CN111600679A - 一种基于极化交织的光通信系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于极化交织的光通信系统。包括：极化码编码器、极化交织器、极化映射器、多维光调制器、多维光解调器、极化解映射器、极化解交织器和极化码译码器。极化交织器，用于对接收到的序列进行交织变换处理，交织变换后的信号中的比特序列分为多组，每组对应的比特数为2的指数次方，每组对应一个符号的比特序列，光通信系统经过极化交织后包含2的指数次方个二进制信道，信道容量高的二进制信道比信道容量低的二进制信道传输更多信息位。本发明提出了新的比特交织方案，降低了高阶调制比特不平衡特性对极化码信道极化特性的影响，更大程度地逼近信道容量上限，提高了在偏振复用光通信系统中极化码编码性能，提升了编码增益。

Description

一种基于极化交织的光通信系统

技术领域

本发明涉及光通信技术领域，尤其涉及一种基于极化交织的光通信系 统。

背景技术

随着社会信息化的迅猛发展和宽带新业务的不断涌现，对现代通信网络 体系规模、传输容量及通信速率的需求也在成倍增长。基于高阶调制、相干 检测和数字信号处理技术的相干光通信系统因其高速率、高容量、高带宽等 优势，成为下一代高速光通信的研究热点。但随着传输速率和传输距离的不 断增加，对光信噪比(optical signal to noiseratio,OSNR)、色散以及 光纤非线性的要求越来越严格，为减轻上述因素对高速光纤通信的影响，在 光纤通信信号中引入前向纠错编码(Forword Error Correcting,FEC)技术 是非常有效的方法之一。

前向纠错编码技术通过在信号中加入少量的冗余信息来发现并纠正光传 输过程中由色散和非线性等原因引起的误码，降低光链路中色散和非线性等 因素对传输系统性能的影响，牺牲信号的传输速率来降低接收端的光信噪比 (OSNR)容限，从而获得编码增益，降低误码率，提高通信系统的可靠性。

目前，现有技术中应用于光通信的前向纠错编码是低密度奇偶校验码 (LowDensity Parity Check Codes,LDPC)。该编码的缺点为：编码复杂 度高，硬件资源需求大且存在错误平层。

现有的偏振复用光通信系统并未将两个偏振方向进行统一编码调制处理 ，并且没有利用极化现象进行极化编码调制，因此性能较差，对偏振模色散 及非线性等系统损伤容忍度差。

发明内容

本发明的实施例提供了一种基于极化交织的光通信系统，以克服现有技 术的问题。

为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案。

一种基于极化交织的光通信系统，包括：极化码编码器、极化交织器、 极化映射器和多维光调制器；

所述的极化码编码器，用于对传输信息比特进行编码，并将编码后的序 列传输给极化交织器；

所述的极化交织器，用于对接收到的序列进行交织变换处理，将交织变 换后的信号传输给极化映射器，所述交织变换后的信号中的比特序列分为多 组，每组对应的比特数为2的指数次方，每组对应一个符号的比特序列；经 过极化交织后的光通信系统包含2的指数次幂个抽像的二进制信道，其中容 量大的二进制信道比容量小的二进制信道传输更多的信息比特；

所述的极化映射器，用于对接收到的极化交织后的信号按照指定格雷码 的形式进行映射，得到待传输的符号序列；

多维光调制器，用于将待传输的符号序列通过偏振复用相干光调制器调制 成能够在光纤中传输的光信号。

优选地，所述的系统还包括：

多维光解调器，用于对接收到的光信号由多维光软解调器进行解调制处 理，得到光信号的似然向量，将似然向量传输给极化解映射器；

极化解映射器，用于根据多维光解调器输出的似然向量计算出比特序列 的符号比特似然比LLR值，将比特序列的LLR值传输给极化解交织器；

极化解交织器，用于对极化解映射器输出的比特序列的LLR值进行解交织 ，将解交织后的序列传输给极化码译码器；

极化码译码器，用于对极化解交织器输出的序列进行译码处理，得到接 收端接收到的信息比特。

优选地，所述的极化码编码器，具体用于设待编码的信息流a(n)长度为N ，确定极化编码器中的信息流a(n)的冻结位与信息位的位置，将K比特信息放 入信息流a(n)中的信息位，冻结位置0，使用极化码编码器对a(n)进行编码， 并输出编码后的序列b(n)给极化交织器。

优选地，所述的极化交织器，用于当经过极化交织后的光通信系统包含2 个抽像的二进制信道，并且应用于DP-16QAMM时，将相干光通信系统划分成两 个二进制信道W₁和W₂，W1、W2分别对应X偏振方向和Y偏振方向，对编码后的 序列b(n)进行交织变换处理，将交织变换后的信号通过信道W₁和W₂传输给极化 映射器，设W1传输K1比特的信号，W2传输K2比特的信号，如果W1的容量大 于W2，则K1>K2；

经过交织后的比特序列每8个一组，每组对应一个符号的比特序列，设第 i组8个比特为(IX₁,IX₂,QX₁,QX₂,IY₁,IY₂,QY₁,QY₂)，其中，(IX_k，QX_k )代表X偏振方向上的比特，(IY_k，QY_k)代表Y偏振方向上的比特，k＝1,2；

这8个比特与序列b(n)中的8个比特之间的具体对应关系为：

其中：1<＝i<＝8，公式(1)(2)表示了X偏振的比特对应规则，公式(3)(4) 表示了Y偏振的比特对应规则，k＝1,2表示信道W₁和信道W₂。

优选地，所述的极化映射器，具体用于DP-16QAM时，将经过交织后的比特 序列(IX₁,IX₂,QX₁,QX₂,IY₁,IY₂,QY₁,QY₂)按照极化映射的方式，通过极 化映射器映射成符号序列s(i)，符号序列s(i)的长度为N/8，极化映射器采用 如下的格雷编码形式：

设比特(IX₁,IX₂,QX₁,QX₂)所对应的十进制数值为ix，(IY₁,IY₂,QY₁, QY₂)所对应的十进制数值为iy，该组比特所对应的符号为：

s(i)＝(re(A(ix)),im(A(ix)),re(A(iy)),im(A(iy)))

其中，A为一复序列，其值为[-3+3i,-3+1i,-1+3i,-1+1i,- 3–3i,-3–1i,-1–3i,-1–1i,3+3i,3+1i,1+3i,1+ 1i,3–3i,3–1i,1–3i,1–1i]。

优选地，所述的极化映射器，具体用于利用符号序列将信息同时加载于 光的多个维度上，所述光的多个维度包括光场的相位、偏振、幅度和角动 量。

优选地，所述的多维光解调器，用于对接收到的光信号由多维软解调器进 行解调制处理。若用于DP-16QAM时，设接收值r(i)的X偏振方向的复数值为 rX(i)，Y偏振方向复数值rY(i)，则似然向量LV(i,m)代表假如发送端发送了 第m个符号，接收端第i个接收值的似然值，其计算公式如下：

LV(i,m)＝-(abs(rX(i)–A(floor(m/16)))²+abs(rY(i)– A(mod(m,16)))²)/(2σ²) (5)

其中，mod(m,16)表示m对16取余，floor()代表向0取整，m是[0,255] 中的整数，σ是噪声功率，似然向量LV(i,m)体现了两个偏振上的信号。

优选地，所述的极化解映射器，用于根据多维光解调器的输出LV(i,m)计 算出比特序列的LLR值LB(i,j)，LB(i,j)代表第i个接收值第j位的似然比；

上式中，

代表整数集合[0,255]的一个子集，假定有一个整数为m，其 对应的二进制数值为mb，如果mb的第j位的为0，则m属于

代表整数集 合[0,255]的一个子集，假定有一个整数为m，其对应的二进制数值为mb，如 果mb的第j位的为1，则m属于

优选地，所述的极化解交织器，用于对极化解映射器的输出LB(i,j)进行 解交织，设解交织后的LLR序列为L(n)，L(n)的计算方式如下：

其中：k＝1,2,1<＝i<＝8。

优选地，所述的系统还包括：

极化码译码器，用于对极化解交织器输出的L(n)值进行译码处理，得到 接收端接收到的信息比特。

由上述本发明的实施例提供的技术方案可以看出，本发明实施例提出了 新的比特交织方案，降低了高阶调制比特不平衡特性对极化码信道极化特性 的影响，更大程度地逼近信道容量上限，提高了在偏振复用光通信系统中极 化码编码性能，提升了编码增益。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的 描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所 需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发 明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前 提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种基于极化交织的光通信系统的工作过程 示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出， 其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功 能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发 明，而不能解释为对本发明的限制。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“ 一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的 是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步 骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、 整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被 “连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或 者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无 线连接或耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项 的任一单元和全部组合。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语 (包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一 般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该 被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一 样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

为便于对本发明实施例的理解，下面将结合附图以几个具体实施例为例 做进一步的解释说明，且各个实施例并不构成对本发明实施例的限定。

而极化码(Polar Code)具有可实用的线性编码复杂度，且是第一个在 理论上被证明可以达到信道容量的构造型编码方法，已有研究证明基于CA- SCL译码算法的极化码的纠错性能优于LDPC码。随着极化码理论的不断发展， 有研究发现高阶调制具有比特不平衡特性，即高阶信道可以看做若干二进制 信道，不同二进制信道的容量不同，比特不平衡特性会破坏极化码的信道极 化特性，影响编码后的信道容量。一个直接的方法是使用多个不同码率的极 化码编码器和解码器对不同的二进制信道分别进行编码和解码。

本发明利用极性码的递归结构，构造了一个可以在偏振复用光通信系统 的多个信道上使用单独编码器的统一方案，不需要在各个二进制信道上分别 编码，减少了硬件复杂度。同时，结合四维调制编码方案，在信号总功率不 变的情况下同时考虑两个偏振幅度和两个相位的变量，通过提高信号调制的 维数进一步提升了系统性能。

本发明实施例提供的一种基于极化交织的光通信系统，该光通信系统包 括：极化码编码器、极化交织器、极化映射器、多维光调制器、多维光解调 器、极化解映射器、极化解交织器和极化码译码器等部分。

极化码编码器，用于对传输信息比特进行编码，并将编码后的序列传输 给极化交织器；

极化交织器，用于对接收到的序列进行交织变换处理，将交织变换后的 信号传输给极化映射器，所述交织变换后的信号中的比特序列每8个一组， 每组对应一个符号的比特序列；所述光通信系统包含两个二进制信道，在信 道容量高的二进制信道之中传输更多信息位，在信道容量低的信道中传输更 多冻结位；

极化映射器，用于对接收到的极化交织后的信号按照指定格雷码的形式 进行映射，得到一个待传输的符号序列，该符号序列将信息分布于光的多个 维度上，如光场的相位、偏振，幅度或角动量等。将可加载信息的多个维度 不再进行复用处理，而是统一视为多维调制符号，如信息同时加载于幅度、 相位、偏振和角动量等，从而可以给出多个容量不等的信道。

本发明在以下部分提供的是经过抽像后极化信道为2的情况，本发明可适 用于抽像极化信道为2的指数次幂的情形，只需将本发明提出的实例依次迭 代进行即可实现。

多维光调制器，用于将接收到的符号序列通过偏振复用相干光调制器调制 成可以在光纤中传输的光信号，此处可采用传统相干光调制系统的光调制 器。将上述光信号传输出去。

多维光解调器，用于对接收到的光信号由多维光软解调器进行解调制处 理，若用于DP-16QAM时，可得到光信号的两个偏振上的似然向量，将似然向 量传输给极化解映射器；

极化解映射器，用于根据多维光解调器输出的似然向量计算出比特序列 的LLR(Log-likelihood Ratio，符号比特似然比)值，将比特序列的LLR值 传输给极化解交织器；

极化解交织器，用于对极化解映射器输出的比特序列的LLR值进行解交织 ，将解交织后的序列传输给极化码译码器；

极化码译码器，用于对极化解交织器输出的序列进行译码处理，得到接 收端接收到的信息比特。

本发明实施例提供的一种上述基于极化交织的光通信系统的工作过程如图 1所示，包括如下的处理步骤：

步骤1：设待编码的信息流a(n)长度为N，依据本发明提出的采用极化编码 调制与解调器的系统，信道模型假设为高斯白噪声，通过仿真或训练数据进 行实际传输，确定极化编码器中的参数，即信息流a(n)的冻结位与信息位的 位置。

步骤2：极化码编码器对信息流a(n)进行编码，即将K比特信息放入a(n)中 的信息位，冻结位置0。然后使用极化码编码器对a(n)进行编码，并输出编码 后的序列b(n)给极化交织器。

步骤3：极化交织器对b(n)进行交织变换。与传统的DP-16QAM相干光通信 系统不同的是，传统的光通信系统利用偏振复用将传统分成两个独立的信道 进行传输，每个信道的星座图是16QAM。而本发明将DP-16QAM看作为4D- 256QAM，一个经过极化交织后的4D-256QAM可以包含有2的指数次幂个抽像的 二进制信道，其中，容量大的信道比容量小的信道传输更多的信息比特。下 面以一个4D-256QAM包含两个二进制信道W₁、W₂为例来说明本发明实施例。

由于这两个信道的可靠性不同，使用相同的码率在这两个信道传输数据 会造成信道容量的损失。基于高阶调制具有比特不平衡特性和极化码的递归 结构特点，本发明将多个信道的容量不等特性视为极化特性，在极化码编码 时使用这种特性作为极化码编译码的一部分，提出了一种极化交织器，在信 道容量较高的二进制信道之中传输更多信息位，在信道容量较低的信道中传 输更多冻结位，可提高系统性能及性能损伤的容忍度。

在实际系统中，使用极化交织器对b(n)做变换时，会将前半部分长度为 N/2的子比特序列映射到W₁信道，将后半部分长度为N/2的子比特序列映射到 W₂信道，W₁信道与W₂信道传送了相同大小的比特序列。

而在本发明实施例的极化交织器中，由于4D-256QAM的每个符号包含8个 比特，因此，经过交织后的比特序列每8个一组，每组对应一个符号的比特 序列。设第i组8个比特为(IX₁,IX₂,QX₁,QX₂,IY₁,IY₂,QY₁,QY₂)。其中， (IX_k，QX_k)即代表X偏振方向上的比特，(IY_k，QY_k)即代表Y偏振方向上的 比特，k＝1,2。

这8个比特与序列b(n)中的8个比特之间的具体对应关系为：

其中：1<＝i<＝8。公式(1)(2)表示了X偏振的比特对应规则，公式(3)(4) 表示了Y偏振的比特对应规则。k＝1,2表示信道W₁和信道W₂。

此处W₁与W₂的信息比特分配，即由上页描述的仿真确定。具体过程如下， 假定N长的序列中含有K个比特，W₁包含有K1比特，W₂包含K2比特，W₁与W₂的 比特数量是不同的，如果W1的容量大于W2，则K1>K2。本发明的创新点在于以 上的极化交织器、极化映射器及多维光调制器，以及对应的解调部分，而不 在于比特的分配上。

步骤4：将经过交织后的比特序列(IX₁,IX₂,QX₁,QX₂,IY₁,IY₂,QY₁, QY₂)按照极化映射的方式，通过极化映射器映射成符号序列s(i)。符号序列 s(i)的长度为N/8。映射器采用如下的格雷编码形式。

设比特(IX₁,IX₂,QX₁,QX₂)所对应的十进制数值为ix，(IY₁,IY₂,QY₁, QY₂)所对应的十进制数值为iy，因此，该组比特所对应的符号为s(i)＝ (re(A(ix)),im(A(ix)),re(A(iy)),im(A(iy)))。其中，A为一复序列，其 值为[-3+3i,-3+1i,-1+3i,-1+1i,-3–3i,-3–1i,-1– 3i,-1–1i,3+3i,3+1i,1+3i,1+1i,3–3i,3–1i,1 –3i,1–1i]。

步骤5：将符号序列通过偏振复用相干光调制器调制成光信号，此处可采 用传统相干光调制系统的光调制器。即X偏振的IQ调制器的输入为re(A(ix)) ，im(A(ix))，Y偏振的IQ调制器输入为re(A(iy)),im(A(iy))。

步骤6：接收端经过相干光接收机及数字信号处理后，接收到的信号送入 多维光解调器，由4D软解调器进行解调制处理。设接收值r(i)的X偏振方向的 复数值为rX(i)，Y偏振方向复数值rY(i)，则似然向量LV(i,m)代表假如发送 端发送了第m个符号，接收端第i个接收值的似然值，其计算公式如下

LV(i,m)＝-(abs(rX(i)–A(floor(m/16)))²+abs(rY(i)– A(mod(m,16)))²)/(2σ²)(5)

其中，mod(m,16)表示m对16取余，floor()代表向0取整，m是[0,255] 中的整数，σ是噪声功率。

似然向量LV(i,m)体现了两个偏振上的信号。

步骤7：极化解映射器根据多维光解调器的输出LV(i,m)计算出比特序列 的LLR值LB(i,j)，它代表第i个接收值第j位的似然比。

上式中，

代表整数集合[0,255]的一个子集，假定有一个整数为m，其 对应的二进制数值为mb，如果mb的第j位的为0，则m属于

代表整数集 合[0,255]的一个子集，假定有一个整数为m，其对应的二进制数值为mb，如 果mb的第j位的为1，则m属于

步骤8：对极化解映射器的输出LB(i,j)进行解交织。设解交织后的LLR序 列为L(n)，L(n)的计算方式如下：

其中：k＝1,2,1<＝i<＝8。

步骤9：将L(n)值送入极化码译码器，将L(n)值译为接收端最终得到的信 息比特，这部分可以采用现有的极化码译码器，如极化码的逐次消除译码器 ，输入接收到的信息比特流。

综上所述，本发明实施例提出了新的比特交织与解交织方案，降低了高 阶调制比特不平衡特性对极化码信道极化特性的影响，更大程度地逼近信道 容量上限，提高了在偏振复用光通信系统中极化码编码性能，提升了编码增 益。使用本发明将有效提高对偏振模色散及非线性系统损伤的容忍度，提高 系统的性能。

本发明实施例提出了利用极化码码的极化特性对光通信中的偏振复用进 行编码调制的方案，以较低的编码冗余度提高了编码增益,克服了一般纠错 编码在提高功率利用率时使频谱利用率下降的缺点。

本发明实施例提出了新的比特交织方案，利用偏振复用光通信系统结构 特点和极化码的递归特性，可以基于一个极化码编码器对偏振复用光通信系 统的多个二进制比特信道进行编码，编码器数量减少，大大降低了硬件复杂 度。

本发明实施例只需要一个偏振复用软解调器，比传统方案所需的解调器 数量减少一半，在提高系统性能的前提下，还降低了硬件复杂度。

本领域普通技术人员可以理解：附图只是一个实施例的示意图，附图中 的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。

通过以上的实施方式的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到 本发明可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解， 本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品 的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁 碟、光盘等，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)执行本发明各个实施例或者实施例的某些部分所 述的方法。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同 相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同 之处。尤其，对于装置或系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例， 所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描 述的装置及系统实施例仅仅是示意性的，其中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模块来实现本实施例方案 的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并 实施。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不 局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可 轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明 的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种基于极化交织的光通信系统，其特征在于，包括：极化码编码器、极化交织器、极化映射器和多维光调制器；

所述的极化码编码器，用于对传输信息比特进行编码，并将编码后的序列传输给极化交织器；

所述的极化交织器，用于对接收到的序列进行交织变换处理，将交织变换后的信号传输给极化映射器，所述交织变换后的信号中的比特序列分为多组，每组对应的比特数为2的指数次方，每组对应一个符号的比特序列；经过极化交织后的光通信系统包含2的指数次幂个抽像的二进制信道，其中容量大的二进制信道比容量小的二进制信道传输更多的信息比特；

所述的极化映射器，用于对接收到的极化交织后的信号按照指定格雷码的形式进行映射，得到待传输的符号序列；

多维光调制器，用于将待传输的符号序列通过偏振复用相干光调制器调制成能够在光纤中传输的光信号。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述的系统还包括：

多维光解调器，用于对接收到的光信号由多维光软解调器进行解调制处理，得到光信号的似然向量，将似然向量传输给极化解映射器；

极化解映射器，用于根据多维光解调器输出的似然向量计算出比特序列的符号比特似然比LLR值，将比特序列的LLR值传输给极化解交织器；

极化解交织器，用于对极化解映射器输出的比特序列的LLR值进行解交织，将解交织后的序列传输给极化码译码器；

极化码译码器，用于对极化解交织器输出的序列进行译码处理，得到接收端接收到的信息比特。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于：

所述的极化码编码器，具体用于设待编码的信息流a(n)长度为N，确定极化编码器中的信息流a(n)的冻结位与信息位的位置，将K比特信息放入信息流a(n)中的信息位，冻结位置0，使用极化码编码器对a(n)进行编码，并输出编码后的序列b(n)给极化交织器。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于：

所述的极化交织器，用于当经过极化交织后的光通信系统包含2个抽像的二进制信道，并且应用于DP-16QAMM时，将相干光通信系统划分成两个二进制信道W₁和W₂，W1、W2分别对应X偏振方向和Y偏振方向，对编码后的序列b(n)进行交织变换处理，将交织变换后的信号通过信道W₁和W₂传输给极化映射器，设W1传输K1比特的信号，W2传输K2比特的信号，如果W1的容量大于W2，则K1>K2；

经过交织后的比特序列每8个一组，每组对应一个符号的比特序列，设第i组8个比特为(IX₁,IX₂,QX₁,QX₂,IY₁,IY₂,QY₁,QY₂)，其中，(IX_k，QX_k)代表X偏振方向上的比特，(IY_k，QY_k)代表Y偏振方向上的比特，k＝1,2；

这8个比特与序列b(n)中的8个比特之间的具体对应关系为：

其中：1<＝i<＝8，公式(1)(2)表示了X偏振的比特对应规则，公式(3)(4)表示了Y偏振的比特对应规则，k＝1,2表示信道W₁和信道W₂。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于：

所述的极化映射器，具体用于DP-16QAM时，将经过交织后的比特序列(IX₁,IX₂,QX₁,QX₂,IY₁,IY₂,QY₁,QY₂)按照极化映射的方式，通过极化映射器映射成符号序列s(i)，符号序列s(i)的长度为N/8，极化映射器采用如下的格雷编码形式：

设比特(IX₁,IX₂,QX₁,QX₂)所对应的十进制数值为ix，(IY₁,IY₂,QY₁,QY₂)所对应的十进制数值为iy，该组比特所对应的符号为：

s(i)＝(re(A(ix)),im(A(ix)),re(A(iy)),im(A(iy)))

其中，A为一复序列，其值为[-3+3i,-3+1i,-1+3i,-1+1i,-3–3i,-3–1i,-1–3i,-1–1i,3+3i,3+1i,1+3i,1+1i,3–3i,3–1i,1–3i,1–1i]。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于：

所述的极化映射器，具体用于利用符号序列将信息同时加载于光的多个维度上，所述光的多个维度包括光场的相位、偏振、幅度和角动量。

7.根据权利要求5所述的系统，其特征在于：

所述的多维光解调器，用于对接收到的光信号由多维软解调器进行解调制处理。若用于DP-16QAM时，设接收值r(i)的X偏振方向的复数值为rX(i)，Y偏振方向复数值rY(i)，则似然向量LV(i,m)代表假如发送端发送了第m个符号，接收端第i个接收值的似然值，其计算公式如下：

LV(i,m)＝-(abs(rX(i)–A(floor(m/16)))²+abs(rY(i)–A(mod(m,16)))²)/(2σ²) (5)

其中，mod(m,16)表示m对16取余，floor()代表向0取整，m是[0,255]中的整数，σ是噪声功率，似然向量LV(i,m)体现了两个偏振上的信号。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于：

所述的极化解映射器，用于根据多维光解调器的输出LV(i,m)计算出比特序列的LLR值LB(i,j)，LB(i,j)代表第i个接收值第j位的似然比；

上式中，

代表整数集合[0,255]的一个子集，假定有一个整数为m，其对应的二进制数值为mb，如果mb的第j位的为0，则m属于

代表整数集合[0,255]的一个子集，假定有一个整数为m，其对应的二进制数值为mb，如果mb的第j位的为1，则m属于

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于：

所述的极化解交织器，用于对极化解映射器的输出LB(i,j)进行解交织，设解交织后的LLR序列为L(n)，L(n)的计算方式如下：

其中：k＝1,2,1<＝i<＝8。

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述的系统还包括：

极化码译码器，用于对极化解交织器输出的L(n)值进行译码处理，得到接收端接收到的信息比特。

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