分配8个星座点,该环6上分配4个星座点。
在此基础上,一种可能方式中,该编码器从该环1中任意选择该第一星座点,然后该编码器从该环4或该环5或该环6中选择该第二星座点,该第一星座点与该第二星座点配对生成的星座组合点之间的最小欧式距离为该PDM-16QAM的星座点之间的最小欧式距离的
Figure GPA0000260629670000061
倍。
另一种可能方式中,该编码器从该环2中任意选择该第一星座点,然后该编码器从该环4或该环5中选择该第二星座点,该第一星座点与该第二星座点配对生成的星座组合点之间的最小欧式距离为该PDM-16QAM的星座点之间的最小欧式距离的
Figure GPA0000260629670000062
倍。
另一种可能方式中,该编码器从该环3中选择星座点(-3+3j)或星座点(3-3j)作为该第一星座点时,该编码器从星座点(1+1j),星座点(-1+3j),星座点(1-3j)和星座点(-1-1j)中任意选择一点作为该第二星座点;该编码器从该环3中选择星座点(-3-3j)或星座点(3+3j)作为该第一星座点时,该编码器从星座点(3+1j),星座点(-1+1j),星座点(-3-1j)和星座点(1-1j)中任意选择一点作为该第二星座点。
另一种可能方式中,该编码器从该环1中任意选择的第一目标星座点,从该环2中任意选择的第二目标星座点,从该环3中选择星座点(-3+3j)或星座点(3-3j)作为第三目标星座点和从该环3中选择星座点(-3-3j)或星座点(3+3j)作为第四目标星座点作为该第一星座点;然后该编码器从该环4或环5或该环6中选择的第五目标星座点,从该环4或该环5中选择的第六目标星座点,从星座点(1+1j),星座点(-1+3j),星座点(1-3j)和星座点(-1-1j)中任意选择一点作为第七目标星座点和从星座点(3+1j),星座点(-1+1j),星座点(-3-1j)和星座点(1-1j)中任意选择一点作为第八目标星座点作为该第二星座点,该第一目标星座点与该第五目标星座点配对生成的星座组合点之间的最小欧式距离为该PDM-16QAM的星座点之间的最小欧式距离的
Figure GPA0000260629670000063
倍,该第二目标星座点与该第六目标星座点配对生成的星座组合点之间的最小欧式距离为该PDM-16QAM的星座点之间的最小欧式距离的
Figure GPA0000260629670000064
倍。
另一种可能方式中,该编码器从该环1中任意选择该第一星座点;然后该编码器从该环5中任意选择该第二星座点,该第二星座点与该第一星座点配对生成的星座组合点之间的最小欧式距离为该PDM-16QAM的星座点之间的最小欧式距离的
Figure GPA0000260629670000071
倍。
另一种可能方式中,该编码器从该环2中任意选择该第一星座点,然后该编码器从该环4中选择该第二星座点,该第二星座点与该第一星座点配对生成的星座组合点之间的最小欧式距离为该PDM-16QAM的星座点之间的最小欧式距离的
Figure GPA0000260629670000072
倍。
另一种可能方式中,该编码器从该环2中任意选择该第一星座点,然后该编码器从该环5中选择该第二星座点,该第二星座点与该第一星座点之间配对生成的星座组合点之间的最小欧式距离为该PDM-16QAM的星座点之间的最小欧式距离的
Figure GPA0000260629670000073
倍。
另一种可能方式中,该编码器将从该环1中任意选择的第七目标星座点,从该环2中任意选择的第八目标星座点作为该第一星座点;该编码器将从该环4中选择的第九目标星座点,从该环5中选择的第十目标星座点作为该第二星座点,该第七目标星座点与该第九目标星座点配对生成的星座组合点之间的最小欧式距离为该PDM-16QAM的星座点之间的最小欧式距离的
Figure GPA0000260629670000074
倍,该第八目标星座点与该第十目标星座点配对生成的星座组合点之间的最小欧式距离为该PDM-16QAM的星座点之间的最小欧式距离的
Figure GPA0000260629670000075
倍。
在本申请实施例中,该编码器通过保证各星座组合点之间的最小欧式距离为该PDM-16QAM的星座点之间的最小欧式距离的
Figure GPA0000260629670000076
倍可以有效的提高光纤的线性增益以及频谱效率。在其中一种可能方式生成的96点的组合方式中和其中一种可能方式生成的64点的组合方式中,更可以有效的保证有良好的线性增益,同时也可能保证频谱效率可以做到6.5比特每秒每赫兹。
基于96点的组合方式中,在该编码器将该比特序列通过该星座组合点的映射表映射为用于传输的符号之前,该编码器需要按照组合二进制数据编码方式确定该星座组合点的映射表并进行存储。具体的实现方式如下:
该编码器将第一比特序列和相邻的第二比特序列联合信号特征按照第一预设条件确定二进制编码比特数目,其中该第一比特序列包括第一子分组,第二子分组以及第三子分组,该第二比特序列包括与该第一子分组相同的第四子分组,与该第二子分组相同的第五子分组,与该第三子分组相同的第六子分组,该第一子分组包括该环1中的星座点与该环5的星座点构成的星座组合点和该环2中的星座点与该环4的星座点构成的星座组合点,该第二子分组包括该环2中的星座点与该环5中的星座点构成的星座组合点,该第三子分组包括该环1中的星座点与该环4的星座点以及该环6的星座点构成的星座组合点,该环3中星座点(-3+3j)或星座点(3-3j)与该环4中星座点(1+1j),该环5中星座点(-1+3j),该环5中星座点(1-3j)和该环4中星座点(-1-1j)中任意一个星座点构成的星座组合点以及该环3中星座点(-3-3j)或星座点(3+3j)与该环5中星座点(3+1j),该环4中星座点(-1+1j),该环5中星座点(-3-1j)和该环4中星座点(1-1j)中任意选择一个星座点构成的星座组合点;然后,该编码器将该第一比特序列和该第二比特序列根据该二进制编码比特数目和第二预设条件生成该映射表。其中,该第一预设条件为该第一星座图中的星座点用3比特表示,该第二星座图中的星座点用2比特表示,该第一比特序列与该第二比特序列中的子分组组合用3比特表示,其中该子分组组合排除该第三子分组与该第六子分组的组合方式;该第二预设条件为星座图中相邻星座点拥有最小的欧式距离,则编码比特差距最小区的二进制比特,同一子分组内的不少于第一预设阈值数目的同一星座点编码相同的二进制比特,不同子分组内的不少于第二预设阈值数目的同一星座点编码相同的二进制比特;该信号特征为字符,时隙,波长,子载波,多模光纤的模式,多芯光纤的芯中任意一种。
在实际应用中,在光传输系统中的接收机端进行判决星座点时,该接收端可以联合两个信号特征在八维空间内进行计算,这时训练序列采用公式MeanAxr1,Axi1,Ayr1,Ayi1,Axr2,Axi2,Ayr2,Ayi2估计两个信号特征8192点的各自平均值,然后再采用如下公式:
Mininal(Rxr1-Am,xr1)2+(Rxi1-Am,xi1)2+(Ryr1-Am,yr1)2+(Ryi1-Am,yi1)2+(Rxr2-Am,xr2)2+(Rxi2-Am,xi2)2+(Ryr2-Am,yr2)2+(Ryi2-Am,yi2)2(m=1,2,...,8192)进行欧式距离的计算比较,选取距离最小的点作为最终判定结果。若该编码器采用了该96点的星座组合点的方案,则该光传输系统中的接收机端在判决星座点时,训练序列可以采用公式MeanAxr,Axi,Ayr,Ayi估计1个信号特征中96点的各自平均值,然后再采用如下公式:
Mininal(Rxr-Am,xr)2+(Rxi-Am,xi)2+(Ryr-Am,yr)2+(Ryi-Am,yi)2(m=1,2,...,96)从每个信号特征的96种结果中选择4个欧式距离最小的结果,最后根据两个相邻字符的4*4=16种可能性中进行最终判决,这样可以极大的减少计算量。其中,该接收机端可以在每个信号特征的96种结果中选择多个欧式距离最小的结果,即可以选择5个欧式距离最小的结果,也可以选择6个欧式距离最小的结果,具体的数值此处不做限定。
本申请实施例提供的方案中,该编码器可以进一步减少幅度最大的星座点配对生成的星座组合点,可以进一步降低非线性损伤,同时该编码器采用多种条件进一步约束映射表的生成,从而有效的降低误码率。
其中该编码器将该第一比特序列和该第二比特序列根据该二进制编码比特数目和第二预设条件生成该映射表具体可以有如下实例:该编码器将该第一星座图中的(-1+3j)和(-1+1j)编码为000,则该编码器将该第二星座图中的(-1+1j)编码为00,将该第二星座图中的(1-1j)编码为11,将该第二星座图中的(-3+1j)编码为10,该第二星座图中的(3-1j)编码为01得到该映射表;
或,
该编码器将该第一星座图中的(-1+3j)和(-1+1j)编码为000,则该编码器将该第二星座图中的(-1+1j)编码为10,将该第二星座图中的(1-1j)编码为11,将该第二星座图中的(3-1j)编码为00得到该映射表;
或,
该编码器将该第一星座图中的(-1+3j)和(-1+1j)编码为001,则该编码器将该第二星座图中的(-1+1j)编码为00,将该第二星座图中的(1-1j)编码为11,将该第二星座图中的(-3+1j)编码为10,将该第二星座图中的(3-1j)编码为01得到该映射表;
或,
该编码器将该第一星座图中的(-1+3j)和(-1+1j)编码为001,则该编码器将该第二星座图中的(-1+1j)编码为10,将该第二星座图中的(1-1j)编码为01,将该第二星座图中的(-3+1j)编码为00,将该第二星座图中的(3-1j)编码为11得到该映射表。
第二方面,本申请实施例提供了一种编码器,该编码器具有实现上述方法中编码器的功能。该功能可以通过硬件实现,也可以通过硬件执行相应的软件实现。该硬件或软件包括一个或多个与上述功能相对应的模块。
一种可能实现方式中,该编码器包括:接收模块,处理模块,发送模块;
该处理模块,用于从该多维星座图中的至少两维的第一星座图中确定第一星座点,从该多维星座图中的其他至少两维的第二星座图中确定第二星座点,该第一星座点与该第二星座点不同时为各自星座图中幅度最大的星座点;将该第一星座点与该第二星座点进行配对生成星座组合点;
该接收模块,用于接收携带数字信息的比特序列;
该处理模块,用于将该比特序列通过该星座组合点的映射表映射为用于传输的符号,该映射表由该编码器预存;
该发送模块,用于该编码器将该符号发送给数模转换器。
另一种可能实现方式中,该编码器包括:收发器,处理器,总线;
该收发器与该处理器通过该总线相连;
该处理器,执行如下步骤:
从该多维星座图中的至少两维的第一星座图中确定第一星座点,从该多维星座图中的其他至少两维的第二星座图中确定第二星座点,该第一星座点与该第二星座点不同时为各自星座图中幅度最大的星座点;将该第一星座点与该第二星座点进行配对生成星座组合点;
该收发器,执行如下步骤:
接收携带数字信息的比特序列;
该处理器,执行如下步骤:
将该比特序列通过该星座组合点的映射表映射为用于传输的符号,该映射表由该编码器预存;
该收发器,执行如下步骤:
将该符号发送给数模转换器。
第三方面,本申请实施例提供一种计算机存储介质,该计算机存储介质中存储有程序代码,该程序代码用于指示执行上述第一方面或第二方面的方法。
本申请实施例提供的技术方案中,该编码器在其他维度中选取星座点并配对生成星座组合点的过程中,舍弃其他维度的星座图中幅度最大的星座点生成的星座组合点,可以有效的降低星座组合点的功率峰值,进而有效的提高光纤对非线性损伤的抵抗能力。
附图说明
图1为本申请实施例中光传输系统的一个装置示意图;
图2为本申请实施例中数据调制方法的一个实施例示意图;
图3为本申请实施例中第一星座图与第二星座图的示意图;
图4为本申请实施例中编码器的一个实施例示意图;
图5为本申请实施例中编码器的另一个实施例示意图。
具体实施方式
本申请实施例提供了一种数据调制方法以及编码器,用于提高光纤对非线性损伤的抵抗能力。
下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
一直以来,更大的传输容量,更远的传输距离和更好的传输效果就是光通信系统所追求的目标。近年来,大量新技术的应用带来的传输距离和容量的快速增加,使得光通信系统的发展甚至超过了由摩尔定律所定义的增长速度。尽管目前信息产业的发展势头有所减缓,但随着信息全球化的进程以及新的数据业务的不断涌现,发展超长距离,超大容量的光通信系统仍将是未来研究前沿的主题之一。目前的光通信系统中基于高阶主流码型PDM-16QAM,频谱效率为8比特每秒每赫兹bits/s/Hz的200G方案传输距离小于600千米。若继续延长传输距离则受到线性增益(如OSNR)和光纤非线性损伤(SPM,XPM,FWM)等主要因素的影响。对于目前的PDM-16QAM而言,联合正交分量(英文全称:Inphase/Quadrature,简称:I/Q)和两个偏振态(X,Y)在四维矢量(Ix,Qx,Iy,Qy)空间内有16x16=256组合,简称256点,最小欧式距离为1。
请参阅图1所示的PDM-16QAM的光传输系统,在该光传输系统中包括发射机,该发射机包含一个对二进制输入数据进行多维编码的编码器,通过数模转换器产生驱动信号。然后该驱动信号通过一个调制器调制由激光器产生的光载波的各个维度(幅度、相位、偏振态和时间等)。调制器由通常的相位/幅度调制器、相移器、马赫-曾德尔干涉仪和偏振复用器组成。然后,调制器输出的光调制信号利用色散补偿光纤进行百分之五十的链路色散预补偿,以得到一个对称的链路色散分布,其中色散预补偿也可由发射机数字信号处理的电补偿实现。传输链路由单模光纤和光信号放大器组成,链路末端再使用色散补偿光纤对残余的百分之五十链路色散进行补偿,残留色散补偿也可由接收机数字信号处理的电补偿实现。在末端相干接收机中,一个光混频器将接收的光信号与一个本振光源进行混频,一些光电检测器用于检测光混频器产生的各个混频分量。模数转换器对各个混频分量进行采样,数字信号处理器恢复光信号各个维度的信息。但是在该PDM-16QAM的光传输系统中,没有对非线性损伤的补偿设计,导致光纤对非线性损伤的抵抗能力低。
为了解决这一问题,本申请实施例提供了如下技术方案:首先编码器从多维星座图中的至少两维的第一星座图中确定第一星座点,从多维星座图中的其他至少两维的第二星座图中确定第二星座点,该第一星座点与该第二星座点不同时为各自星座图中幅度最大的星座点;然后该编码器将该第一星座点与该第二星座点进行配对生成星座组合点;该编码器接收携带数字信息的比特序列;该编码器将该比特序列通过该编码器预存的该星座组合点的映射表映射为用于传输的符号;该编码器将该符号发送给数模转换器。
在本申请实施例中,该正交幅度调制是基于包括I/Q和相对于I/Q的其他维度的多维星座图,同时该其他维度可以为偏振态,时间,波长,子载波,多模光纤的模式,多芯光纤的芯中至少一种,具体的此处不做限定。
图2为本申请实施例提供的数据调制方法流程图。在该数据调制方法中,具体的包括如下步骤:
201、编码器从多维星座图中的至少两维的第一星座图中确定第一星座点,从多维星座图中的其他至少两维的第二星座图中确定第二星座点,该第一星座点与该第二星座点不同时为各自星座图中幅度最大的星座点。
该多维星座图中的至少两维的第一星座图为由I/Q构成的坐标图,该坐标图的横坐标为该I,该坐标图的纵坐标为该Q,同理该多维星座图中的其他至少两维的第二星座图也为由I/Q构成的坐标图,该坐标图的横坐标为该I,该坐标图的纵坐标为该Q。该编码器按照不同时选择星座图中幅度最大的星座点的要求从该第一星座图中确定该第一星座点,从该第二星座图中确定该第二星座点。
在实际应用中,若该多维星座图为PDM-16QAM,该多维星座图中的至少两维为该I/Q与第一偏振态,该多维星座图中的其他至少两维为该I/Q与第二偏振态时,如图3所示的多维星座图,该多维星座图包括第一星座图与第二星座图。该第一星座图与该第二星座图同为矩形星座图。可以理解的是该第一星座图与该第二星座图还可以有其他形式,此处不做限定。其中该第一星座图包括该I/Q与该第一偏振态,该第一星座图中的星座点分别分配在以原点为圆心、以三个互不相等的正数为半径的三个圆环上,上述三个圆环从内到外依次记为环1、环2、环3,其中该环1上分配4个星座点分别为(-1+1j),(-1-1j),(1+1j),(1-1j);该环2上分配8个星座点分别为(-1+3j),(-3+1j),(-3-1j),(-1-3j),(1-3j),(3-1j),(3+1j),(1+3j);该环3上分配4个星座点分别为(-3+3j),(-3-3j),(3-3j),(3+3j);该第二星座图包括该I/Q与该第二偏振态,该第二星座图中的星座点分别分配在以原点为圆心、以三个互不相等的正数为半径的三个圆环上,上述三个圆环从内到外依次记为环4、环5、环6,其中该环4上分配4个星座点(-1+1j),(-1-1j),(1+1j),(1-1j);该环5上分配8个星座点(-1+3j),(-3+1j),(-3-1j),(-1-3j),(1-3j),(3-1j),(3+1j),(1+3j);该环6上分配4个星座点(-3+3j),(-3-3j),(3-3j),(3+3j)。该编码器在选择该第一星座点与该第二星座点时还可以采用如下几种方式:
一种可能方式中,该编码器可以按照不同时选择星座图中幅度最大的星座点和星座组合点之间的最小欧式距离为该PDM-16QAM的星座点之间的最小欧式距离的
Figure GPA0000260629670000141
倍这两个要求从该第一星座图中确定该第一星座点,从该第二星座图中确定该第二星座点。即该编码器在第一星座图选择星座点(-3+3j),(-3-3j),(3-3j),(3+3j)中任一点时,该编码器不能在第二星座中选择星座点(-3+3j),(-3-3j),(3-3j),(3+3j)。同时,比如该编码器在该第一星座图中选择(-1+1j)时,该编码器可以在该第二星座图中选择(-3+1j),(-1+3j),(-3-3j),(-1-1j),(1+1j),(3+3j),(1-3j),(3-1j)中任意一点,当该编码器在该第一星座图中选择(1+1j)或(-1-1j)时,该编码器可以在该第二星座图中选择(3+1j),(1+3j),(-3+3j),(-1+1j),(1-1j),(3-3j),(-3-1j),(-1-3j)中任意一点;还比如该编码器在该第一星座图中选择(-3+3j)时,该编码器可以在该第二星座图中选择(-3+1j),(-1+3j),(-1-1j),(1+1j),(1-3j),(3-1j)中任意一点,该编码器在该第一星座图中选择(-3+1j)或(-1+3j)时,该编码器可以在该第二星座图中选择(3+1j),(1+3j),(-3+3j),(-1+1j),(1-1j),(3-3j),(-3-1j),(-1-3j)中任意一点。当然,在实际应用中,该编码器在该第一星座图与该第二星座图之间选择的星座点也可以相反。比如该编码器在该第一星座图中选择(-1+1j)时,该编码器可以在该第二星座图中选择(3+1j),(1+3j),(-3+3j),(-1+1j),(1-1j),(3-3j),(-3-1j),(-1-3j)中任意一点,当该编码器在该第一星座图中选择(1+1j)或(-1-1j)时,该编码器可以在该第二星座图中选择(-3+1j),(-1+3j),(-3-3j),(-1-1j),(1+1j),(3+3j),(1-3j),(3-1j)中任意一点。该编码器的具体选择星座点的方式,此处不做限定。
另一种可能方式中,该编码器可以按照不同时选择星座图中幅度最大的星座点和星座组合点之间的最小欧式距离为该PDM-16QAM的星座点之间的最小欧式距离的
Figure GPA0000260629670000142
倍这两个要求,从环1中选择任意一点作为第一星座点,从该环4或该环5或该环6中选择一点作为第二星座点。比如该编码器在该第一星座图的该环1中选择(-1+1j)时,该编码器可以在该第二星座图中选择(-3+1j),(-1+3j),(-3-3j),(-1-1j),(1+1j),(3+3j),(1-3j),(3-1j)中任意一点,当该编码器在该第一星座图中选择(1+1j)或(-1-1j)时,该编码器可以在该第二星座图中选择(3+1j),(1+3j),(-3+3j),(-1+1j),(1-1j),(3-3j),(-3-1j),(-1-3j)中任意一点。实际应用中,该编码器在该第一星座图与该第二星座图之间选择的星座点也可以相反。
另一种可能实现方式中,该编码器可以按照不同时选择星座图中幅度最大的星座点和星座组合点之间的最小欧式距离为该PDM-16QAM的星座点之间的最小欧式距离的
Figure GPA0000260629670000151
倍这两个要求从该环2中选择任意一点作为该第一星座点,从该环4或该环5中选择一点作为该第二星座点。比如该编码器从第一星座图中选择(-1+3j)时,该编码器可以在该第二星座图中选择(-3+1j),(-1+3j),(-1-1j),(1+1j),(1-3j),(3-1j)中任意一点,当该编码器在该第一星座图的环2中选择(1+3j)时,该编码器在该第二星座图中选择(3+1j),(1+3j),(-1+1j),(1-1j),(-3-1j),(-1-3j)中任意一点。实际应用中,该编码器在该第一星座图与该第二星座图之间选择的星座点也可以相反。
另一种可能实现方式中,该编码器从该环3中选择星座点(-3+3j)或星座点(3-3j)作为该第一星座点时,该编码器从星座点(1+1j),星座点(-1+3j),星座点(1-3j)和星座点(-1-1j)中任意选择一点作为该第二星座点;
该编码器从该环3中选择星座点(-3-3j)或星座点(3+3j)作为该第一星座点时,该编码器从星座点(3+1j),星座点(-1+1j),星座点(-3-1j)和星座点(1-1j)中任意选择一点作为该第二星座点。比如当该编码器在该第一星座图的环3中选择(-3+3j)作为该第一星座点时,该编码器可以在该第二星座图中选择(-1+3j),(1+1j),(1-3j),(-1-1j)中任意一点,该编码器在该第一星座图的环3中选择(3+3j)作为该第一星座点时,该编码器可以在该第二星座图中选择(3+1j),(-1+1j),(-3-1j),(1-1j)中任意选择一点作为该第二星座点。实际应用中,该编码器在该第一星座图与该第二星座图之间选择的星座点也可以相反。
另一种可能实现方式中,该编码器从该环1中任意选择的第一目标星座点,从该环2中任意选择的第二目标星座点,从该环3中选择星座点(-3+3j)或星座点(3-3j)作为第三目标星座点和从该环3中选择星座点(-3-3j)或星座点(3+3j)作为第四目标星座点作为该第一星座点;然后该编码器从该环4或环5或该环6中选择的第五目标星座点,从该环4或该环5中选择的第六目标星座点,从星座点(1+1j),星座点(-1+3j),星座点(1-3j)和星座点(-1-1j)中任意选择一点作为第七目标星座点和从星座点(3+1j),星座点(-1+1j),星座点(-3-1j)和星座点(1-1j)中任意选择一点作为第八目标星座点作为该第二星座点,该第一目标星座点与该第五目标星座点配对生成的星座组合点之间的最小欧式距离为该PDM-16QAM的星座点之间的最小欧式距离的
Figure GPA0000260629670000161
倍,该第二目标星座点与该第六目标星座点配对生成的星座组合点之间的最小欧式距离为该PDM-16QAM的星座点之间的最小欧式距离的
Figure GPA0000260629670000162
倍。即该编码器可以组成一个96点的方案。
另一种可能实现方式中,该编码器可以按照不同时选择星座图中幅度最大的星座点和星座组合点之间的最小欧式距离为该PDM-16QAM的星座点之间的最小欧式距离的
Figure GPA0000260629670000163
倍这两个要求从该环1中选择任意一点作为该第一星座点,从该环5中选择一点作为该第二星座点。比如,该编码器在该第一星座图里选择(-1+1j)时,该编码器可以在该第二星座图里选择(-1+3j),(-3+1j),(1-3j),(3-1j)中任意一点,该编码器在该第一星座图中选择(1+1j)或(-1-1j)时,该编码器可以在该第二星座图中选择(1+3j),(3+1j),(-3-1j),(-1-3j)中任意一点。实际应用中,该编码器在该第一星座图与该第二星座图之间选择的星座点也可以相反。
另一种可能实现方式中,该编码器可以按照不同时选择星座图中幅度最大的星座点和星座组合点之间的最小欧式距离为该PDM-16QAM的星座点之间的最小欧式距离的
Figure GPA0000260629670000164
倍这两个要求从该环2中选择任意一点作为该第一星座点,从该环4中选择一点作为该第二星座点。比如,该编码器在该第一星座图中选择(-1+3j)时,该编码器可以在该第二星座图中选择(-1+1j),(1-1j)任意一点,该编码器在该第一星座图中选择(1+3j)时,该编码器可以在该第二星座图中选择(1+1j),(-1-1j)任意一点。实际应用中,该编码器在该第一星座图与该第二星座图之间选择的星座点也可以相反。
另一种可能实现方式中,该编码器可以按照不同时选择星座图中幅度最大的星座点和星座组合点之间的最小欧式距离为该PDM-16QAM的星座点之间的最小欧式距离的
Figure GPA0000260629670000165
倍这两个要求从该环2中选择任意一点作为该第一星座点,从该环5中选择一点作为该第二星座点。比如,该编码器在该第一星座图中选择(-1+3j)时,该编码器可以在该第二星座图中选择(1+3j),(3+1j),(-3-1j),(-1-3j)任意一点,该编码器在该第一星座图中选择(1+3j)时,该编码器可以在该第二星座图中选择(-1+3j),(-3-1j)(3-1j)(1-3j)任意一点。实际应用中,该编码器在该第一星座图与该第二星座图之间选择的星座点也可以相反。
另一种可能实现方式中,该编码器将从该环1中任意选择的第七目标星座点,从该环2中任意选择的第八目标星座点作为该第一星座点;该编码器将从该环4中选择的第九目标星座点,从该环5中选择的第十目标星座点作为该第二星座点,该第七目标星座点与该第九目标星座点配对生成的星座组合点之间的最小欧式距离为该PDM-16QAM的星座点之间的最小欧式距离的
Figure GPA0000260629670000171
倍,该第八目标星座点与该第十目标星座点配对生成的星座组合点之间的最小欧式距离为该PDM-16QAM的星座点之间的最小欧式距离的
Figure GPA0000260629670000172
倍。即该编码器可以组成一个64点的方案。
202、编码器将该第一星座点与该第二星座点进行配对生成星座组合点。
该编码器将确定的第一星座点与该第二星座点进行配对生成星座组合点,即该编码器由该第一星座点与该第二星座点确定一段比特序列。
203、编码器为该星座组合点确定映射表并保存。
该编码器在确定好星座组合点之后,对该星座组合点进行编码确定该星座组合点的映射表。
在实际应用中,针对不同的星座组合点方式该编码器可以采用不同的方式进行映射表的编码。比如本申请实施例中提供96点的星座组合点时,该编码器可以采用组合二进制数据编码方式确定该96点的星座组合点的。即在具体的编码过程中,该编码器将相邻的两个比特序列(第一比特序列和第二比特序列)通过该两个比特序列的信号特征进行联合然后再进行编码。这里的信号特征可以是字符,时隙,波长,子载波,多模光纤的模式,多芯光纤的芯中任意一种。其中该第一比特序列包括第一子分组,第二子分组以及第三子分组,该第二比特序列包括与该第一子分组相同的第四子分组,与该第二子分组相同的第五子分组,与该第三子分组相同的第六子分组,该第一子分组包括该环1中的星座点与该环5的星座点构成的星座组合点和该环2中的星座点与该环4的星座点构成的星座组合点,该第二子分组包括该环2中的星座点与该环5中的星座点构成的星座组合点,该第三子分组包括该环1中的星座点与该环4的星座点以及该环6的星座点构成的星座组合点,该环3中星座点(-3+3j)或星座点(3-3j)与该环4中星座点(1+1j),该环5中星座点(-1+3j),该环5中星座点(1-3j)和该环4中星座点(-1-1j)中任意一个星座点构成的星座组合点以及该环3中星座点(-3-3j)或星座点(3+3j)与该环5中星座点(3+1j),该环4中星座点(-1+1j),该环5中星座点(-3-1j)和该环4中星座点(1-1j)中任意选择一个星座点构成的星座组合点。
在96点的星座组合点的方案中,该编码器按照该第一星座图中的星座点以3比特表示,该第二星座图中的星座点用2比特表示,该第一比特序列和该第二比特序列中的子分组组合用3比特表示的二进制编码比特数目,同时该子分组组合排除该第三子分组与该第六子分组的组合方式。然后,该编码器按照星座图中相邻星座点拥有最小的欧式距离,则编码比特差距最小的二进制比特,同一子分组内的不少于第一预设阈值数目的同一星座点编码相同的二进制比特,不同子分组内的不少于第二预设阈值数目的同一星座点编码相同的二进制比特的要求对该96点的星座组合点进行编码。在实际应用中,该编码器采用如上方式进行编码得到的映射表可以有多种结果,本申请实施例仅举一例中的部分进行说明。比如该编码器将该第一星座图中的(-1+3j)和(-1+1j)编码为000时,则该编码器可以将该第二星座图中的(-1+1j)编码为00,将该第二星座图中的(1-1j)编码为11,将该第二星座图中的(-3+1j)编码为10,该第二星座图中的(3-1j)编码为01得到该映射表;或者,该编码器将该第一星座图中的(-1+3j)和(-1+1j)编码为000,则该编码器将该第二星座图中的(-1+1j)编码为10,将该第二星座图中的(1-1j)编码为11,将该第二星座图中的(3-1j)编码为00得到该映射表;或者,该编码器将该第一星座图中的(-1+3j)和(-1+1j)编码为001,则该编码器将该第二星座图中的(-1+1j)编码为00,将该第二星座图中的(1-1j)编码为11,将该第二星座图中的(-3+1j)编码为10,将该第二星座图中的(3-1j)编码为01得到该映射表;或者该编码器将该第一星座图中的(-1+3j)和(-1+1j)编码为001,则该编码器将该第二星座图中的(-1+1j)编码为10,将该第二星座图中的(1-1j)编码为01,将该第二星座图中的(-3+1j)编码为00,将该第二星座图中的(3-1j)编码为11得到该映射表。
上述编码的过程仅为一部分星座组合点的一部分编码可能,即该编码器可以根据不同的编码方式得到不同的映射表,具体该编码器使用哪种映射表,由该编码器随机获取。比如,该编码器可以获取到如表1,表2,表3,表4所示的映射表,其中该编码器以字符作为联合的信号特征。其中,表1为子分组组合的映射表,表2为第一子分组或第四子分组的映射表,表3为第二子分组或第五子分组的映射表,表4为第三子分组或第六子分组的映射表。
Figure GPA0000260629670000191
表1
二进制数值 00000 00001 00010 00011 00100 00101 00110 00111
第一星座图 -1+3j -1+1j -1+1j -1+3j -1+1j 1+3j 1+3j -1+1j
第二星座图 -1+1j 3-1j -3+1j 1-1j -1+3j 1+3j -1-1j 1-3j
二进制数值 10000 10001 10010 10011 10100 10101 10110 10111
第一星座图 -3+1j 1-1j -1-1j -3+1j -1-1j -3-1j -3-1j -1-1j
第二星座图 -1+1j 3+1j -3-1j 1-1j 1+3j 1+1j -1-1j -1-3j
二进制数值 01000 01001 01010 01011 01100 01101 01110 01111
第一星座图 3-1j 1+1j 1+1j 3-1j 1+1j 3+1j 3+1j 1+1j
第二星座图 -1+1j 3+1j -3-1j 1-1j 1+3j 1+1j -1-1j -1-3j
二进制数值 11000 11001 11010 11011 11100 11101 11110 11111
第一星座图 1-3j 1-1j 1-1j 1-3j 1-1j -1-3j -1-3j 1-1j
第二星座图 -1+1j 3-1j -3+1j 1-1j -1+3j 1+1j -1-1j 1-3j
表2
二进制数值 00000 00001 00010 00011 00100 00101 00110 00111
第一星座图 -1+3j -1+3j -1+3j -1+3j 1+3j 1+3j 1+3j 1+3j
第二星座图 1+3j 3+1j -3-1j -1-3j -1+3j 3-1j -3+1j 1-3j
二进制数值 10000 10001 10010 10011 10100 10101 10110 10111
第一星座图 -3+1j -3+1j -3+1j -3+1j -3-1j -3-1j -3-1j -3-1j
第二星座图 3+1j 3+1j -3-1j -1-3j -1+3j 3-1j -3+1j 1-3j
二进制数值 01000 01001 01010 01011 01100 01101 01110 01111
第一星座图 3-1j 3-1j 3-1j 3-1j 3+1j 3+1j 3+1j 3+1j
第二星座图 1+3j 3+1j -3-1j -1-3j -1+3j 3-1j -3+1j 1-3j
二进制数值 11000 11001 11010 11011 11100 11101 11110 11111
第一星座图 1-3j 1-3j 1-3j 1-3j -1-3j -1-3j -1-3j -1-3j
第二星座图 1+3j 3+1j -3-1j -1-3j -1+3j 3-1j -3+1j 1-3j
表3
二进制数值 00000 00001 00010 00011 00100 00101 00110 00111
第一星座图 -1+1j -1+1j -1+1j -1+1j 3+3j 3+3j 3+3j 3+3j
第二星座图 3+3j 1+1j -1-1j -3-3j -1+1j 3+1j -3-1j 1-1j
二进制数值 10000 10001 10010 10011 10100 10101 10110 10111
第一星座图 -3+3j -3+3j -3+3j -3+3j -1-1j -1-1j -1-1j -1-1j
第二星座图 -1+3j 1+1j -1-1j 1-3j -1+1j 3-3j -3+3j 1-1j
二进制数值 01000 01001 01010 01011 01100 01101 01110 01111
第一星座图 3-3j 3-3j 3-3j 3-3j 1+1j 1+1j 1+1j 1+1j
第二星座图 -1+3j 1+1j -1-1j 1-3j -1+1j 3-3j -3+3j 1-1j
二进制数值 11000 11001 11010 11011 11100 11101 11110 11111
第一星座图 1-1j 1-1j 1-1j 1-1j -3-3j -3-3j -3-3j -3-3j
第二星座图 3+3j 1+1j -1-1j -3-3j -1+1j 3+1j -3-1j 1-1j
表4
在实际应用中,在光传输系统中的接收机端进行判决星座点时,该接收端可以联合两个信号特征在八维空间内进行计算,这时训练序列采用公式MeanAxr1,Axi1,Ayr1,Ayi1,Axr2,Axi2,Ayr2,Ayi2估计两个信号特征8192点的各自平均值,然后再采用如下公式:
Mininal(Rxr1-Am,xr1)2+(Rxi1-Am,xi1)2+(Ryr1-Am,yr1)2+(Ryi1-Am,yi1)2+(Rxr2-Am,xr2)2+(Rxi2-Am,xi2)2+(Ryr2-Am,yr2)2+(Ryi2-Am,yi2)2(m=1,2,...,8192)进行欧式距离的计算比较,选取距离最小的点作为最终判定结果。若该编码器采用了该96点的星座组合点的方案,则该光传输系统中的接收机端在判决星座点时,训练序列可以采用公式MeanAxr,Axi,Ayr,Ayi估计1个信号特征中96点的各自平均值,然后再采用如下公式:
Mininal(Rxr-Am,xr)2+(Rxi-Am,xi)2+(Ryr-Am,yr)2+(Ryi-Am,yi)2(m=1,2,...,96)从每个信号特征的96种结果中选择4个欧式距离最小的结果,最后根据两个相邻字符的4*4=16种可能性中进行最终判决,这样可以极大的减少计算量。其中,该接收机端可以在每个信号特征的96种结果中选择多个欧式距离最小的结果,即可以选择5个欧式距离最小的结果,也可以选择6个欧式距离最小的结果,具体的数值此处不做限定。
204、编码器接收携带数字信息的比特序列。
该编码器在光传输系统中会接收到各种携带数字信息的比特序列。
205、编码器将该比特序列通过该映射表映射为用于传输的符号。
该编码器将该携带数字信息的比特序列通过该编码器预存的映射表进行映射得到用于传输的符号。
206、编码器将该符号发送给数模转换器。
该编码器将得到的用于传输的符号发送给数据模转换器,以使得该数模转换器将该符号发送出去,实现数据的传输。
本申请实施例中,该编码器在其他维度中选取星座点并配对生成星座组合点的过程中,舍弃其他维度的星座图中幅度最大的星座点生成的星座组合点,可以有效的降低星座组合点的功率峰值,进而有效的提高光纤对非线性损伤的抵抗能力。同时,该编码器在编码星座组合点的映射表的过程中,也可以通过舍弃部分星座组合点更加有效的降低星座组合点的功率峰值,从而有效的提高光纤对非线性损伤的抵抗能力。
上面对本申请实施例中的数据调制方法进行了描述,下面对本申请实施例中的编码器进行描述。
具体请参阅图4,本申请实施例中的编码器的一个实施例,包括:处理模块401,接收模块402,发送模块403。
该处理模块401,用于从该多维星座图中的至少两维的第一星座图中确定第一星座点,从该多维星座图中的其他至少两维的第二星座图中确定第二星座点,该第一星座点与该第二星座点不同时为各自星座图中幅度最大的星座点;将该第一星座点与该第二星座点进行配对生成星座组合点;
该接收模块402,用于接收携带数字信息的比特序列;
该处理模块401,用于将该比特序列通过该星座组合点的映射表映射为用于传输的符号,该映射表由该编码器预存;
该发送模块403,用于将该符号发送给数模转换器。
结合上述实施例,该处理模块401,用于执行步骤201至步骤203,以及步骤205;
该接收模块402,用于执行步骤204;
该发送模块403,用于执行步骤206。
进一步的,图4中的编码器还可以用于执行图1或图2中的编码器执行的任何步骤,实现图1或图2中的编码器可以实现的任何功能。
本申请实施例中,该处理模块401在其他维度中选取星座点并配对生成星座组合点的过程中,舍弃其他维度的星座图中幅度最大的星座点生成的星座组合点,可以有效的降低星座组合点的功率峰值,进而有效的提高光纤对非线性损伤的抵抗能力。同时,该处理模块401在编码星座组合点的映射表的过程中,也可以通过舍弃部分星座组合点更加有效的降低星座组合点的功率峰值,从而有效的提高光纤对非线性损伤的抵抗能力。
具体请参阅图5,本申请实施例中的编码器的另一个实施例,包括:收发器501和处理器502;该收发器501和该处理器502通过总线503相互连接;
总线503可以是外设部件互连标准(peripheral component interconnect,简称PCI)总线或扩展工业标准结构(extended industry standard architecture,简称EISA)总线等。该总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示,图5中仅用一条粗线表示,但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
处理器502可以是中央处理器(central processing unit,简称CPU),网络处理器(network processor,简称NP)或者CPU和NP的组合。
处理器502还可以进一步包括硬件芯片。上述硬件芯片可以是专用集成电路(application-specific integrated circuit,简称ASIC),可编程逻辑器件(programmable logic device,简称PLD)或其组合。上述PLD可以是复杂可编程逻辑器件(complex programmable logic device,简称CPLD),现场可编程逻辑门阵列(field-programmable gate array,简称FPGA),通用阵列逻辑(generic array logic,简称GAL)或其任意组合。
参见图5所示,该编码器还可以包括存储器504;该存储器504用于存储该星座组合点的映射表。
该存储器504可以包括易失性存储器(volatile memory),例如随机存取存储器(random-access memory,简称RAM);存储器也可以包括非易失性存储器(non-volatilememory),例如快闪存储器(flash memory),硬盘(hard disk drive,简称HDD)或固态硬盘(solid-state drive,简称SSD);存储器504还可以包括上述种类的存储器的组合。
可选地,存储器504还可以用于存储程序指令,处理器502调用该存储器504中存储的程序指令,可以执行图2所示实施例中的一个或多个步骤,或其中可选的实施方式,实现上述方法中编码器行为的功能。
该处理器502,采用上述实施例中的步骤201至步骤203,以及步骤205;
该收发器501包括射频模块和天线,该射频模块可以与该处理器502通过该总线503连接;该射频模块与该天线,执行上述实施例中的步骤204以及步骤206。
本申请实施例中,该处理器502在其他维度中选取星座点并配对生成星座组合点的过程中,舍弃其他维度的星座图中幅度最大的星座点生成的星座组合点,可以有效的降低星座组合点的功率峰值,进而有效的提高光纤对非线性损伤的抵抗能力。同时,该处理器502在编码星座组合点的映射表的过程中,也可以通过舍弃部分星座组合点更加有效的降低星座组合点的功率峰值,从而有效的提高光纤对非线性损伤的抵抗能力。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到,为描述的方便和简洁,上述描述的系统,装置和单元的具体工作过程,可以参考前述方法实施例中的对应过程,在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的系统,装置和方法,可以通过其它的方式实现。例如,以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如,所述单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口,装置或单元的间接耦合或通信连接,可以是电性,机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外,在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM,Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM,Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述,以上实施例仅用以说明本申请的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明,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申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (19)

1.一种数据调制方法,其特征在于,所述方法包括:
编码器从多维星座图中的至少两维的第一星座图中确定第一星座点,从所述多维星座图中的其他至少两维的第二星座图中确定第二星座点,所述第一星座点与所述第二星座点不同时为各自星座图中幅度最大的星座点,其中所述多维星座图是包括联合正交分量I/Q的至少4维的星座图;
所述编码器将所述第一星座点与所述第二星座点进行配对生成星座组合点;
所述编码器接收携带数字信息的比特序列;
所述编码器将所述比特序列通过所述星座组合点的映射表映射为用于传输的符号,所述映射表由所述编码器预存;
所述编码器将所述符号发送给数模转换器。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述多维星座图为偏振复用16正交幅度调制PDM-16QAM,所述PDM-16QAM是基于包括所述I/Q,第一偏振态以及第二偏振态的四维空间,所述第一星座图包括所述I/Q与所述第一偏振态,所述第二星座图包括所述I/Q与所述第二偏振态,所述第一星座图与所述第二星座图均为16星座点的坐标图,所述坐标图的横坐标为所述I,所述坐标图的纵坐标为所述Q。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,编码器从所述多维星座图中的至少两维的第一星座图中确定第一星座点,从所述多维星座图中的其他至少两维的第二星座图中确定第二星座点包括:
所述编码器从所述第一星座图中任意选择所述第一星座点;
所述编码器从所述第二星座图中选择所述第二星座点,所述第一星座点与所述第二星座点配对生成的星座组合点之间的最小欧式距离为所述PDM-16QAM的星座点之间的最小欧式距离的
Figure FDA0002237624620000011
倍。
4.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述第一星座图与所述第二星座图同为矩形星座图;
所述第一星座图中的星座点分别分配在以原点为圆心、以三个互不相等的正数为半径的三个圆环上,上述三个圆环从内到外依次记为环1、环2、环3,其中所述环1上分配4个星座点,所述环2上分配8个星座点,所述环3上分配4个星座点;
所述第二星座图中的星座点分别分配在以原点为圆心、以三个互不相等的正数为半径的三个圆环上,上述三个圆环从内到外依次记为环4、环5、环6,其中所述环4上分配4个星座点,所述环5上分配8个星座点,所述环6上分配4个星座点。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,编码器从所述多维星座图中的至少两维的第一星座图中确定第一星座点,从所述多维星座图中的其他至少两维的第二星座图中确定第二星座点包括:
所述编码器从所述环1中任意选择所述第一星座点;
所述编码器从所述环4或所述环5或所述环6中选择所述第二星座点,所述第一星座点与所述第二星座点配对生成的星座组合点之间的最小欧式距离为所述PDM-16QAM的星座点之间的最小欧式距离的
Figure FDA0002237624620000012
倍。
6.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,编码器从所述多维星座图中的至少两维的第一星座图中确定第一星座点,从所述多维星座图中的其他至少两维的第二星座图中确定第二星座点包括:
所述编码器从所述环2中任意选择所述第一星座点;
所述编码器从所述环4或所述环5中选择所述第二星座点,所述第一星座点与所述第二星座点配对生成的星座组合点之间的最小欧式距离为所述PDM-16QAM的星座点之间的最小欧式距离的
Figure FDA0002237624620000021
倍。
7.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,编码器从所述多维星座图中的至少两维的第一星座图中确定第一星座点,从所述多维星座图中的其他至少两维的第二星座图中确定第二星座点包括:
所述编码器从所述环3中选择星座点(-3+3j)或星座点(3-3j)作为所述第一星座点时,所述编码器从星座点(1+1j),星座点(-1+3j),星座点(1-3j)和星座点(-1-1j)中任意选择一点作为所述第二星座点;
所述编码器从所述环3中选择星座点(-3-3j)或星座点(3+3j)作为所述第一星座点时,所述编码器从星座点(3+1j),星座点(-1+1j),星座点(-3-1j)和星座点(1-1j)中任意选择一点作为所述第二星座点。
8.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,编码器从所述多维星座图中的至少两维的第一星座图中确定第一星座点,从所述多维星座图中的其他至少两维的第二星座图中确定第二星座点包括:
所述编码器从所述环1中任意选择的第一目标星座点,从所述环2中任意选择的第二目标星座点,从所述环3中选择星座点(-3+3j)或星座点(3-3j)作为第三目标星座点和从所述环3中选择星座点(-3-3j)或星座点(3+3j)作为第四目标星座点作为所述第一星座点;
所述编码器从所述环4或所述环5或所述环6中选择的第五目标星座点,从所述环4或所述环5中选择的第六目标星座点,从星座点(1+1j),星座点(-1+3j),星座点(1-3j)和星座点(-1-1j)中任意选择一点作为第七目标星座点以及从星座点(3+1j),星座点(-1+1j),星座点(-3-1j)和星座点(1-1j)中任意选择一点作为第八目标星座点作为所述第二星座点,所述第一目标星座点与所述第五目标星座点配对生成的星座组合点之间的最小欧式距离为所述PDM-16QAM的星座点之间的最小欧式距离的
Figure FDA0002237624620000022
倍,所述第二目标星座点与所述第六目标星座点配对生成的星座组合点之间的最小欧式距离为所述PDM-16QAM的星座点之间的最小欧式距离的
Figure FDA0002237624620000023
倍。
9.根据权利要求8中任一项所述的方法,其特征在于,所述编码器将所述比特序列通过所述星座组合点的映射表映射为用于传输的符号之前,所述方法还包括:
所述编码器按照组合二进制数据编码方式确定所述星座组合点的映射表。
10.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,所述编码器按照组合二进制数据编码方式确定所述星座组合点的映射表包括:
所述编码器将第一比特序列和相邻的第二比特序列联合信号特征按照第一预设条件确定二进制编码比特数目,所述第一比特序列包括第一子分组,第二子分组以及第三子分组,所述第二比特序列包括与所述第一子分组相同的第四子分组,与所述第二子分组相同的第五子分组,与所述第三子分组相同的第六子分组,所述第一子分组包括所述环1中的星座点与所述环5的星座点构成的星座组合点和所述环2中的星座点与所述环4的星座点构成的星座组合点,所述第二子分组包括所述环2中的星座点与所述环5中的星座点构成的星座组合点,所述第三子分组包括所述环1中的星座点与所述环4的星座点以及所述环6的星座点构成的星座组合点,所述环3中星座点(-3+3j)或星座点(3-3j)与所述环4中星座点(1+1j),所述环5中星座点(-1+3j),所述环5中星座点(1-3j)和所述环4中星座点(-1-1j)中任意一个星座点构成的星座组合点以及所述环3中星座点(-3-3j)或星座点(3+3j)与所述环5中星座点(3+1j),所述环4中星座点(-1+1j),所述环5中星座点(-3-1j)和所述环4中星座点(1-1j)中任意选择一个星座点构成的星座组合点;
所述编码器将所述第一比特序列和所述第二比特序列根据所述二进制编码比特数目和第二预设条件生成所述映射表。
11.根据权利要求10所述的方法,其特征在于,所述第一预设条件为所述第一星座图中的星座点用3比特表示,所述第二星座图中的星座点用2比特表示,所述第一比特序列与所述第二比特序列中的子分组组合用3比特表示,其中所述子分组组合排除所述第三子分组与所述第六子分组的组合方式;
所述第二预设条件为星座图中相邻星座点拥有最小的欧式距离,则编码比特差距最小区的二进制比特,同一子分组内的不少于第一预设阈值数目的同一星座点编码相同的二进制比特,不同子分组内的不少于第二预设阈值数目的同一星座点编码相同的二进制比特;
所述信号特征为字符,时隙,波长,子载波,多模光纤的模式,多芯光纤的芯中任意一种。
12.根据权利要求11所述的方法,其特征在于,所述编码器将所述第一比特序列和所述第二比特序列根据所述二进制编码比特数目和第二预设条件生成所述映射表包括:
所述编码器将所述第一星座图中的(-1+3j)和(-1+1j)编码为000,则所述编码器将所述第二星座图中的(-1+1j)编码为00,将所述第二星座图中的(1-1j)编码为11,将所述第二星座图中的(-3+1j)编码为10,所述第二星座图中的(3-1j)编码为01得到所述映射表;
或,
所述编码器将所述第一星座图中的(-1+3j)和(-1+1j)编码为000,则所述编码器将所述第二星座图中的(-1+1j)编码为10,将所述第二星座图中的(1-1j)编码为11,将所述第二星座图中的(3-1j)编码为00得到所述映射表;
或,
所述编码器将所述第一星座图中的(-1+3j)和(-1+1j)编码为001,则所述编码器将所述第二星座图中的(-1+1j)编码为00,将所述第二星座图中的(1-1j)编码为11,将所述第二星座图中的(-3+1j)编码为10,将所述第二星座图中的(3-1j)编码为01得到所述映射表;
或,
所述编码器将所述第一星座图中的(-1+3j)和(-1+1j)编码为001,则所述编码器将所述第二星座图中的(-1+1j)编码为10,将所述第二星座图中的(1-1j)编码为01,将所述第二星座图中的(-3+1j)编码为00,将所述第二星座图中的(3-1j)编码为11得到所述映射表。
13.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,编码器从所述多维星座图中的至少两维的第一星座图中确定第一星座点,从所述多维星座图中的其他至少两维的第二星座图中确定第二星座点包括:
所述编码器从所述环1中任意选择所述第一星座点;
所述编码器从所述环5中任意选择所述第二星座点,所述第二星座点与所述第一星座点配对生成的星座组合点之间的最小欧式距离为所述PDM-16QAM的星座点之间的最小欧式距离的
Figure FDA0002237624620000041
倍。
14.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,编码器从所述多维星座图中的至少两维的第一星座图中确定第一星座点,从所述多维星座图中的其他至少两维的第二星座图中确定第二星座点包括:
所述编码器从所述环2中任意选择所述第一星座点;
所述编码器从所述环4中选择所述第二星座点,所述第二星座点与所述第一星座点配对生成的星座组合点之间的最小欧式距离为所述PDM-16QAM的星座点之间的最小欧式距离的
Figure FDA0002237624620000042
倍。
15.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,编码器从所述多维星座图中的至少两维的第一星座图中确定第一星座点,从所述多维星座图中的其他至少两维的第二星座图中确定第二星座点包括:
所述编码器从所述环2中任意选择所述第一星座点;
所述编码器从所述环5中选择所述第二星座点,所述第二星座点与所述第一星座点配对生成的星座组合点之间的最小欧式距离为所述PDM-16QAM的星座点之间的最小欧式距离的
Figure FDA0002237624620000043
倍。
16.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,编码器从所述多维星座图中的至少两维的第一星座图中确定第一星座点,从所述多维星座图中的其他至少两维的第二星座图中确定第二星座点包括:
所述编码器将从所述环1中任意选择的第七目标星座点,从所述环2中任意选择的第八目标星座点作为所述第一星座点;
所述编码器将从所述环4中选择的第九目标星座点,从所述环5中选择的第十目标星座点作为所述第二星座点,所述第七目标星座点与所述第九目标星座点配对生成的星座组合点之间的最小欧式距离为所述PDM-16QAM的星座点之间的最小欧式距离的
Figure FDA0002237624620000044
倍,所述第八目标星座点与所述第十目标星座点配对生成的星座组合点之间的最小欧式距离为所述PDM-16QAM的星座点之间的最小欧式距离的
Figure FDA0002237624620000045
倍。
17.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述其他维度为偏振态,时间,波长,子载波,多模光纤的模式,多芯光纤的芯中至少一种。
18.一种编码器,其特征在于,包括:
处理模块,用于从多维星座图中的至少两维的第一星座图中确定第一星座点,从所述多维星座图中的其他至少两维的第二星座图中确定第二星座点,所述第一星座点与所述第二星座点不同时为各自星座图中幅度最大的星座点;将所述第一星座点与所述第二星座点进行配对生成星座组合点;
接收模块,用于接收携带数字信息的比特序列;
所述处理模块,用于将所述比特序列通过所述星座组合点的映射表映射为用于传输的符号,所述映射表由所述编码器预存;
发送模块,用于将所述符号发送给数模转换器。
19.一种编码器,其特征在于,包括:
收发器,处理器,总线;
所述收发器与所述处理器通过所述总线相连;
所述处理器,执行如下步骤:
从多维星座图中的至少两维的第一星座图中确定第一星座点,从所述多维星座图中的其他至少两维的第二星座图中确定第二星座点,所述第一星座点与所述第二星座点不同时为各自星座图中幅度最大的星座点;将所述第一星座点与所述第二星座点进行配对生成星座组合点;
所述收发器,执行如下步骤:
接收携带数字信息的比特序列;
所述处理器,执行如下步骤:
将所述比特序列通过所述星座组合点的映射表映射为用于传输的符号,所述映射表由所述编码器预存;
所述收发器,执行如下步骤:
将所述符号发送给数模转换器。
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