使用偏分复用和QPSK进行光学数据传输的方法技术

提出了一种光学数据传输的方法。该方法包括不同步骤。接收数据比特的至少一个流。数据比特的集合被映射到连续逻辑状态上。该逻辑状态对应于根据QPSK映射并且根据集合划分规则所选择的两个初始QPSK符号的相应集合。该逻辑状态根据差分编码规则进行差分编码。针对被差分编码的逻辑状态，根据QPSK映射并且根据集合划分规则得出两个所产生的QPSK符号的相应集合。使用偏分复用对两个QPSK符号的经编码集合进行传输。该差分编码规则导致一个初始QPSK符号而非另一初始QPSK符号进行差分编码。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于使用偏分复用(PDM)以及相位调制进行光学数据传输的方法和设备。
技术介绍
为了经由光学传输信号传输数据而言，一种主要的方式是依据传输数据对光学信号的相位进行调制。一种这样的相位调制方法是二进制相移键控(BPSK)，其中光学信号的相位可以取两种不同的状态，并且其中这两种状态中的每一种表示0或1的传输数据比特。另外一种相位调制方法是四相相移键控(QPSK)，其中传输信号的相位可以取四种状态之一，并且其中每种这样的状态表示传输数据的两个数据比特。因此，在QPSK中，数据传输比特作为每个集合两个传输比特的集合而被映射到不同传输符号上。这四个符号中的每一个由QPSK星座方案中的星座点所表示。为了提高光学传输方法的数据速率，另外的一种主要方法是还应用偏分复用(PDM)的概念。在PDM中，特定波长的第一光学传输信号可以依据QPSK调制方法并且根据第一传输数据进行调制，其中该第一传输信号具有第一偏振状态。此外，相同波长但是偏振状态与该第一偏振状态成正交的另外的光学传输信号可以依据QPSK调制方法并且根据另外的传输数据进行调制。在接收侧，通过考虑不同光学传输信号的偏振属性，所产生的包含之前所提到的两个传输信号的整体光学传输信号可以被解调为两个接收传输信号。当依赖于如先前上文中所描述的相结合地使用PDM和QPSK所进行的数据传输时，这可以被理解为所谓的四维(4D)调制格式，其中两个维度由第一光学信号的QPSK符号的实数和虚数部分所给出而另外两个维度则由第二光学信号的QPSK符号的实数和虚数部分所给出。除了 PDM和QPSK调制之外还可以加以应用的另外一种主要技术是集合划分的技术。在集合划分之中，并非两个组合的QPSK符号的所有不同的可能状态都被使用，而是仅选择可能状态的子集。例如，第一光学信号可以取QPSK星座方案的四个可能符号(或星座点)中的任一个，而第二光学信号则可以仅取QPSK星座方案的四个可能符号(或星座点)中的两个。换句话说，当状态由两个所选择的QPSK符号的组合所定义时，通过允许一个QPSK符号仅取可能符号值的子集而使得状态的数量有所减少。在一方面，作为集合划分的不同星座点的子集的这种选择与并未应用集合划分相比降低了整体数据速率，因为第一 QPSK符号可以被用来经由QPSK星座方案的不同四个星座点在每个符号传输两个比特，而第二 QPSK符号则可以被用来在每个符号仅传输一个比特，其原因在于第二 QPSK符号可以仅取QPSK星座方案中的四个不同的可能符号值中的两个。另一方面，这样的集合划分允许使得数据传输更为鲁棒，这是因为可以选择不同QPSK符号的不同QPSK符号值(或星座点)，而使得所选择QPSK符号值相互之间的欧式(Euclidean)距离最大化；因此，由于集合划分所导致的QPSK符号值或QPSK星座点彼此之间具有比不执行集合划分时更大的整体距离。当经由诸如QPSK的相位调制方法传输数据时，所传输的数据符号的相位在接收侧进行估计，在相位估计之后并且随后在相位校正步骤中进行校正。这样的相位校正会导致所谓的周滑移(cycle-slip)，也称作相位滑移(phase_slip)，其中对于QPSK调制方法而言，这样的周滑移会导致星座方案旋转Ji/2的倍数的角度，因此在周滑移的持续时间内在接收侧导致数据误差。
技术实现思路
提出了一种光学数据传输的方法。该方法包括不同步骤。接收数据比特的至少一个流。优选地根据格雷(Gray)映射，数据比特的集合被映射到连续逻辑状态上。该逻辑状态对应于根据QPSK映射并且根据集合划分规则所选择的两个初始QPSK符号的相应集入口 ο该逻辑状态根据差分编码规则进行差分编码。针对被差分编码的逻辑状态，根据QPSK映射并且根据集合划分规则得出两个所产生的QPSK符号的相应集合。使用偏分复用对两个QPSK符号的经编码集合进行传输。该差分编码规则导致初始QPSK符号中的一个初始QPSK符号而非该初始QPSK符号中的另一初始QPSK符号进行差分编码。为了掌握所提出的方法的优势，必须将以下方面纳入考虑之中。如先前上文中所提到的，主要的方法是将QPSK、PDM以及集合划分的技术进行组合以便经由光学数据信号进行传输。由于数据传输可能由于周滑移的出现而受到干扰事实，需要在接收侧进行差分编码以及在接收侧进行差分解码以防止这样的周滑移所导致的连续数据误差。另一方面，对于在一个时刻出现的周滑移以及该周滑移在另外的多个连续时刻的持续，差分编码和差分解码的技术允许针对该多个连续时刻中的大多数时刻去除数据误差。这是以在进行差分解码之后、在出现周滑移的时刻以及单一的下一个连续时刻出现数据误差为代价而实现的。对于另外的后面的时刻而言，差分编码和解码的方法去除了数据误差。对于所提到的两个时刻在差分界解码之后的这些误差是也被称之为误差增殖的效果。所提出的方法允许以一种方式结合地使用QPSK、PDM和集合划分的技术，这使得可能依赖于在接收侧使用软判决解码进行的迭代去映射形式的差分解码，以便对之前所提到的误差增殖所导致的传输误差进行补偿。因此，所选择的执行这里所提出的对所传输的数据符号进行差分编码的方式显然是有利的，因为利用该差分编码，仍然可以使用诸如BCJR算法之类的算法通过迭代去映射器来执行差分解码。随后将对根据不同实施例的确切设计和确切行为加以描述。【附图说明】图1示出了所提出的根据第一实施例的用于光学数据传输的设备。图2a、b和c不出了根据第一实施例的QPSK符号的表不形式。图3示出了用于第一实施例的接收设备。图4示出了根据第二实施例的光学传输设备。图5a、b和c示出了根据第二实施例的QPSK符号的表示形式。图6示出了用于第二实施例的接收设备。图7a示出了根据所选择的集合划分的QPSK符号的映射的表示形式。图7b示出了根据所选择的集合划分的状态的QPSK符号值。图8a示出了如图7a中已经示出的所选择状态。图8b示出了表示不同状态的差分编码的状态机。图9a示出了用于将数据比特Gray映射到不同状态上的值。图9b示出了差分编码的实施方式。图10示出了传输比特的差分编码的一般示意性框图。图11示出了所选择的差分编码方案的输入和输出值的表格。【具体实施方式】图1示出了光学传输设备0D1，其接收比特流BS，其中该设备0D1在步骤LS中将三个比特的集合映射到相对应的状态。该三个数据比特的映射优选地如图9a中所指示地执行。图9a示出了一个表格，根据该表格执行所谓的二进制Gray映射，其将该三个比特中的数据比特映射到从0至7的范围内的值中取出一个值的状态上。返回图1，每个所得出的状态在步骤DE进行差分编码。该差分编码步骤DE将在随后进行详细描述。由于差分编码的步骤DE所产生的状态随后通过在映射步骤MS中从差分编码状态值得出相对应的第一 QPSK符号QPSK1以及相对应的第二 QPSK符号QPSK2而进行传输。该映射将在随后关于图2a至2c进行详细描述。依据所选择的第一 QPSK符号QPSK1，生成相对应的同相信号分量lx和相对应的四进制信号分量Qx，它们随后被相应数模转换器DAC转换为电信号；这些信号随后被提供至调制单元M0D1的Mach-Zehnder调制器MZM1。此外，根据所选择的第二 QPSK本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光学数据传输的方法，包括：接收数据比特(B1,B2,B3)的至少一个流(BS)，将所述数据比特(B1,B2,B3)的集合映射到连续逻辑状态上，其中所述逻辑状态对应于根据QPSK映射并且根据集合划分规则所选择的两个初始QPSK符号的相应初始集合，根据差分编码规则来对所述逻辑状态进行差分编码，针对所述被差分编码的逻辑状态，根据所述QPSK映射并且根据所述集合划分规则来得出两个所产生的QPSK符号(QPSK1,QPSK2)的相应集合，使用偏分复用对所述两个QPSK符号的经编码集合进行传输，其中所述差分编码规则促使对QPSK符号的初始集合的差分编码以使得所述初始集合中的第一初始QPSK符号而非所述初始集合中的另一初始QPSK符号被差分编码。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·勒诺迪耶，O·博特兰帕尔多，
申请(专利权)人：阿尔卡特朗讯，
类型：发明
国别省市：法国;FR