用于光离散多频调制传输的比特加载制造技术

本发明专利技术提供用于光离散多频调制传输(Discrete Multi‑Tone Transmission，DMT)的比特加载系统和方法实施例。在一实施例，一种用于光离散多频调制(discrete multi‑tone，DMT)传输或接收的比特加载方法包括在处理器处接收比特数据流，其中所述比特数据流包括多个子载波；使用所述处理器，根据每个所述子载波或子载波组的信噪比(signal‑to‑noise‑ratio，SNR)到编码率的映射，将编码率分配给多个前向纠错(forward error correction，FEC)编码器/解码器中的每一个，其中每个FEC编码器/解码器对应于所述子载波中的相应一个或相应子载波组；以及使用所述处理器，根据每个子载波或子载波组的SNR到对应的子载波或子载波组的比特数的映射，将调制格式分配给每个子载波或每个子载波组。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于光离散多频调制传输的比特加载相关申请案交叉申请本专利技术要求2013年9月23日递交的专利技术名称为“用于光DMT传输的比特加载的系统和方法(SystemandMethodforBitLoadingforOpticalDMTTransmission)”的第61/881,086号美国临时专利申请案的在先申请优先权，以及要求2014年4月14日递交的专利技术名称为“用于光离散多频调制传输的比特加载(BitLoadingforOpticalDiscreteMulti-ToneTransmission)”的第14/252,099号美国专利申请案的在先申请优先权，这两个在先申请的全部内容以引入的方式并入本文本中。
本专利技术涉及一种用于光通信的系统和方法，且在具体实施例中，涉及一种用于光离散多频调制传输的比特加载的系统和方法。
技术介绍
光离散多频调制(discretemulti-tone，DMT)传输已逐渐成为一种实现高容量光网络的有效方案。然而，一些光和硬件损伤可能会极大地改变传输信道，这些损伤包括色度色散(chromaticdispersion，CD)、偏振模色散(polarizationmodedispersion，PMD)、电光硬件幅度和相位响应、光调制器啁啾和非线性，以及采用直接检测情况下的信号到信号跳动噪声。一般存在两种类型的检测方案，即直接检测和相干检测。依据检测方案，这些损伤将不同地影响信道和子载波信噪比(signaltonoiseratio，SNR)。因此，注水原理被用来通过优化DMT子载波的比特和功率加载，使光DMT传输的性能最大化。存在两种类型的加载算法：速率自适应(rateadaptive，RA)和余量自适应(marginadaptive，MA)。RA试图最大化给定误比特率(biterrorrate，BER)目标下的比特率，而MA试图最小化给定比特率下的BER。因为在实践中很难实现非整数比特，所以加载算法必须处理所谓的有限信息粒度，从而提供所得比特和功率加载次优解。例如，SNR需要增加约3dB以在正交幅度调制(quadratureamplitudemodulation，QAM)递增一个比特的情况下维持相同BER。因此，对于SNR在3dB间隙内的子载波而言，比特数需要向上或向下取最接近整数，而且功率分布图需要相应地调整。一些众所周知的加载算法，例如Chow算法和Levin-Camepllo算法，可以提供RA和MA方案两者，但是这些算法仅处理比特和功率加载。
技术实现思路
根据一实施例，一种用于光离散多频调制(discretemulti-tone，DMT)传输或接收的比特加载的方法包括：在处理器处接收比特数据流，其中所述比特数据流包括多个子载波；使用所述处理器，根据每个所述子载波或子载波组的信噪比(signal-to-noise-ratio，SNR)到编码率的映射，将编码率分配给多个前向纠错(forwarderrorcorrection，FEC)编码器/解码器中的每一个，其中每个FEC编码器/解码器对应于所述子载波中的相应一个或相应子载波组；以及使用所述处理器，根据每个子载波或子载波组的SNR到对应的子载波或子载波组的比特数的映射，将调制格式分配给每个子载波或每个子载波组。根据一实施例，一种用于光离散多频调制(discretemulti-tone，DMT)传输或接收的比特加载的网络部件包括处理器和存储由所述处理器执行的程序的计算机可读存储介质，所述程序包括执行以下操作的指令：接收比特数据流，其中所述比特数据流包括多个子载波；根据每个所述子载波或子载波组的信噪比(signal-to-noise-ratio，SNR)到编码率的映射，将编码率分配给多个前向纠错(forwarderrorcorrection，FEC)编码器/解码器中的每一个，其中每个FEC编码器/解码器对应于所述子载波中的相应一个或相应子载波组；以及根据每个子载波或子载波组的SNR到对应的子载波或子载波组的比特数的映射，将调制格式分配给每个子载波或每个子载波组。根据一实施例，一种用于光离散多频调制(discretemulti-tone，DMT)传输或接收的比特加载的方法包括：接收包括多个子载波的多个数据比特；将信噪比(signal-to-noise-ratio，SNR)映射到每个子载波或子载波组的调制格式和编码率；根据对应于所述子载波或子载波组的所述编码率在每个子载波或子载波组上执行前向纠错(forwarderrorcorrection，FEC)；以及根据所述对应的子载波或子载波组的所述SNR和根据所述调制格式联合优化每个子载波或子载波组的比特数、编码率和功率。附图说明为了更完整地理解本专利技术及其优点，现在参考下文结合附图进行的描述，其中：图1示出了实施例直接检测的光DMT传输系统的示意图；图2示出了使用DML或EML的直接检测的光DMT传输系统；图3示出了相干检测的光DMT传输系统的示意图；图4示出了直接检测的光DMT传输经过40km的G.652单模光纤传输后的示例测量的SNR对DMT子载波的图；图5示出了直接检测的光DMT传输经过40km的G.652单模光纤传输后的示例测量的BER对DMT子载波的图；图6为用于DMTTX的NLA的实施例系统的TX数据路径的示意图；图7为用于DMTTX的NLA的实施例系统的RX数据路径的示意图；图8为用于DMTTX的常规系统800的示意图；图9示出了使用常规比特加载算法的DMTRX数据路径；图10示出了NLA的SNR到编码率的映射的实施例表格；图11示出了每个调制格式具有5个可用编码率的比特和编码率乘积对SNR；图12示出了每个调制格式具有15个可用编码率的比特和编码率乘积对SNR；图13所示为NLA的NLA加载方式(loadingprimer)的实施例方法；图14为用于确定NLA的RA方案的实施例方法的流程图；图15为用于确定NLA的MA方案的实施例方法的流程图；图16示出了列出NLA的5个编码率的表格；以及图17为实施例光数据路由器的方框图。具体实施方式下文将详细论述当前优选实施例的制作和使用。然而，应了解，本专利技术提供可在各种具体上下文中体现的许多适用的专利技术性概念。所论述的具体实施例仅仅说明用以实施和使用本专利技术的具体方式，而不限制本专利技术的范围。本文中所公开的是用于光DMT传输的加载算法的系统和方法。所公开的加载算法结合速率自适应前向纠错(forwarderrorcorrection，FEC)并基于离散多频调制(discretemulti-tone，DMT)系统的子载波信噪比(signal-to-noise-ratio，SNR)提供比特(即，调制模式)、功率和编码率的联合优化。所公开的加载算法的实施例的关键之一是将SNR映射到比特数(即，调制格式)并映射到编码率。在一实施例中，该映射使用制表(即，表格)来实现。在一实施例中，公开了一种加载方式(loadingprimer)以及用于速率自适应(rate-adaptive，RA)和余量自适应(margin-adaptive，MA)两种方案的方法和系统。本文中公开的是一种用于光离散多频调制(discretemulti-tone，DMT)传输或接收的比特加本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于光离散多频调制(discrete multi‑tone，DMT)传输或接收的比特加载的方法，其特征在于，包括：在处理器处接收比特数据流，其中所述比特数据流包括多个子载波；使用所述处理器，根据每个所述子载波或子载波组的信噪比(signal‑to‑noise‑ratio，SNR)到编码率的映射，将编码率分配给多个前向纠错(forward error correction，FEC)编码器/解码器中的每一个，其中每个FEC编码器/解码器对应于所述子载波中的相应一个或相应子载波组；以及使用所述处理器，根据每个子载波或子载波组的SNR到对应的子载波或子载波组的比特数的映射，将调制格式分配给每个子载波或每个子载波组。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.09.23 US 61/881,086;2014.04.14 US 14/252,0991.一种用于光离散多频调制(discretemulti-tone，DMT)传输或接收的比特加载的方法，其特征在于，包括：在处理器处接收比特数据流，其中所述比特数据流包括多个子载波；使用所述处理器，根据每个所述子载波或子载波组的信噪比(signal-to-noise-ratio，SNR)到编码率的映射，将编码率分配给多个前向纠错(forwarderrorcorrection，FEC)编码器/解码器中的每一个，其中每个FEC编码器/解码器对应于所述子载波中的相应一个或相应子载波组；以及使用所述处理器，根据每个子载波或子载波组的SNR到对应的子载波或子载波组的比特数的映射，将调制格式分配给每个子载波或每个子载波组；所述方法还包括执行加载方式(loadingprimer)，其中执行所述加载方式包括：排序所述子载波；迭代计算每个子载波的平均SNR，根据查找表选择每个子载波的所述编码率和所述调制格式，以及确定每个子载波的总比特数的和，直到在一迭代中确定的所述总比特数大于在前一迭代中确定的所述总比特数；以及取消对子载波排序。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，至少两个所述FEC编码器/解码器的编码率不同。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括确定加载算法的速率自适应RA方案，其中确定所述RA方案包括：将每个子载波的SNR量化到加载算法制表表格中的最近SNR值；根据所述制表表格获取每个子载波的对应比特数据和编码率；以及按量化前所述每个子载波的SNR与量化后的所述每个子载波的SNR的比率将每个子载波的子载波功率缩放。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，还包括：在量化所述SNR之后确定所有所述子载波的总功率和；以及将每个子载波功率缩放一个常数，使得量化所述SNR之前的所述总功率等于量化所述SNR之后的所述总功率。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括确定加载算法的余量自适应MA方案，其中确定所述MA方案包括：确定所述加载方式提供的数据速率和目标固定速率之间的余量；按所述余量缩放每个子载波的所述SNR；将每个子载波的所述SNR量化到加载算法制表中的最近SNR值；根据所述加载算法制表获得每个子载波或子载波组的对应比特数和编码率；当更新后的数据速率等于目标数据速率时，在量化所述SNR之后确定对所有子载波求和的总功率；以及将每个子载波功率缩放一个常数，使得量化所述SNR之前的所述总功率等于量化所述SNR之后的所述总功率。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，还包括：当所述更新后的数据速率不是等于所述目标数据速率时，重新量化每个子载波。7.一种用于光离散多频调制(opticaldiscretemulti-tone，DMT)传输或接收的比特加载的网络部件，其特征在于，所述网络部件包括：处理器；以及存储由所述处理器执行的程序的计算机可读存储介质，所述程序包括执行以下操作的指令：接收比特数据流，其中所述比特数据流包括多个子载波；根据所述子载波中的每一个或子载波组的信噪比(signal-noise-ratio，SNR)到编码率的映射，将编码率分配给多个前向纠错(forwarderrorcorrection，FEC)编码器/解码器中的每一个，其中每个FEC编码器/解码器对应于所述子载波中的相应一个或相应子载波组；以及根据每个子载波或子载波组的SNR到对应子载波或子载波组的比特数的映射，将调制格式分配给每个子载波或每个子载波组；所述程序还包括执行加载方式的指令，其中所述执行所述加载方式的指令包括执行以下操作的指令：排序所述子载波；迭代计算每个子载波的平均SNR，根据查找表选择每个子载波的所述编码率和所述调制格式，以及确定每个子载波的总比特数的和，直到在一迭代中确定的所述总比特数大于在前一迭代中确定的所述总比特数；以及取消对所述子载波...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈忱，马赫迪·扎马尼，张筑虹，李传东，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44