DE102013215126B4 - Method for transmitting data from a sender to a receiver - Google Patents

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Abstract

Verfahren zum Übertragen von Daten von einem Sender zu einem Empfänger über einen optischen Übertragungskanal, wobei das Verfahren die folgenden Verfahrensschritte aufweist: – Codieren der Daten durch mindestens zwei parallele Low-Density-Parity-Check(LDPC)-Encoder – Übertragen der Daten als PPM-Symbole über den optischen Übertragungskanal nach vorheriger Modulierung durch einen PPM-Modulierer (Pulse Position Modulation) – Demodulierung des empfangenen Datensignals durch einen Soft-PPM-Demodulierer – Decodieren der demodulierten Daten durch einen LDPC-Decoder, wobei der Soft-PPM-Demodulierer die Wahrscheinlichkeiten für jede mögliche Kombination der übertragenen Datenbits an den LDPC-Decoder ausgibt, dadurch gekennzeichnet, dass für jedes PPM-Symbol empfängerseitig ein Wahrscheinlichkeitsdichte-Funktionsvektor berechnet wird, der einem gemeinsamen LDPC-Decoder zugeführt wird, sodass keine Iteration zwischen dem LDPC-Decoder und dem Soft-PPM-Demodulierer stattfindet.A method of transmitting data from a transmitter to a receiver over an optical transmission channel, the method comprising the steps of: - encoding the data by at least two parallel Low Density Parity Check (LDPC) encoders - transmitting the data as PPM Symbols over the optical transmission channel after prior modulation by a PPM (Pulse Position Modulation) modulator - Demodulation of the received data signal by a soft PPM demodulator - Decoding of the demodulated data by an LDPC decoder, the soft PPM demodulator capturing the demodulated data Probabilities for each possible combination of transmitted data bits to the LDPC decoder outputs, characterized in that for each PPM symbol receiver side a probability density function vector is calculated, which is supplied to a common LDPC decoder, so that no iteration between the LDPC decoder and the soft PPM demodulator takes place ,

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Übertragen von Daten über einen optischen Übertragungskanal.The invention relates to a method for transmitting data over an optical transmission channel.

Bei solchen Übertragungskanälen ist es aus dem Stand der Technik bekannt, Daten unter Verwendung einer PPM-Modulation (Pulse Position Modulation) zu übertragen. Der optische Übertragungskanal unterliegt einem Poisson-Rauschen.In such transmission channels, it is known in the art to transmit data using PPM modulation (Pulse Position Modulation). The optical transmission channel is subject to Poisson noise.

Bevor die Daten dem PPM-Modulator zugeführt werden, werden sie durch einen Kanalencoder (z. B. einen LDPC-Encoder) codiert. Anschließend werden sie q-ären PPM-Symbolen zugeordnet, die über den optischen Übertragungskanal übertragen werden. q entspricht hierbei der Anzahl der Chips des PPM-Modulators. Auf der Empfängerseite kann eine sequenzielle PPM-Demodulation stattfinden. Anschließend erfolgt ein iteratives Decodieren. Alternativ kann der LDPC-Decoder iterativ mit dem PPM-Demodulator extrinsische Informationen austauschen. Im ersten Fall kann lediglich eine schlechte Performance erreicht werden. Dies liegt darin begründet, dass, um die sog. Log-Likelihood Ratios auf Bit-Level zu erreichen, eine Marginalisierung der PPM-Symbolwahrscheinlichkeiten durch den PPM-Softdemodulator durchgeführt werden muss. Dies führt zu einem Verlust von Informationen. Im zweiten Fall wird dieser Informationsverlust teilweise durch das iterative Decodieren und Demodulieren kompensiert. Hierdurch ergibt sich allerdings eine höhere Decodierkomplexität.Before the data is fed to the PPM modulator, they are encoded by a channel encoder (eg, an LDPC encoder). They are then assigned to q-ary PPM symbols, which are transmitted over the optical transmission channel. q corresponds to the number of chips of the PPM modulator. On the receiver side, a sequential PPM demodulation can take place. Subsequently, an iterative decoding takes place. Alternatively, the LDPC decoder may iteratively exchange extrinsic information with the PPM demodulator. In the first case, only a poor performance can be achieved. This is because, in order to achieve the so-called bit-level log-likelihood ratios, marginalization of the PPM symbol probabilities by the PPM soft demodulator must be performed. This leads to a loss of information. In the second case, this information loss is partially compensated by the iterative decoding and demodulation. However, this results in a higher decoding complexity.

Eine Beschreibung der dargestellten Verfahren findet sich in den folgenden Veröffentlichungen:

  • [1] M. F. Barsoum, B. Moison, M. P. Fitz, D. Divsalar, and J. Hamkins, ”EXIT Function Aided Design of Iteratively Decodable Codes for the Poisson PPM Channel, ”IEEE Trans. Commun., vol. 58, no. 12, pp. 3573–3582, Dec. 2010,
  • [2] S. Shamai, ”Capacity of a pulse amplitude modulated direct detection photon channel,” IEEE Proceedings I Commun., Speech Vision, vol. 137, no. 6, pp. 424–430, Dec. 1990.
A description of the methods presented can be found in the following publications:
  • [1] MF Barsoum, B. Moison, MP Fitz, D. Divsalar, and J. Hamkins, "EXIT Function Aided Design of Iteratively Decodable Codes for the Poisson PPM Channel," IEEE Trans. Commun., Vol. 58, no. 12, pp. 3573-3582, Dec. 2010
  • [2] S. Shamai, "Capacity of a pulse amplitude modulated direct detection photon channel," IEEE Proceedings I Commun., Speech Vision, vol. 137, no. 6, pp. 424-430, Dec. 1990th

US 2012/0263466A1 beschreibt ebenfalls ein Verfahren, bei dem Daten durch zwei parallele LDPC-Encoder codiert und durch einen PPM-Modulierer moduliert werden. Anschließend werden die empfangenen Daten durch einen Demodulierer demoduliert und durch den LDPC-Decoder decodiert. US 2012 / 0263466A1 also describes a method in which data is encoded by two parallel LDPC encoders and modulated by a PPM modulator. Subsequently, the received data is demodulated by a demodulator and decoded by the LDPC decoder.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Übertragung von Daten über einen optischen Übertragungskanal mit weniger Übertragungsfehlern, insbesondere unter einer verringerten Bit-Fehlerrate, bereitzustellen.The object of the invention is to provide a method for transmitting data over an optical transmission channel with fewer transmission errors, in particular at a reduced bit error rate.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1.The object is achieved according to the invention by the features of claim 1.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren werden Daten über einen optischen Übertragungskanal übertragen. Dieser unterliegt einem Poisson-Rauschen. Sendeseitig werden die Daten durch mindestens zwei parallele LDPC-Encoder codiert. Anschließend werden sie einem PPM-Modulierer zugeführt. Die Anzahl der verwendeten LDPC-Encoder entspricht dem Logarithmus der Anzahl der Chips, die durch den PPM-Modulierer erzeugt werden, zur Basis 2. Die Daten werden anschließend über den optischen Übertragungskanal übertragen. Empfängerseitig werden sie durch einen Soft-PPM-Demodulierer demoduliert und anschließend durch einen LDPC-Decoder decodiert.In the method according to the invention, data is transmitted via an optical transmission channel. This is subject to Poisson noise. On the transmit side, the data is coded by at least two parallel LDPC encoders. They are then fed to a PPM modulator. The number of LDPC encoders used corresponds to the logarithm of the number of chips generated by the PPM modulator to base 2. The data is then transmitted over the optical transmission channel. At the receiver side, they are demodulated by a soft PPM demodulator and then decoded by an LDPC decoder.

Erfindungsgemäß gibt der Demodulierer die Wahrscheinlichkeiten für jede mögliche Kombination der übertragenen Datenbits an den LDPC-Decoder aus.According to the invention, the demodulator outputs the probabilities for each possible combination of the transmitted data bits to the LDPC decoder.

Es findet somit keine Marginalisierung der Wahrscheinlichkeitsverteilung für die Werte der Datenbits durch den Demodulator statt. Wie in der Einleitung der vorliegenden Anmeldung dargestellt, findet bei einer solchen Marginalisierung ein Informationsverlust statt. Dies bedeutet, dass es nach der Marginalisierung nicht mehr möglich ist, die Wahrscheinlichkeiten für jede mögliche Kombination der übertragenen Datenbits zu ermitteln. Vielmehr ist nach der Marginalisierung lediglich die Wahrscheinlichkeit bekannt, dass ein bestimmtes Datenbit einen bestimmten Wert hat, wobei die Unterwahrscheinlichkeiten (d. h. die Wahrscheinlichkeiten, aus denen sich die Gesamtwahrscheinlichkeit, dass das besagte Datenbit den besagten Wert aufweist) nicht mehr bekannt sind. Diese Unterwahrscheinlichkeiten geben die Wahrscheinlichkeit für alle möglichen Kombinationen der anderen Bits an, wenn das gesuchte Bit den besagten Wert aufweist.Thus, there is no marginalization of the probability distribution for the values of the data bits by the demodulator. As illustrated in the preamble of the present application, such marginalization results in loss of information. This means that after the marginalization it is no longer possible to determine the probabilities for each possible combination of transmitted data bits. Rather, after marginalization, only the probability that a particular data bit has a particular value is known, with the sub-probabilities (i.e., the probabilities that make up the overall probability that said data bit has said value) no longer known. These sub-probabilities indicate the probability of all possible combinations of the other bits if the searched bit has said value.

Erfindungsgemäß gibt somit der PPM-Softdemodulator mehr Wahrscheinlichkeitswerte als der aus dem Stand der Technik bekannte PPM-Softdemodulator aus. Hat beispielsweise bisher der Demodulator zwei Wahrscheinlichkeitswerte ausgegeben (dies bedeutet, dass der PPM-Modulator 22 = 4 Chips ausgibt), so würde der PPM-Demodulator im erfindungsgemäßen Verfahren anstatt von zwei Wahrscheinlichkeiten vier Wahrscheinlichkeiten ausgeben (nämlich jeweils eine Wahrscheinlichkeit für jede mögliche Bit-Kombination 0,0; 0,1; 1,0; 1,1).Thus, according to the invention, the PPM soft demodulator outputs more probability values than the PPM soft demodulator known from the prior art. For example, if the demodulator has previously output two probability values (this means that the PPM modulator 2 outputs 2 = 4 chips), the PPM demodulator would output four probabilities in the inventive method instead of two probabilities (namely one probability for each possible bit) Combination 0.0, 0.1, 1.0, 1.1).

Wie im weiteren Verlauf der vorliegenden Anmeldung gezeigt wird, weist das erfindungsgemäße Verfahren eine verbesserte Übertragungsperformance, insbesondere eine verringerte Bit-Fehlerrate, auf. Dem steht eine Erhöhung der Decodierkomplexität gegenüber.As will be shown in the further course of the present application, the method according to the invention has improved transmission performance, in particular a reduced bit error rate, on. This is offset by an increase in decoder complexity.

Es ist bevorzugt, dass der LDPC-Decoder ein nicht-binärer Decoder ist.It is preferred that the LDPC decoder is a non-binary decoder.

Die Ordnung des LDPC-Decoders wird bestimmt durch q = log2(c), wobei c die Anzahl der Chips ist, die durch den PPM-Modulierer ausgegeben werden, nämlich die Ordnung des PPM-Modulierers.The order of the LDPC decoder is determined by q = log 2 (c), where c is the number of chips output by the PPM modulator, namely the order of the PPM modulator.

Eine besondere Leistungsfähigkeit ergibt sich, wenn der LDPC-Decoder in einem Galoisfeld > 4 arbeitet.A special performance results when the LDPC decoder operates in a Galois field> 4.

Weiterhin ist es bevorzugt, dass die mindestens zwei LDPC-Encoder binäre Encoder sind.Furthermore, it is preferred that the at least two LDPC encoders are binary encoders.

Erfindungsgemäß wird somit für jedes PPM-Symbol empfängerseitig ein Wahrscheinlichkeitsdichte-Funktionsvektor berechnet, der einem gemeinsamen LDPC-Decoder zugeführt wird, der vorzugsweise ein nicht binärer LDPC-Decoder ist. Erfindungsgemäß findet somit keine Iteration zwischen dem Decoder und dem Demodulator statt.According to the invention, a probability density function vector is thus calculated for each PPM symbol on the receiver side, which is fed to a common LDPC decoder, which is preferably a non-binary LDPC decoder. Thus, according to the invention, there is no iteration between the decoder and the demodulator.

Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung anhand von Figuren erläutert.In the following, preferred embodiments of the invention will be explained with reference to figures.

Es zeigen:Show it:

1 eine schematische Darstellung des Ablaufs des erfindungsgemäßen Verfahrens, und 1 a schematic representation of the sequence of the method according to the invention, and

2 eine Darstellung der Leistungsfähigkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens. 2 a representation of the performance of the method according to the invention.

Wie in 1 dargestellt, werden die von der Quelle S kommenden Daten zwei parallelen binären LDPC-Encodern zugeführt. Vor diesen Encodern befindet sich ein nicht dargestellter Serial-to-parallel-Converter, der den seriellen Bit-Datenstrom in zwei parallele Datenströme aufteilt. Die codierten Daten werden anschließend dem PPM-Modulator zugeführt. Dieser erzeugt aus N PPM-Symbolen N × q Chips, die über den optischen Übertragungskanal übertragen werden. Hier unterliegen sie einem Poisson-Rauschen. Empfängerseitig werden die Daten dem PPM-Softdemodulator zugeführt, der für jedes empfangene Symbol eine Wahrscheinlichkeitsdichte-Funktion berechnet und an den nicht binären LDPC-Decoder übermittelt.As in 1 2, the data coming from the source S are fed to two parallel binary LDPC encoders. In front of these encoders is an unshown serial to parallel converter, which splits the serial bit data stream into two parallel data streams. The encoded data is then fed to the PPM modulator. This generates from N PPM symbols N × q chips, which are transmitted over the optical transmission channel. Here they are subject to a Poisson noise. On the receiver side, the data is fed to the PPM soft demodulator, which calculates a probability density function for each received symbol and transmits it to the non-binary LDPC decoder.

An dieser Stelle wies das aus dem Stand der Technik bekannte Verfahren mehrere binäre LDPC-Decoder auf, deren Anzahl der Anzahl der verwendeten LDPC-Encoder entsprach.At this point, the method known from the prior art had several binary LDPC decoders whose number corresponded to the number of LDPC encoders used.

Erfindungsgemäß ist es bevorzugt, dass ausschließlich ein nicht binärer LDPC-Decoder zur Decodierung der Daten verwendet wird.According to the invention, it is preferred that only a non-binary LDPC decoder is used for decoding the data.

Anschließend kann der übermittelte Datenstrom wiederhergestellt werden und den Empfängern D zugeführt werden.Subsequently, the transmitted data stream can be restored and fed to the receivers D.

Im Folgenden wird anhand eines einfachen Beispiels dargestellt, welche Wahrscheinlichkeitswerte der erfindungsgemäße PPM-Demodulator im Vergleich zum Verfahren gemäß dem Stand der Technik ausgibt. Wie bereits dargestellt, fand gemäß dem Stand der Technik eine Marginalisierung der Wahrscheinlichkeitswerte statt. Wurde beispielsweise eine 4-PPM-Modulation verwendet (d. h. dass der PPM-Modulator vier Chips erzeugt, die die Werte 00, 01, 10, 11 repräsentieren), so muss der PPM-Modulator aus dem Stand der Technik zwei Wahrscheinlichkeiten ausgeben, nämlich die Wahrscheinlichkeit dafür, dass das erste Bit a den Wert 0 hat und die Wahrscheinlichkeit dafür, dass das zweite Bit b den Wert 0 hat. Diese Wahrscheinlichkeiten ergaben sich wie folgt: p(a = 0) = p(a = 0, b = 0) + p(a = 0, b = 1) p(b = 0) = p(a = 0, b = 0) + p(a = 1, b = 0). The following is a simple example showing which probability values the PPM demodulator according to the invention outputs in comparison to the method according to the prior art. As already stated, according to the prior art, a marginalization of the probability values took place. For example, if a 4-PPM modulation was used (ie, the PPM modulator generates four chips representing the values 00, 01, 10, 11), then the prior art PPM modulator must output two probabilities, namely Probability that the first bit a has the value 0 and the probability that the second bit b has the value 0. These probabilities were as follows: p (a = 0) = p (a = 0, b = 0) + p (a = 0, b = 1) p (b = 0) = p (a = 0, b = 0) + p (a = 1, b = 0).

Das Verfahren gemäß dem Stand der Technik gab somit nur die beiden Wahrscheinlichkeitswerte p(a = 0) und p(b = 0) aus.The method according to the prior art thus output only the two probability values p (a = 0) and p (b = 0).

Um das Verfahren anschaulicher darzustellen, werden beispielhaft vier imaginäre Wahrscheinlichkeitswerte für p(a, b) angenommen, nämlich: p(0,0) = ¼ p(0,1) = ½ p(1,0) = 1/8 p(1,1) = 1/8 To illustrate the method more clearly, four imaginary probability values for p (a, b) are assumed by way of example, namely: p (0,0) = ¼ p (0,1) = ½ p (1,0) = 1/8 p (1,1) = 1/8

Gemäß dem Stand der Technik würde sich die Wahrscheinlichkeit für p(a = 0) wie folgt ergeben: p(a = 0) = p(a = 0, b = 0) + p(a = 0, b = 1) = ¼ + 1/8 = 3/8 In the prior art, the probability of p (a = 0) would be as follows: p (a = 0) = p (a = 0, b = 0) + p (a = 0, b = 1) = ¼ + 1/8 = 3/8

Wahrscheinlichkeit für p(b = 0) würde sich wie folgt ergeben: p(b = 0) = p(a = 0, b = 0) + p(a = 1, b = 0) = ¼ + ½ = ¾ Probability for p (b = 0) would be as follows: p (b = 0) = p (a = 0, b = 0) + p (a = 1, b = 0) = ¼ + ½ = ¾

Wie bereits dargestellt, findet an dieser Stelle ein Informationsverlust durch die Marginalisierung statt, da die o. g. vier Einzelwahrscheinlichkeiten nicht mehr berechnet werden können.As already stated, there is a loss of information due to the marginalization at this point, since the o. G. four individual probabilities can no longer be calculated.

Im erfindungsgemäßen Verfahren würde dagegen der Soft-PPM-Demodulator die Einzelwahrscheinlichkeiten ausgeben, nämlich: p(0,0) = ¼ p(0,1) = 1/8 p(1,0) = ½ p(1,1) = 1/8 In contrast, in the method according to the invention, the soft PPM demodulator would output the individual probabilities, namely: p (0,0) = ¼ p (0,1) = 1/8 p (1,0) = ½ p (1,1) = 1/8

Es findet somit gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren keine Marginalisierung statt. Im beschriebenen Beispiel werden vier Werte anstatt von zwei ausgegeben, so dass kein Informationsverlust stattfindet.There is thus no marginalization according to the process of the invention. In the example described, four values are output instead of two, so that no loss of information takes place.

Die Leistungsfähigkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens in Form seiner Bit-Fehlerrate in Abhängigkeit vom Rauschen auf dem Kanal ist in 2 dargestellt. ns ist die durchschnittliche Anzahl der empfangenen Signalphotonen. nb ist die durchschnittliche Anzahl der empfangenen Rauschphotonen.The performance of the inventive method in terms of its bit error rate as a function of the noise on the channel is in 2 shown. n s is the average number of received signal photons. n b is the average number of received noise photons.

Es wurde eine 64-PPM-Modulation verwendet. Die Anzahl der durchschnittlichen Rausch-Photonen ist nb = 0,0025. Die Leistungsfähigkeit wird als Bit-Fehlerrate in Abhängigkeit von der Signalintensität (in Dezibel) angegeben. Folgende Codes wurden verwendet: Ein binärer (2720, 1360) LDPC-Code, der mit dem erfindungsgemäßen Verfahren decodiert wurde; ferner ein binärer (2720, 1360) SCPPM, der mit der in der Quellenangabe [1] angegebenen Methode decodiert wurde.A 64-PPM modulation was used. The number of average noise photons is nb = 0.0025. The performance is given as a bit error rate as a function of the signal intensity (in decibels). The following codes were used: a binary (2720, 1360) LDPC code which was decoded by the method of the invention; and a binary (2720, 1360) SCPPM decoded by the method given in reference [1].

Wie in 2 beobachtet werden kann, führt das erfindungsgemäße Verfahren zu einem Performancegewinn von etwa 0,2 Dezibel, obwohl das SCPPM-Verfahren ein iteratives Decodieren und Demodulieren verwendet hat. Das erfindungsgemäße Verfahren weist somit eine geringere Decodierkomplexität auf.As in 2 can be observed, the inventive method leads to a performance gain of about 0.2 decibels, although the SCPPM method has used iterative decoding and demodulation. The inventive method thus has a lower decoding complexity.

Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens führt der Decoder ein Decoding ohne Iteration mit dem Demodulator durch. Es kann ein aus dem Stand der Technik bekanntes klassisches nicht binäres Decodieren durchgeführt werden.In the context of the method according to the invention, the decoder performs a decoding without iteration with the demodulator. Conventional non-binary decoding known in the art may be performed.

Claims (6)

Verfahren zum Übertragen von Daten von einem Sender zu einem Empfänger über einen optischen Übertragungskanal, wobei das Verfahren die folgenden Verfahrensschritte aufweist: – Codieren der Daten durch mindestens zwei parallele Low-Density-Parity-Check(LDPC)-Encoder – Übertragen der Daten als PPM-Symbole über den optischen Übertragungskanal nach vorheriger Modulierung durch einen PPM-Modulierer (Pulse Position Modulation) – Demodulierung des empfangenen Datensignals durch einen Soft-PPM-Demodulierer – Decodieren der demodulierten Daten durch einen LDPC-Decoder, wobei der Soft-PPM-Demodulierer die Wahrscheinlichkeiten für jede mögliche Kombination der übertragenen Datenbits an den LDPC-Decoder ausgibt, dadurch gekennzeichnet, dass für jedes PPM-Symbol empfängerseitig ein Wahrscheinlichkeitsdichte-Funktionsvektor berechnet wird, der einem gemeinsamen LDPC-Decoder zugeführt wird, sodass keine Iteration zwischen dem LDPC-Decoder und dem Soft-PPM-Demodulierer stattfindet.A method of transmitting data from a transmitter to a receiver over an optical transmission channel, the method comprising the steps of: - encoding the data by at least two parallel Low Density Parity Check (LDPC) encoders - transmitting the data as PPM Symbols over the optical transmission channel after prior modulation by a PPM (Pulse Position Modulation) modulator - Demodulation of the received data signal by a soft PPM demodulator - Decoding of the demodulated data by an LDPC decoder, the soft PPM demodulator capturing the demodulated data Probabilities for each possible combination of transmitted data bits to the LDPC decoder outputs, characterized in that for each PPM symbol receiver side, a probability density function vector is calculated, which is supplied to a common LDPC decoder, so that no iteration between the LDPC decoder and the soft PPM demodulator takes place , Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der LDPC-Decoder ein nichtbinärer Decoder ist.A method according to claim 1, characterized in that the LDPC decoder is a non-binary decoder. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Soft-PPM-Demodulierer keine Marginalisierung der Wahrscheinlichkeitsverteilung für die Werte der Datenbits ausgibt.A method according to claim 1 or 2, characterized in that the soft PPM demodulator does not output marginalization of the probability distribution for the values of the data bits. Verfahren nach einem der Ansprüche 1–3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ordnung des LDPC-Decoders bestimmt wird durch q = log2(c), wobei c die Anzahl der Chips ist, die durch den PPM-Modulierer ausgegeben werden, nämlich die Ordnung des PPM-Modulierers.Method according to one of claims 1-3, characterized in that the order of the LDPC decoder is determined by q = log 2 (c), where c is the number of chips output by the PPM modulator, namely the order of the PPM modulator. Verfahren nach einem der Ansprüche 1–4, dadurch gekennzeichnet, dass der LDPC-Decoder in einem Galois-Feld GF > 4 arbeitet.Method according to one of claims 1-4, characterized in that the LDPC decoder operates in a Galois field GF> 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1–5, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei parallelen LDPC-Encoder binäre Encoder sind.Method according to one of claims 1-5, characterized in that the at least two parallel LDPC encoders are binary encoders.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120263466A1 (en) * 2011-04-18 2012-10-18 Nec Laboratories America, Inc. Multidimensional hybrid modulations for ultra-high-speed optical transport

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120263466A1 (en) * 2011-04-18 2012-10-18 Nec Laboratories America, Inc. Multidimensional hybrid modulations for ultra-high-speed optical transport

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