ES2893161T3 - Métodos de conversión o reconversión de una señal de datos y método y sistema para transmisión de datos y/o recepción de datos - Google Patents
Métodos de conversión o reconversión de una señal de datos y método y sistema para transmisión de datos y/o recepción de datos Download PDFInfo
- Publication number
- ES2893161T3 ES2893161T3 ES17811586T ES17811586T ES2893161T3 ES 2893161 T3 ES2893161 T3 ES 2893161T3 ES 17811586 T ES17811586 T ES 17811586T ES 17811586 T ES17811586 T ES 17811586T ES 2893161 T3 ES2893161 T3 ES 2893161T3
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- constellation
- bits
- quadrant
- bit stream
- input bit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/60—Receivers
- H04B10/61—Coherent receivers
- H04B10/612—Coherent receivers for optical signals modulated with a format different from binary or higher-order PSK [X-PSK], e.g. QAM, DPSK, FSK, MSK, ASK
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L27/00—Modulated-carrier systems
- H04L27/32—Carrier systems characterised by combinations of two or more of the types covered by groups H04L27/02, H04L27/10, H04L27/18 or H04L27/26
- H04L27/34—Amplitude- and phase-modulated carrier systems, e.g. quadrature-amplitude modulated carrier systems
- H04L27/3405—Modifications of the signal space to increase the efficiency of transmission, e.g. reduction of the bit error rate, bandwidth, or average power
- H04L27/3416—Modifications of the signal space to increase the efficiency of transmission, e.g. reduction of the bit error rate, bandwidth, or average power in which the information is carried by both the individual signal points and the subset to which the individual points belong, e.g. using coset coding, lattice coding, or related schemes
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/25—Arrangements specific to fibre transmission
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/50—Transmitters
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L1/00—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
- H04L1/004—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by using forward error control
- H04L1/0041—Arrangements at the transmitter end
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L1/00—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
- H04L1/004—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by using forward error control
- H04L1/0045—Arrangements at the receiver end
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L27/00—Modulated-carrier systems
- H04L27/32—Carrier systems characterised by combinations of two or more of the types covered by groups H04L27/02, H04L27/10, H04L27/18 or H04L27/26
- H04L27/34—Amplitude- and phase-modulated carrier systems, e.g. quadrature-amplitude modulated carrier systems
- H04L27/3405—Modifications of the signal space to increase the efficiency of transmission, e.g. reduction of the bit error rate, bandwidth, or average power
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/50—Transmitters
- H04B10/516—Details of coding or modulation
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L27/00—Modulated-carrier systems
- H04L27/32—Carrier systems characterised by combinations of two or more of the types covered by groups H04L27/02, H04L27/10, H04L27/18 or H04L27/26
- H04L27/34—Amplitude- and phase-modulated carrier systems, e.g. quadrature-amplitude modulated carrier systems
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L27/00—Modulated-carrier systems
- H04L27/32—Carrier systems characterised by combinations of two or more of the types covered by groups H04L27/02, H04L27/10, H04L27/18 or H04L27/26
- H04L27/34—Amplitude- and phase-modulated carrier systems, e.g. quadrature-amplitude modulated carrier systems
- H04L27/3405—Modifications of the signal space to increase the efficiency of transmission, e.g. reduction of the bit error rate, bandwidth, or average power
- H04L27/3416—Modifications of the signal space to increase the efficiency of transmission, e.g. reduction of the bit error rate, bandwidth, or average power in which the information is carried by both the individual signal points and the subset to which the individual points belong, e.g. using coset coding, lattice coding, or related schemes
- H04L27/3427—Modifications of the signal space to increase the efficiency of transmission, e.g. reduction of the bit error rate, bandwidth, or average power in which the information is carried by both the individual signal points and the subset to which the individual points belong, e.g. using coset coding, lattice coding, or related schemes in which the constellation is the n - fold Cartesian product of a single underlying two-dimensional constellation
- H04L27/3433—Modifications of the signal space to increase the efficiency of transmission, e.g. reduction of the bit error rate, bandwidth, or average power in which the information is carried by both the individual signal points and the subset to which the individual points belong, e.g. using coset coding, lattice coding, or related schemes in which the constellation is the n - fold Cartesian product of a single underlying two-dimensional constellation using an underlying square constellation
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)
Abstract
El método (C) para convertir una señal de datos (U), que comprende los procesos de - proporcionar un flujo de bits de entrada (IB) de bits de entrada (IBj), el flujo de bits de entrada (IB) que es representativo de la señal de datos (U) a ser convertida y - aplicar a secuencias de bits de entrada parciales disjuntas (IBk) consecutivas de un número de k bits de entrada (IBj) consecutivos que cubren dicho flujo de bits de entrada (IB), con k que es un número natural fijo, un proceso de emparejamiento de distribución (DM) con el fin de generar y emitir un flujo de bits de salida (OB) final o una preforma del mismo, en donde - el proceso de emparejamiento de distribución (DM) está formado por un proceso de conformación de cuadrante (QS) y se configura con el fin de mapear una secuencia de bits de entrada parcial (IBk) respectiva a un punto de constelación de una constelación de 24·m-QAM cuatridimensional, que transporta dos polarizaciones distintas para cada una de una componente en fase y una en cuadratura, con m que es un número natural fijo, y - k y m cumplen las relaciones 4·m >= k y k = J + I con I que es un número natural fijo y con J <= 4.
Description
DESCRIPCIÓN
Métodos de conversión o reconversión de una señal de datos y método y sistema para transmisión de datos y/o recepción de datos
Descripción
La presente invención se refiere a métodos para convertir o reconvertir una señal de datos y a un método y un sistema para transmisión de datos y/o recepción de datos.
En el campo de la conversión, transmisión y/o recepción de señales de datos sobre ciertos tipos de canales con el fin de comunicar secuencias de símbolos un cierto grado de consumo de potencia acompaña a los procesos subyacentes.
La publicación “rate adaptation and reach increase by a probabilistically shaped 64-QAM: An experimental demonstration” (Journal of ligthwave technology, volumen 34, número 7, páginas 1599 a 1609) propone un sistema de transmisión con una tasa de datos ajustable para transmisión óptica coherente de portadora única, que permite una transmisión de alta velocidad cerca del límite de Shannon.
El documento US 5.388.124 A describe un esquema de precodificación para transmitir datos usando constelaciones conformadas óptimamente sobre canales de interferencia de entre símbolos, en donde se presenta un esquema de precodificación para un blanqueamiento ruidoso en canales de ISI, donde el esquema permite cualquier tipo de conformación y está familiarizado con la codificación de Trellis.
Es un objeto subyacente a la presente invención presentar métodos de conversión y reconversión de señales de datos y métodos y sistemas para transmisión de datos y/o recepción de datos con una fiabilidad aumentada de los procesos subyacentes bajo un consumo de potencia reducido o al menos una eficiencia de potencia mejorada. El objeto subyacente a la presente invención es lograr por un método para convertir una señal de datos según la reivindicación independiente 1 o alternativamente por un método según la reivindicación independiente 7, por un método para transmisión de datos y/o recepción de datos según la reivindicación independiente 14 y por un sistema de transmisión y/o recepción de datos según la reivindicación independiente 15. Se definen realizaciones preferidas en las respectivas reivindicaciones dependientes.
Según un primer aspecto de la presente invención se proporciona un método para convertir una señal de datos que comprende los procesos
- de proporcionar un flujo de bits de entrada de bits de entrada, el flujo de bits de entrada que es representativo de la señal de datos subyacente a ser convertida y
- de aplicar a secuencias de bits de entrada parciales disjuntas consecutivas de un número de k bits de entrada consecutivos que cubren dicho flujo de bits de entrada, con k que es un número natural - no necesariamente -fijo, un proceso de emparejamiento de distribución con el fin de generar y emitir un flujo de bits de salida final o una preforma del mismo.
En implementaciones prácticas del método inventivo, el proceso de aplicar el emparejamiento de distribución a las secuencias de bits de entrada parciales disjuntas consecutivas no se basa en un único símbolo 4D sino en una pluralidad de símbolos 4D. Bajo tales circunstancias dichas secuencias de bits de entrada parciales disjuntas consecutivas están formadas por un número medio de k bits de entrada consecutivos que cubren dicho flujo de bits de entrada de manera que k sea en efecto un número fijo y no necesariamente natural. Esto se dilucida además en conexión con las secciones a continuación que describen la conformación de cuadrante y el lado de transmisor y el lado de receptor del mismo.
Según la presente invención el proceso de emparejamiento de distribución está formado por un proceso de conformación de constelación de cuadrante y se configura con el fin de mapear una respectiva secuencia de bits de entrada parcial a un punto de constelación de una constelación de 24m-QAM cuatridimensional - que en particular transporta dos polarizaciones distintas para cada una de una componente en fase y una en cuadratura - con m que es un número natural fijo. Además, según la presente invención, k y m cumplen las relaciones 4m > k y k = J I con I que es un número natural fijo y con J < 4, incorporando por ello cada secuencia de bits de entrada parcial respectiva dentro de la constelación de 24m-QAM cuatridimensional.
Por lo tanto, es un aspecto clave de la presente invención mapear tuplas de bits de entrada de longitud k como secuencias de bits de entrada parciales a puntos de constelación de una constelación de 24m-QAM que cumple que 4m > k y k = J I y realizando y embebiendo por ello la producción de manera inherente de una conformación de señal más eficiente en potencia haciendo cumplir una cierta distribución.
Según una realización preferida del método para convertir una señal de datos según la presente invención dicha constelación de 24m-QAM cuatridimensional se puede dar como o por una constelación de QAM cuatridimensional
etiquetada de código de Gray y en particular en base a una constelación de 2m-ASK (ASK: codificación por desplazamiento de amplitud).
Bajo tales circunstancias, cada punto de constelación etiquetado de código de Gray de dicha constelación de 24m-QAM cuatridimensional se puede definir o etiquetar por una tupla 4m B1B2 ... B4m de bits, en particular con las componentes Bi , Bm+1, B2m+i, B3m+i que denotan o eligen - como bits de signo - el cuadrante del punto de constelación y además con las componentes restantes B2, ..., Bm, Bm+2, ..., B2m, B2m+2, ..., B3m, B3m+2, ..., B4m que denotan o eligen - como bits de cuadrante - el punto de constelación en un cuadrante respectivo.
A partir de todo el conjunto de 24(m-1) puntos de constelación de un cuadrante cuatridimensional o de 4D se pueden elegir aquellos 21 puntos de constelación en cada cuadrante para dicho mapeado de dicho flujo de bits de entrada que tienen la menor potencia, en particular con el fin de lograr por ello una distribución similar a gaussiana de los puntos de constelación mapeados en cada dimensión o cuadrante.
El proceso de emparejamiento de distribución se puede seguir preferiblemente (i) en primer lugar mediante un proceso de codificado de corrección de errores sin canal de retorno y (ii) en segundo lugar mediante un proceso de modulación QAM, en particular en este orden.
A partir de dichos k bits de entrada consecutivos IBj se puede usar un número de I bits de entrada IBj con I < k con el fin de seleccionar puntos en un cuadrante y los J bits de entrada restantes de dichos k bits de entrada se usan para especificar al menos parcialmente dichos bits de signo de manera que se cumpla k = I J en este caso.
Los bits de signo mencionados usados para formar dichas componentes B1, Bm+1, B2m+1, B3m+1 para los puntos de constelación pueden originarse de al menos uno de (a) una fuente del flujo de bits de entrada, (b) de bits de paridad después de dicho proceso de codificación de corrección de errores sin canal de retorno o (c) de tanto el flujo de bits de entrada como los bits de paridad después del proceso de codificación de corrección de errores sin canal de retorno.
En caso del esquema (a) los bits de signo derivaron completamente de otros bits de datos o bits de entrada Bj, de este modo el sistema se opera de una manera no codificada teniendo una tasa de código c que cumple que c = 1. En caso del esquema (b) la tasa de código c cumple la relación c = (m-1)/m y en caso del esquema (c) la tasa de código c cumple la relación c = (m - 1 J/4)/m si se usa un número de J bits de entrada de los k bits de entrada transportados para especificar bits de señal.
En particular, se puede adoptar el siguiente esquema:
c = 1 ^ J = 4,
c = (m-1)/m ^ J = 0, y
1 > c > (m-1 )/m ^ 0 < J < 4.
Según un aspecto adicional o alternativo de la presente invención se presenta un método para reconvertir una señal de datos - en particular ya convertida. El método de reconversión comprende los procesos
- de proporcionar un flujo de bits de entrada de bits de entrada, el flujo de bits de entrada que es representativo -directa o indirectamente- de una señal de datos - en particular convertida - subyacente a ser reconvertida o un derivado de la misma y
- de aplicar a dicho flujo de bits de entrada o a un derivado de la misma un proceso de emparejamiento de distribución inversa con el fin de generar y emitir un flujo de bits de salida final.
Según esta vista adicional o alternativa de la presente invención, el proceso de emparejamiento de distribución inversa puede estar formado por un proceso de conformación de cuadrante inversa, en particular en base a un proceso de conformación de cuadrante subyacente de un emparejador de distribución, y configurado con el fin de remapear un punto de constelación respectivo de una constelación de 24m-QAM cuatridimensional - que en particular transporta dos polarizaciones distintas para cada una de una componente en fase y una en cuadratura - a un secuencia de bits de salida parcial de longitud k, con k = J I e I y m que son números naturales fijos y que cumplen las relaciones 4m > k, k = J I y J < 4.
Según la presente invención las secuencias de bits de salida parciales consecutivas están disjuntas y por ello forman y emiten la señal (re)convertida.
La constelación de 24m-QAM cuatridimensional se puede dar preferiblemente como o por una constelación de QAM cuatridimensional etiquetada de código de Gray y en particular en base a una constelación de 2m-ASK.
Cada punto de constelación etiquetado de código de Gray de dicha constelación de 24m-QAM cuatridimensional se puede definir o etiquetar mediante una tupla 4 m B1B2 ... B4m de bits y en particular (i’) con las componentes B1, Bm+1, B2m+1, B3m+1 que denotan o eligen - como bits de señal - el cuadrante del punto de constelación y además (ii’)
con las componentes restantes B2, Bm, Bm+2, ..., B2m, B2m+2, B3m, B3m+2, ..., B4m que denotan o eligen - como bits de cuadrante - el respectivo punto de constelación en un cuadrante.
Con el fin de lograr una mejor eficiencia de potencia, de todo el conjunto de 24(m-1) puntos de constelación de un cuadrante cuatridimensional se pueden elegir aquellos 21 puntos de constelación en cada cuadrante para dicho mapeado de dicho flujo de bits de entrada que tienen la menor potencia, en particular con el fin de lograr por ello una distribución similar a gaussiana de los puntos de constelación mapeados en cada cuadrante.
El proceso de emparejamiento de distribución inversa puede seguir a (a’) un proceso de demodulación de QAM y (b’) un proceso de decodificación de corrección de errores sin canal de retorno, en particular en este orden.
A continuación, se tratan aspectos adicionales de la presente invención haciendo referencia tanto al método de conversión, así como al método de reconversión de una señal de datos.
Los procesos de emparejamiento de distribución y dichos procesos de emparejamiento de distribución inversa, dicho proceso de conformación de cuadrante y dicho proceso de conformación de cuadrante inversa, dichos procesos de modulación y demodulación QAM y dichos procesos de codificación y decodificación de corrección de errores sin canal de retorno se pueden configurar preferiblemente para ser invertibles o inversos, respectivamente, unos con respecto a otros.
El proceso de proporcionar el flujo de símbolos de entrada puede comprender al menos uno de retirar el flujo de símbolos de entrada de un medio de almacenamiento o de un proceso de generación de símbolos, recibir, demodular y/o decodificar una señal que es representativa o que transporta el flujo de símbolos de entrada.
Dichos procesos de emparejamiento de distribución, dichos procesos de emparejamiento de distribución inversa, dicho proceso de conformación de cuadrante, dicho proceso de conformación de cuadrante inversa, dicho proceso de modulación QAM y/o dichos procesos de demodulación QAM pueden entre al menos uno de basados o elegidos - según una distribución predefinida a ser lograda para una salida y en particular en base a una distribución gaussiana y
- con el fin de lograr un planteamiento de la distribución empírica del flujo de bits de salida final a la distribución subyacente respectiva indexando por consiguiente las secuencias de salida respectivas de todo un conjunto respectivo de candidatos.
La presente invención se puede aplicar también en conexión con símbolos más generales distintos de los bits que forman las señales respectivas a ser convertidas o reconvertidas. También, cualquier señal intermedia se puede representar por símbolos generales, según una realización preferida de los métodos para convertir o reconvertir una señal de datos que sigue el concepto de la presente invención. En este sentido, los flujos de símbolos de entrada y salida más generales pueden ser las entidades subyacentes que transportan las señales a ser convertidas o reconvertidas.
No obstante, en algunas aplicaciones prácticas - por ejemplo, en el contexto de sistemas de comunicación de fibra óptica - el método inventivo puede seguir enfocándose en símbolos con forma de dígitos binarios, es decir, bits. De este modo y según la presente invención y en ciertas realizaciones de la misma se puede centrar en los términos de flujo de símbolos de entrada, secuencia de símbolos de entrada parcial, proceso de mapeado de símbolos, proceso de emparejamiento de distribución de símbolos, flujo de símbolos de salida final y similares, sustituyendo por ello bits por símbolos más generales y de este modo sustituyendo también los términos técnicos especializados de flujo de bits de entrada, secuencia de bits de entrada parcial, proceso de emparejamiento de distribución de bits, flujo de bits de salida final y similares, respectivamente.
Cada etapa e incluso etapas intermedias de los procesos según la presente invención puede referirse a símbolos más generales en lugar de a bits y combinaciones de bits como símbolos.
Según otro aspecto de la presente invención se proporciona un método para transmisión de datos y/o recepción de datos.
El método inventivo comprende al menos una de una sección de transmisión de datos y una sección de recepción de datos. La sección de transmisión de datos y/o la sección de recepción de datos pueden implicar al menos uno de los métodos inventivos para convertir una señal de datos o para reconvertir una señal de datos como se ha descrito anteriormente.
En una realización preferida del método inventivo para transmisión de datos y/o recepción de datos, el proceso de emparejamiento de distribución implicado y los procesos de emparejamiento de distribución inversa pueden ser invertibles o inversos unos con respecto a otros.
Se sugiere también un sistema de transmisión de datos y/o recepción de datos por la presente invención. El sistema inventivo comprende una unidad de procesamiento configurada para realizar cualquiera de los métodos según la presente invención y comprende los medios respectivos para llevar a cabo tales métodos.
En caso de una combinación de un proceso/unidad de transmisión y un proceso/unidad de recepción, estos procesos o unidades se pueden configurar para intercambiar y/o negociar datos con el fin de definir y fijar la forma concreta de las propiedades de conformación de cuadrante, de FEC y de MOD.
Además, los métodos inventivos como se han descrito anteriormente se pueden realizar por un código aceptable y ejecutable por un ordenador o un medio de procesamiento de señal digital.
También dentro del alcance de la presente invención, se proporciona un producto de programa informático, que comprende un código informático adaptado para permitir que un ordenador y/o un medio de procesamiento de señal digital ejecute cualquiera de los métodos según la presente invención cuando el código se ejecuta en el ordenador y/o el medio de procesamiento de señal digital, respectivamente.
Estos y otros aspectos, detalles, ventajas y características de la presente invención se describirán en base a realizaciones de la invención y haciendo referencia a las figuras que se acompañan.
La figura 1 es un diagrama de bloques para dilucidar una realización de un sistema de transmisión de datos y/o recepción de datos según la presente invención y la incorporación de los métodos para convertir/reconvertir una señal de datos incorporada en el mismo.
La figura 2 y 3 son diagramas de bloques que dilucidan con más detalle aspectos generales de los métodos para convertir y reconvertir una señal de datos según la presente invención.
La figura 4 es un diagrama de bloques para dilucidar una realización preferida de un sistema de transmisión de datos y/o recepción de datos según la presente invención y la incorporación de los métodos para convertir/reconvertir una señal de datos incorporada en el mismo.
Las figuras 5 a 10 ejemplifican aspectos de realizaciones concretas del método para convertir una señal de datos según la presente invención.
A continuación, se presentan con detalle realizaciones y los antecedentes técnicos de la presente invención haciendo referencia a las figuras 1 a 10 que se acompañan. Los elementos idénticos o equivalentes y elementos que actúan idéntica o equivalentemente se denotan con los mismos signos de referencia. No se repite en cada caso de aparición una descripción detallada de los elementos y componentes.
Las características representadas y descritas y propiedades adicionales de las realizaciones de la invención se pueden aislar arbitrariamente y recombinar sin abandonar la esencia de la presente invención.
Antes de entrar en detalle con respecto a los aspectos de los métodos para convertir/reconvertir una señal de datos y los métodos para la transmisión/recepción de datos se hace referencia a la figura 1 y su vista general de sistemas y métodos para conversión/reconversión de datos y/o transmisión/recepción de datos.
Por lo tanto, la figura 1 es un diagrama de bloques para dilucidar realizaciones de un sistema de transmisión de datos y/o recepción de datos según la presente invención y la incorporación de los métodos para convertir/reconvertir una señal de datos incorporada en el mismo.
El esquema según la figura 1 sigue en general el concepto de codificación y modulación en comunicación digital propuesto en 1974 por Massey.
El esquema de la figura 1 describe un sistema T - siendo él una estructura de hardware, una configuración de un método o de unidades de procesamiento o una combinación de las mismas - que comprende (i) una unidad de fuente de información T1 configurada para proporcionar una señal U a ser convertida y transmitida, (ii) una unidad de codificación T2 configurada para recibir y codificar la señal U y para emitir una señal codificada X, (iii) una unidad de modulador T3 configurada para recibir y modular la señal codificada X y para emitir una señal modulada s(t) para la transmisión a través de (iv) una unidad de canal de forma de onda de transmisión/recepción T4, (v) una unidad de demodulador T5 configurada para recibir la señal modulada s(t) en una forma r(t) posiblemente distorsionada por la unidad de canal de transmisión T4 y para demodular dicha señal con el fin de emitir una señal demodulada Y, (vi) una unidad de decodificador T6 configurada para recibir y decodificar la señal demodulada Y y para emitir la señal decodificada V y (vii) una unidad de colector de información T7 configurada para recibir la señal decodificada V. Según la presente invención, la fuente de información T1 y el colector de información T7 pueden ser cualquier tipo de fuente o colector de información o señal, respectivamente. Se puede usar cualquier tipo de medio de almacenamiento. Alternativamente, se puede implicar cualquier otro canal de transmisión/recepción arbitrario.
Como ya se ha mencionado anteriormente, según la presente invención se proporcionan un método C para convertir una señal de datos U y alternativa o adicionalmente un método RC para reconvertir una señal de datos Y. Estos
métodos C y RC según la presente invención pueden abarcar o ser parte de la unidad de codificación de información T2 y la unidad de decodificación T6, respectivamente. Adicional o alternativamente, se pueden realizar también partes de la unidad de fuente de información T1 y/o de la unidad de modulador T3 por una parte y de la unidad de demodulador T5 y/o de la unidad de colector de información T7 por otra parte.
Las figuras 2 y 3 dilucidan por medio de un diagrama de bloques con más detalle los aspectos generales del método C para convertir una señal de datos U y de un método RC para reconvertir una señal de datos Y según la presente invención.
La señal de datos U obtenida de una unidad de fuente de información T1 en el caso mostrado en las figuras 1 a 4 está representada por o es idéntica a un flujo de símbolos de entrada IB que no es necesariamente, pero puede ser un flujo de dígitos de entrada binarios o bits de entrada IBj. El flujo de símbolos de entrada IB puede tener una longitud finita o se puede representar como un flujo continuo de símbolos.
En general, las figuras 1 a 3 describen todo el sistema de transmisión/recepción T.
La figura 2 dilucida además por medio de un diagrama de bloques esquemático una realización preferida de un proceso o unidad de codificación T2 que realiza un aspecto de la presente invención y por ello la conversión de señal C del lado de transmisión o transmisor.
Un flujo de bits o de símbolos de entrada IB que es representativo de una señal o una señal de datos U a ser convertida y que comprende un flujo de símbolos de entrada o bits de entrada IBj se proporciona al proceso o unidad de codificación T2. El proceso o unidad de codificación T2 se configura para procesar los símbolos o bits de entrada IBj con el fin de generar y emitir un flujo de símbolos de salida OB que es representativo de la señal convertida X de las figuras 1 y 2 y que comprende un flujo de símbolos de salida o bits de salida OBj.
En la realización mostrada en la figura 2 el proceso o unidad de codificación T2 se forma por un primer proceso o unidad de emparejamiento de distribución DM anterior definido por un proceso de conformación de constelación de cuadrante QS configurado para generar a partir de dichos símbolos o bits de entrada IBj una secuencia de bits o símbolos suministrada a un proceso o unidad de corrección de errores sin canal de retorno FEC seguido de un proceso o unidad de modulación QAM MOD.
El proceso o unidad de modulación QAM MOD da secuencias de símbolos o bits cuatridimensionales en forma de tiempo discreto que se suministran a y transmiten, por ejemplo, por un sistema de transmisión óptica OT que puede estar formado según la figura 1 por una unidad de modulador T3, una unidad de canal de transmisión/recepción T4 y una unidad de demodulador T5, en donde la unidad de modulador T3 y la unidad de demodulador T5 son capaces de conversión/modulación digital/analógico y analógico/digital, respectivamente.
La figura 3 dilucida además por medio de un diagrama de bloques esquemático una realización preferida de un proceso o unidad de decodificación T6 que realiza un aspecto de la presente invención y por ello la (re)conversión de señal RC del lado de recepción o receptor.
Como ya se ha indicado anteriormente, la señal Y a ser convertida y formada por símbolos o bits de entrada IBj’ se alimenta a un demodulador DEMOD que opera de manera cuatridimensional seguido de un decodificador de corrección de errores sin canal de retorno FEC DEC. La secuencia de símbolos o bits resultante se alimenta entonces a un emparejador de distribución inversa DM-1 formado por un proceso o unidad de conformación de cuadrante inversa QS-1.
Mediante la concatenación de los procesos DEMOD, FEC DEC y DM-1 o QS-1 la señal de entrada Y a ser (re)convertida y dada por los símbolos/bits de entrada IBj’ del flujo de símbolos/bits de entrada IB’ se transforma en una señal de salida reconvertida V dada por los símbolos/bits de salida OBj’ del flujo de símbolos/bits de salida OB’. Las figuras 4 a 10 describen detalles adicionales de las realizaciones de la presente invención.
En particular, la figura 4 dilucida por medio de un diagrama de bloques esquemático aspectos de la unidad de codificación T2 ya introducidos en la figura 1.
La unidad de codificación T2 forma una gran parte de la sección, proceso o unidad de conversión de señal C. A partir de la señal o fuente de datos T1 mostrada en la figura 1 los símbolos o bits de entrada IBj del flujo de símbolos o bits de entrada IB representativo de la señal U a ser convertida se alimentan a un proceso de emparejamiento de distribución DM formado por un proceso o unidad de conformación de cuadrante QS, en donde se mapean selectivamente secuencias de bits de entrada parciales IBk de longitud k sobre un subconjunto de puntos de constelación 24m-QAM cuatridimensional de un cuadrante teniendo en cuenta una relación de energía o potencia. Los puntos de constelación resultantes de dicha constelación QAM se alimentan a un mapeador de bits BM formado por un proceso de corrección de errores sin canal de retorno FEC y un modulador MOD.
Las secuencias de símbolos o bits cuatridimensionales resultantes se alimentan a un sistema de transmisión óptica OT que se puede formar por la unidad de modulador T3, la unidad de canal de transmisión/recepción T4 y la unidad de demodulador T5 como se muestra en la figura 1.
En el lado de receptor la señal de recepción Y que transporta los símbolos/bits de entrada IBj’ se alimenta a un demodulador en modo bits cuatridimensional DEMOD y un decodificador de corrección de errores sin canal de retorno FEC DEC consecutivo.
Las secuencias de símbolos o bits resultantes emitidas por el decodificador de corrección de errores sin canal de retorno FEC DEC afectan a un proceso o unidad de emparejamiento de distribución inversa DM-1 formado por un proceso o unidad de conformación de cuadrante inversa QS-1 y configurado para generar y emitir la señal reconvertida V como un flujo de símbolos o bits de salida OBj’.
Mediante la concatenación de los procesos DM o QS-1, FEC ENC y MOD la señal de entrada U a ser convertida y dada por los símbolos/bits de entrada IBj del flujo de símbolos/bits de entrada IB se transforma en una señal de salida convertida X dada por los símbolos/bits de salida OBj del flujo de símbolos/bits de salida OB.
A continuación, se dilucidarán aún más estos y otros aspectos, características y/o propiedades de la presente invención.
La invención presentada se refiere en general a sistemas de comunicación y, más en particular, a la transmisión espectralmente eficiente. La invención presentada en particular se refiere a métodos y sistemas de comunicación y a técnicas para generar secuencias de símbolos - por ejemplo, de las que se han de transmitir señales constituyentes - con distribuciones deseadas. Con las medidas sugeridas, es posible realizar transmisión/recepción de datos con un mayor grado de eficiencia con requisitos de potencia reducida.
Con el fin de lograr una comunicación de consumo eficiente - por ejemplo, a través de canales ruidosos - los símbolos a ser transmitidos dentro de una señal se diseñan para seguir cierta distribución. Con el fin de lograr esto, se necesita mapear bits de datos o símbolos de datos más generales a una secuencia de símbolos con una distribución deseada. El mapeado debe ser invertible, de modo que los símbolos o bits de datos originales se puedan recuperar de la secuencia de símbolos, por ejemplo, después de la transmisión y recepción en un lado de recepción.
Los dispositivos configurados para realizar tal mapeado de símbolos o bits originales a una distribución deseada de símbolos o bits se llaman emparejadores de distribución.
Con el fin de lograr una comunicación espectralmente eficiente sobre canales ruidosos, las técnicas de conformación de constelación imponen cierta distribución en los símbolos transmitidos. La conformación de constelaciones ha recibido recientemente mucho interés en la industria, especialmente para comunicaciones de fibra óptica.
La presente invención proporciona una nueva técnica de conformación de constelación, que es altamente paralelizable y por lo tanto adecuada para implementaciones de alta capacidad de procesamiento en chips.
Los sistemas de comunicaciones de fibra óptica coherentes se configuran con el fin de modular las componentes en fase o en cuadratura de dos polarizaciones, correspondiendo de este modo a un espacio de señal cuatridimensional, al que también se hace referencia como espacio de señal 4D. Cada punto de señal tiene cuatro componentes de valor real, es decir, sus componentes en fase y sus componentes en cuadratura, ambas en dos polarizaciones. En principio, la conformación de constelación cuatridimensional o 4D - a la que también se hace referencia como 4D-CS - puede lograr una eficiencia espectral más alta - a la que también se hace referencia como SE - que la modulación de amplitud en cuadratura o QAM convencional.
Además, el ruido de interferencia no lineal o NLIN de sistemas de comunicaciones multiplexadas por división de longitud de onda o WDM puede depender del formato de modulación, lo que hace de la 4D-CS una técnica prometedora para mitigar el NLIN.
En un proceso o unidad de transmisión/recepción T práctico, al que también se hace referencia como transceptor, la 4D-CS se combina preferiblemente con una corrección de errores sin canal de retorno, a la que también se hace referencia como FEC. En el lado de receptor, es deseable por razones de complejidad una decodificación métrica de bits - a la que también se hace referencia como BMD - es decir, una combinación de desmapeador en modo bits con un decodificador binario.
Se ha argumentado que la 4D-CS requiere una decodificación multietapa más compleja y se ha concluido que la QAM convencional es superior a la 4D-CS cuando se usa un desmapeado en modo bits.
Según la presente invención se propone un nuevo esquema de modulación como emparejador de distribución que se llama conformación de cuadrante cuatridimensional y al que también se hace referencia como 4D-QS. Este esquema de modulación mejora los esquemas de QAM convencionales en varios aspectos:
(i) la 4D-QS tiene una eficiencia espectral más alta y, de manera equivalente, es más eficiente en potencia.
(ii) la 4D-QS tiene una relación de potencia pico a media más baja, a la que también se hace referencia como PAPR.
(iii) la 4D-QS puede tener una sobrecarga de corrección de errores sin canal de retorno FEC más baja.
En la Tabla 1 de la figura 9, se muestran las mejoras de un sistema con una eficiencia espectral (SE) de 6,6 bits/s/Hz. En este ejemplo, la 4D-QS es 0,25 dB más eficiente en potencia, reduce la PARP de 3,68 dB a 1,25 dB y reduce la sobrecarga de FEC del 82% al 25%.
La 4D-QS como emparejador de distribución según la presente invención logra estas mejoras en particular modificando un esquema de QAM convencional de la siguiente manera:
(1) En el lado de transmisor o transmisión, se realiza una conformación de cuadrante o QS antes que la codificación de FEC. El proceso o dispositivo de QS se puede implementar usando una pequeña tabla de búsqueda como se describe a continuación.
(2) En el lado de receptor o recepción, se realiza el desmapeado en modo bits cuatridimensional antes que la descodificación de FEC. El desmapeado es de baja complejidad y altamente paralelizable como se explica a continuación.
Conformación de cuadrante
Un aspecto clave subyacente a la presente invención es la formación de un emparejador de distribución como mecanismo de conformación de cuadrante QS, una realización de la misma que se explica a continuación:
- Consideremos una constelación de QAM cuatridimensional o 4D etiquetada de Gray con 24m puntos de señal en total. Se puede construir tomando el producto cartesiano de cuatro constelaciones de codificación por desplazamiento de amplitud o ASK etiquetadas de Gray.
Una constelación de 8-ASK etiquetada de Gray - es decir, con m = 3 y de este modo 23 = 8 - se muestra en la figura 5.
- Por el etiquetado de Gray, cada punto de señal se etiqueta por 4m niveles de bits
Los niveles de bits
Bl, Bmtl, B2m*1. B3m.i (1) se definen con el fin de elegir o seleccionar el cuadrante de un punto de señal respectivo y se llaman bits de signo.
- En cada cuadrante, se puede definir y colocar un número de 24m-4 = 24(m-1) puntos de señal diferentes, que se eligen por los denominados bits de cuadrante
B 2 BmBm*2... B2mB2m+2 B3mB3m+2... Bjm (2) que son los bits restantes de los niveles de bits mostrados en (0).
A partir de los 24(m-1) puntos de señal posibles en un cuadrante, según la presente invención se seleccionan los 21 puntos de señal de potencia más pequeña para representar un flujo de bits de entrada B que es representativo de la señal U a ser convertida. Por ejemplo, la potencia se puede representar por una distancia o métrica euclidiana del origen en el espacio de señal o espacio de constelación cuatridimensional.
El formato de modulación resultante se denota mediante (4m; I+4)-QS.
- Según la presente invención, el esquema de 4D-QS ahora mapea I bits de datos del flujo de bits de entrada B que representa la señal U a ser convertida a bits de cuadrante 4m-4 según (2).
Este mapeado se ejemplifica en la tabla 2 mostrada en la figura 8, es decir, para un caso con m = 3 y I = 5 y de este modo un esquema de (12, 9)-QS.
- Dado que, en cada cuadrante, se seleccionan los puntos de señal de potencia más pequeña o distancia euclidiana más pequeña desde el origen, los puntos de señal de la 4D-QS se encuentran dentro de una esfera cuatridimensional. Como resultado, los puntos de señal tienen una distribución similar a gaussiana en cada
dimensión real, en cada una de las componentes en fase y en cuadratura de ambas polarizaciones, como se muestra en la figura 6.
Lado de transmisor
En el lado de transmisor, el esquema de 4D-QS usa un proceso de QS antes que un proceso de codificación de FEC. Se muestra un diagrama de sistema en la figura 4. Se ejemplifican las transformaciones en el transmisor para (12, 9)-QS con una tasa de FEC de c = 4/5. La división de los 12 niveles de bit se muestra en la figura 9.
1. El dispositivo o proceso de QS llena el nivel de bits B1, que corresponde a bits de signo completamente con bits de datos de la fuente T1 de la figura 1.
2. El dispositivo o proceso de QS llena el nivel de bits B2, que corresponde también a bits de signo a una fracción de 0,6 con bits de datos de la fuente T1.
3. El dispositivo o proceso de QS mapea 5 bits de datos a los 8 bits de cuadrante, por ejemplo, según la tabla 2 mostrada en la figura 8.
4. El dispositivo o proceso de QS emite 1 0,6 8 = 9,6 bits por símbolo 4D y la tasa de QS se da por
d = (1 0,6 5 )/9 ,6 = 0,6875 . (3) Los parámetros introducidos antes se dan por lo tanto como k = I J = 6,6, en donde se cumple que I = 5 y J = 1,6.
5. Los 2,4 bits restantes por símbolo 4D de los 12 niveles de bits se llenan con bits de comprobación calculados por un codificador de FEC de tasa c = 4/5 sistemático. Los bits de comprobación se usan para los niveles de bits de signo B7, B10 y la fracción de 0,4 restante del nivel de bits de signo B2.
6. En general, se transmiten 1 0,6 5 = 6,6 bits de datos por símbolo 4D.
7. El proceso de QS concatenado con el codificador de FEC tiene una tasa de
d e = 0,55 = 98 / 178 . (4) Un sistema de QAM de última generación usaría un código de FEC de tasa 98/178 con el fin de lograr una SE de 98 / 178 ■ 12 = 6,6 bits por símbolo 4D. En la tabla 1 mostrada en la figura 9 y en la figura 10 se enumeran las ganancias de rendimiento de la (12, 9)-QS con tasa de FEC de c = 4/5 sobre a una QAM de última generación con tasa de FEC de c = 98 / 178.
En la figura 10, las trazas 10-1 a 10-4 demuestran situaciones diferentes obtenidas por la presente invención y según esquemas de la técnica anterior, en particular con los siguientes parámetros
T raza 10-1: 4D-QS, DVB-S24/5, BER - según la presente invención.
Traza 10-2: 4D-QS, DVB-S24/5, FER - según la presente invención.
Traza 10-3: QAM, DVB-S2X 98/178, BER - como se conoce en la técnica.
Traza 10-4: QAM, DVB-S2X 98/178, FER - como se conoce en la técnica.
Lado de receptor
Para cada punto de señal 4D transmitido, el desmapeador en modo bits usa la salida de canal 4D recibida y posiblemente ruidosa y para calcular para cada nivel de bits Bi con i = 1, 2, ..., 4m una información software en modo bits
para i = 1,2, ..., 12, que se pasa entonces a un decodificador de FEC binario.
Los términos se calculan de la siguiente manera:
- Distribución de nivel de bits: Los valores del vector de nivel de bits B = B1, ..., B4m se distribuyen uniformemente en su soporte, es decir
en donde el soporte sup(PB) de Pb se define por la siguiente relación (7):
sup(P* ):= {& e ¡0,1 }4m : PB(b) > O j. (7) Recuerde que, para la QS, el soporte consiste en los 2I+4 puntos de señal de menos potencia.
En otras palabras: PB(b) = 2-1-4, si el punto de constelación en cuestión que tiene una etiqueta b se elige por el proceso de DM, es decir, si este punto de constelación está dentro de la tabla de búsqueda subyacente como, por ejemplo, se muestra en la figura 8.
- Las distribuciones marginales se dan por la siguiente relación (8):
Para la (12, 9)-QS, las distribuciones marginales se ejemplifican en la tabla 3 mostrada en la figura 9.
- Las distribuciones condicionales se dan por la siguiente relación (9):
en donde B y b tienen varias componentes y por lo tanto puede ser referidas como entidades de vector y py|b es la densidad de canal cuatridimensional condicional, por ejemplo, una densidad gaussiana multivariada en caso de un canal de ruido blanco gaussiano aditivo o AWGN.
Lista de signos de referencia
C sección/proceso/unidad/sistema de conversión de señal
DEMOD demodulador de QAM
DM proceso/unidad de emparejamiento de distribución
DM-1 proceso/unidad de emparejamiento de distribución inversa/invertida
FEC DEC decodificador de corrección de errores sin canal de retorno
FEC ENC codificador de corrección de errores sin canal de retorno
IB flujo de símbolos/bits de entrada
IB' flujo de símbolos/bits de entrada
IBj símbolo/bit de entrada, j = 1,2, ...
IBj' símbolo/bit de entrada, j = 1,2, ...
IBk secuencia de símbolos/bits de entrada parcial de longitud k
K longitud de entrada de QS con k = I J
I número de bits de índice usados para abordar los puntos dentro de un cuadrante
J número adicional (fraccional) de bits usados para la parte de información
MOD Modulador de QAM
OB flujo de símbolos/bits de salida
OB' flujo de símbolos/bits de salida
OBj símbolo/bit de salida, j = 1,2, ...
OBj' símbolo/bit de salida, j = 1,2, ...
OBk secuencia de símbolos/bits de salida parcial de longitud k OT sistema/método de transmisión óptica
QS proceso/unidad de conformación de cuadrante
OS'1 proceso/unidad de conformación de cuadrante inversa r(t) señal enviada, después del canal T4 y antes del demodulador T5 RC sección/proceso/unidad/sistema de reconversión de señal s(t) señal a ser enviada, después del modulador T3 y antes del canal T4 T método/sistema de transmisión/recepción
T1 unidad de fuente de información
T2 unidad de codificación
T3 unidad de modulador
T4 unidad de canal (de forma de onda) de transmisión/recepción T5 unidad de demodulador
T6 unidad de decodificador
T7 unidad de colector de información
U señal de fuente T1, antes del codificador T2
V señal al colector T7, después del decodificador T6
X señal, después del codificador T2 y antes del modulador T3 Y señal, después del demodulador T5 y antes del decodificador T6
Claims (15)
1. El método (C) para convertir una señal de datos (U),
que comprende los procesos de
- proporcionar un flujo de bits de entrada (IB) de bits de entrada (IBj), el flujo de bits de entrada (IB) que es representativo de la señal de datos (U) a ser convertida y
- aplicar a secuencias de bits de entrada parciales disjuntas (IBk) consecutivas de un número de k bits de entrada (IBj) consecutivos que cubren dicho flujo de bits de entrada (IB), con k que es un número natural fijo, un proceso de emparejamiento de distribución (DM) con el fin de generar y emitir un flujo de bits de salida (OB) final o una preforma del mismo,
en donde
- el proceso de emparejamiento de distribución (DM) está formado por un proceso de conformación de cuadrante (QS) y se configura con el fin de mapear una secuencia de bits de entrada parcial (IBk) respectiva a un punto de constelación de una constelación de 24m-QAM cuatridimensional, que transporta dos polarizaciones distintas para cada una de una componente en fase y una en cuadratura, con m que es un número natural fijo, y
- k y m cumplen las relaciones 4m > k y k = J I con I que es un número natural fijo y con J < 4.
2. El método (C) según la reivindicación 1,
en donde dicha constelación de 24m-QAM cuatridimensional se da como o por una constelación QAM cuatridimensional etiquetada de código de Gray y en particular en base a una constelación de 2m-ASK.
3. El método (C) según la reivindicación 2,
en donde, cada punto de constelación etiquetada de código de Gray de dicha constelación de 24m-QAM cuatridimensional se define o etiqueta por una tupla 4 m B1B2... B4m de bits, en particular
- con las componentes B1, Bm+1, B2m+1, B3m+1 que denotan o eligen como bits de signo el cuadrante del punto de constelación y
- con las componentes restantes B2, ..., Bm, Bm+2, ..., B2m, B2m+2, ..., B3m, B3m+2, ..., B4m que denotan o eligen el respectivo punto de constelación en un cuadrante.
4. El método (C) según la reivindicación 3, en donde
- de dichos k bits de entrada (IBj) consecutivos se usa un número de I bits de entrada (IBj) con I < k con el fin de seleccionar puntos en un cuadrante y el número restante de J bits de entrada (Bj) se usa para especificar al menos parcialmente dichos bits de signo, en particular con k = I J, y/o
- dichos bits de signo usados para formar dichas componentes B1, Bm+1, B2m+1, B3m+1 para los puntos de constelación originan de al menos uno de
- una fuente (T1) del flujo de bits de entrada (IB) y
- bits de paridad después de un proceso de codificación de corrección de errores sin canal de retorno (FEC ENC).
5. El método (C) según la reivindicación 3 o 4,
en donde de todo el conjunto de 24(m-1) puntos de constelación de un cuadrante se eligen aquellos 2I puntos de constelación en cada cuadrante para dicho mapeado de dicho flujo de bits de entrada (IB) que tienen la potencia más pequeña, en particular con el fin de lograr por ello una distribución similar a gaussiana de los puntos de constelación mapeados en cada dimensión.
6. El método (C) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores,
en donde el proceso de emparejamiento de distribución (DM) se sigue
- en primer lugar, por un proceso de codificación de corrección de errores sin canal de retorno (FEC ENC) y - en segundo lugar, por un proceso de modulación QAM (MOD).
7. El método (RC) para reconvertir una señal de datos convertida (Y), que comprende los procesos de
- proporcionar un flujo de bits de entrada (IB’) de bits de entrada (IBj’), el flujo de bits de entrada (IB’) que es representativo - directa o indirectamente - de una señal de datos convertida (Y) subyacente a ser reconvertida o un derivado de la misma y
- aplicar a dicho flujo de bits de entrada (IB’) o al derivado del mismo un proceso de emparejamiento de distribución inversa (DM-1) con el fin de generar y emitir un flujo de bits de salida final (OB’),
en donde
- el proceso de emparejamiento de distribución inversa (DM-1) está formado por un proceso de conformación de cuadrante inversa (QS-1) y se configura con el fin de mapear un punto de constelación respectivo de una constelación de 24m-QAM cuatridimensional, que transporta dos polarizaciones distintas para cada una de una componente en fase y una en cuadratura, a una secuencia de bits de salida parcial (OBk’) de una longitud de k bits de salida (OBj’),
- m es un número natural fijo que cumple la relación 4m > k, y
- las secuencias de bits de salida parciales (OBk’) consecutivas son disjuntas y forman y emiten la señal (re)convertida (V).
8. El método (RC) según la reivindicación 7,
en donde dicha constelación de 24m-QAM cuatridimensional se da como o por una constelación de QAM cuatridimensional etiquetada de código de Gray y en particular en base a una constelación de 2m-ASK.
9. El método (RC) según la reivindicación 8,
en donde, cada punto de constelación etiquetada de código de Gray de dicha constelación de 24m-QAM cuatridimensional se define o etiqueta por una tupla 4 m B1B2... B4m de bits, en particular
- con las componentes B1, Bm+1, B2m+1, B3m+1 que denotan o eligen como bits de signo el cuadrante del punto de constelación y
- con las componentes restantes B2, ..., Bm, Bm+2, ..., B2m, B2m+2, ..., B3m, B3m+2, ..., B4m que denotan o eligen el punto de constelación respectivo en un cuadrante.
10. El método (RC) según la reivindicación 9,
en donde de todo el conjunto de 24(m-1) puntos de constelación de un cuadrante se eligen aquellos 2I puntos de constelación en cada cuadrante para dicho mapeado de dicho flujo de bits de entrada (IB) que tienen la potencia más pequeña, en particular con el fin de lograr por ello una distribución similar a gaussiana de los puntos de constelación mapeados en cada dimensión.
11. El método (RC) según cualquiera de las reivindicaciones 7 a 10 anteriores,
en donde el proceso de emparejamiento de distribución inversa (DM-1) va después de
- un proceso de demodulación de QAM (DEMOD) y
- un proceso de decodificación de corrección de errores sin canal de retorno (FEC DEC).
12. El método (C, RC) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores,
en donde el proceso de proporcionar el flujo de bits de entrada (IB, IB’) comprende al menos uno de
- retirar el flujo de bits de entrada (IB, IB’) de un medio de almacenamiento o de un proceso de generación de símbolos y
- recibir, demodular y/o decodificar una señal que es representativa o que trasporta el flujo de bits de entrada (IB, IB’).
13. El método (C, RC) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores,
en donde al menos uno de dichos procesos de emparejamiento de distribución (DM), dichos procesos de emparejamiento de distribución inversa (DM-1), dicho proceso de conformación de cuadrante (QS), dicho proceso de conformación de cuadrante inversa (QS-1), dicho proceso de modulación QAM (MOD) y dichos procesos de demodulación QAM (DEMOD) es al menos uno de basado en y elegido
(a) según una distribución predefinida a ser lograda para una salida y en particular en base a una distribución gaussiana y
(b) con el fin de lograr una aproximación de la distribución empírica del flujo de bits de salida final (OB, OB’) a la distribución subyacente respectiva indexando por consiguiente las secuencias de salida respectivas de entre todo un conjunto de candidatos respectivo.
14. El método (T) para transmisión de datos y recepción de datos,
- en donde una sección de transmisión de datos comprende un método según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6 y la reivindicación 12 y 13 referidas de vuelta a cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6 y/o
- en donde una sección de recepción de datos comprende un método según cualquiera de las reivindicaciones 7 a 11 y la reivindicación 12 y 13 referidas de vuelta a cualquiera de las reivindicaciones 7 a 11,
- en donde el proceso de emparejamiento de distribución (DM) y el proceso de emparejamiento de distribución inversa (DM-1) son inversos entre sí.
15. El sistema de transmisión de datos y recepción de datos (T),
que comprende una unidad de procesamiento configurada para realizar un método según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP16206103 | 2016-12-22 | ||
| PCT/EP2017/082126 WO2018114410A1 (en) | 2016-12-22 | 2017-12-11 | Methods of converting or reconverting a data signal and method and system for data transmission and/or data reception |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2893161T3 true ES2893161T3 (es) | 2022-02-08 |
Family
ID=57681374
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES17811586T Active ES2893161T3 (es) | 2016-12-22 | 2017-12-11 | Métodos de conversión o reconversión de una señal de datos y método y sistema para transmisión de datos y/o recepción de datos |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US10826619B2 (es) |
| EP (1) | EP3560157B1 (es) |
| CN (1) | CN110169027B (es) |
| ES (1) | ES2893161T3 (es) |
| WO (1) | WO2018114410A1 (es) |
Families Citing this family (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ES2961365T3 (es) | 2017-01-18 | 2024-03-11 | Univ Muenchen Tech | Métodos para convertir o reconvertir una señal de datos y método y sistema para la transmisión y/o recepción de datos |
| CN111371530B (zh) | 2018-12-26 | 2022-03-25 | 海思光电子有限公司 | 一种正交振幅调制qam信号调制和解调方法及装置 |
| US10862591B1 (en) | 2019-04-18 | 2020-12-08 | Microsoft Technology Licensing, Llc | Unequal decision regions for throughput increases for optical communications |
| US10911152B2 (en) * | 2019-04-18 | 2021-02-02 | Microsoft Technology Licensing, Llc | Power-based decoding of data received over an optical communication path |
| US10938485B2 (en) | 2019-04-18 | 2021-03-02 | Microsoft Technology Licensing, Llc | Error control coding with dynamic ranges |
| US10897315B2 (en) * | 2019-04-18 | 2021-01-19 | Microsoft Technology Licensing, Llc | Power-based decoding of data received over an optical communication path |
| US10998982B2 (en) | 2019-04-18 | 2021-05-04 | Microsoft Technology Licensing, Llc | Transmitter for throughput increases for optical communications |
| US10951342B2 (en) | 2019-04-18 | 2021-03-16 | Microsoft Technology Licensing, Llc | Throughput increases for optical communications |
| US10911155B2 (en) | 2019-04-18 | 2021-02-02 | Microsoft Technology Licensing, Llc | System for throughput increases for optical communications |
| US11018776B2 (en) | 2019-04-18 | 2021-05-25 | Microsoft Technology Licensing, Llc | Power-based decoding of data received over an optical communication path |
| US10873393B2 (en) | 2019-04-18 | 2020-12-22 | Microsoft Technology Licensing, Llc | Receiver training for throughput increases in optical communications |
| JP2021111864A (ja) | 2020-01-09 | 2021-08-02 | 富士通株式会社 | 符号化回路、復号化回路、符号化方法、及び復号化方法 |
| WO2021171330A1 (ja) * | 2020-02-25 | 2021-09-02 | 日本電信電話株式会社 | 通信システム、通信方法及びプログラム |
| EP3913816A1 (en) | 2020-05-19 | 2021-11-24 | Nokia Technologies Oy | Method and apparatus for optimization of signal shaping for a multi-user multiple input multiple output (mu-mimo) communication system |
| CN114449379B (zh) * | 2022-04-07 | 2022-07-01 | 南京信息工程大学 | 基于网格编码调制下高安全性聚类映射多芯光传输系统 |
Family Cites Families (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5388124A (en) * | 1992-06-12 | 1995-02-07 | University Of Maryland | Precoding scheme for transmitting data using optimally-shaped constellations over intersymbol-interference channels |
| US6061407A (en) * | 1997-10-08 | 2000-05-09 | International Business Machines Corp. | Transmission method and apparatus employing trellis-augmented precoding |
| US7106794B2 (en) | 2000-08-11 | 2006-09-12 | Broadcom Corporation | System and method for Huffman shaping in a data communication system |
| US7661010B2 (en) * | 2006-05-31 | 2010-02-09 | Mosaid Technologies Incorporated | Apparatus and method for interfacing to a memory |
| KR20080105355A (ko) * | 2007-05-30 | 2008-12-04 | 엘지전자 주식회사 | 신호 송수신 방법 및 신호 송수신 장치 |
| KR101030808B1 (ko) * | 2008-12-11 | 2011-04-27 | 삼성전자주식회사 | 선 부호화 방법 및 장치 |
| US8144043B2 (en) * | 2010-04-28 | 2012-03-27 | Texas Instruments Incorporated | Shaping inter-symbol-interference in sigma delta converter |
| CN102088317A (zh) * | 2011-01-18 | 2011-06-08 | 北京邮电大学 | 基于tcm-64qam编码调制的高速光传输系统和方法 |
| US9232478B2 (en) * | 2012-03-02 | 2016-01-05 | Qualcomm Incorporated | Frequency scan method for determining the system center frequency for LTE TDD |
| US9240956B2 (en) * | 2012-03-11 | 2016-01-19 | Broadcom Corporation | Communication system using orbital angular momentum |
| US9077508B2 (en) * | 2012-11-15 | 2015-07-07 | Mitsubishi Electric Research Laboratories, Inc. | Adaptively coding and modulating signals transmitted via nonlinear channels |
| US9112653B2 (en) * | 2013-06-19 | 2015-08-18 | Mitsubishi Electric Research Laboratories, Inc. | Method and system for modulating optical signals as high-dimensional lattice constellation points to increase tolerance to noise |
| KR101855019B1 (ko) * | 2013-09-23 | 2018-05-04 | 후아웨이 테크놀러지 컴퍼니 리미티드 | 신호를 송신/수신하기 위한 방법, 이에 대응하는 디바이스와 시스템 |
| CN103701465B (zh) * | 2013-12-02 | 2016-09-21 | 苏州上声电子有限公司 | 一种基于多比特△—σ调制的数字扬声器系统实现方法和装置 |
| US9621275B2 (en) * | 2014-07-01 | 2017-04-11 | Mitsubishi Electric Research Laboratories, Inc. | Method for generating constant modulus multi-dimensional modulations for coherent optical communications |
| CN105591696A (zh) * | 2014-10-23 | 2016-05-18 | 苏州研迪智能科技有限公司 | 一种基于led光源室内通信系统 |
| EP3306821B1 (en) * | 2016-10-05 | 2022-10-26 | Technische Universität München | Methods of converting or reconverting a data signal and method and system for data transmission and/or data reception |
| ES2755526T3 (es) * | 2016-11-24 | 2020-04-22 | Univ Muenchen Tech | Métodos de conversión o reconversión de una señal de datos y método y sistema de transmisión y/o recepción de datos |
-
2017
- 2017-12-11 WO PCT/EP2017/082126 patent/WO2018114410A1/en unknown
- 2017-12-11 CN CN201780079470.3A patent/CN110169027B/zh active Active
- 2017-12-11 EP EP17811586.1A patent/EP3560157B1/en active Active
- 2017-12-11 US US16/471,496 patent/US10826619B2/en active Active
- 2017-12-11 ES ES17811586T patent/ES2893161T3/es active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN110169027B (zh) | 2022-04-01 |
| US10826619B2 (en) | 2020-11-03 |
| EP3560157B1 (en) | 2021-08-04 |
| US20200092009A1 (en) | 2020-03-19 |
| EP3560157A1 (en) | 2019-10-30 |
| WO2018114410A1 (en) | 2018-06-28 |
| CN110169027A (zh) | 2019-08-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| ES2893161T3 (es) | Métodos de conversión o reconversión de una señal de datos y método y sistema para transmisión de datos y/o recepción de datos | |
| ES2755526T3 (es) | Métodos de conversión o reconversión de una señal de datos y método y sistema de transmisión y/o recepción de datos | |
| US20200244394A1 (en) | Apparatus and method for communicating data over an optical channel | |
| JP6104405B2 (ja) | 光通信のためにデータを変調する方法およびシステム | |
| ES2933619T3 (es) | Métodos de conversión o reconversión de una señal de datos y método y sistema para la transmisión y/o recepción de datos | |
| JP7481602B2 (ja) | 光トランシーバおよび光通信方法 | |
| US9071383B2 (en) | Modified orthogonal polynomials based hybrid coded-modulation for multi-Tb/second optical transport | |
| Rios-Müller et al. | Multi-dimension coded PAM4 signaling for 100Gb/s short-reach transceivers | |
| Djordjevic et al. | Multidimensional vector quantization-based signal constellation design enabling beyond 1 Pb/s serial optical transport networks | |
| CN111181651A (zh) | 一种提高传输速率的四维编码调制系统 | |
| US5384809A (en) | Error control coding arrangement for digital communications system | |
| WO2016121341A1 (ja) | 光送信器、光通信システム、および光通信方法 | |
| WO2016028452A1 (en) | Product coded modulation scheme based on leech lattice and binary and nonbinary codes | |
| JP5478336B2 (ja) | 光伝送方法、光伝送システム、光送信機、光受信機 | |
| CN113039761A (zh) | 相关申请的交叉引用 | |
| US11581944B2 (en) | Optical transmission system | |
| Leoni et al. | Constellation expansion for differentially encoded 100G transmission | |
| Alreesh et al. | Four-dimensional trellis coded modulation for flexible optical transponders | |
| Cvijetic et al. | Multidimensional aspects of ultra high speed optical networking | |
| Batshon | Multidimensional coded modulation for high-spectrally efficient optical transmission |