采用级联单奇偶校验编码的系统和方法技术方案

一种包含奇偶校验位编码器(202)的系统和方法，该奇偶校验位编码器(202)利用3个奇偶校验位编码要发送的每个n-3位的数据，以产生n位的块(n-3个信息位加与n个信息位关联的3个奇偶校验位)。每个n位的块格雷映射到3个QAM码元，QAM码元调制到光波长上，并且将QAM码元发送端接收机。在接收机使用最大后验概率(MAP)解码器校正周跳。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开涉及光信号数据检波，更特别地涉及一种采用级联单奇偶校验编码的系统和方法
技术介绍
在波分复用(WDM)光通信系统中，利用数据分别调制大量不同光载波波长，以产生调制光信号。调制光信号合成为聚合信号，并且通过光传输通路将其发送到接收机。接收机检波并且解调该数据。光通信系统中可以使用的一种调制是相移键控(PSK)。根据PSK的不同变型，通过调制光波长的相位发送数据，使得光波长的相位和相变代表编码一个或者多个位的码元。在二进制相移键控(BPSK)调制方案中，例如，可以利用两个相位表示每个码元的1位。在正交相移键控(QPSK)调制方案中，可以利用四个相位编码每个码元的2位。其他相移键控格式包含差动相移键控(DPSK)格式和PSK和DPSK格式的变型，诸如归零DPSK(RZ-DPSK)和偏振分割复用QPSK(PDM-DPSK)。通常将诸如通过单发送码元编码多个信息位的QPSK的调制格式吃完多级调制格式。例如，已经利用多级调制技术使得升高传输速率并且降低通道间隔，从而提高WDM系统中的每个通道的频谱效率(SE)。一种频谱高效的多级调制格式是正交振幅调制(QAM)。在QAM信号中，例如，利用相移键控和振幅键控的组合调制信息，以编码每个码元的多个位。M2-QAM信号可以用于编码每个码元的M位。例如，16-QAM调制格式可以用于编码每个码元的4位。可以将PSK调整方案(例如，DPSK和QPSK)称为QAM的级(例如，分别称为2QAM和4QAM)。在实现速率挠性转发器技术中较高阶QAM方案有用，在速率挠性转发器技术中，利用不同的SE，通过相同带宽可以实现多数据速率(或者码元速率)。在设计中通过改变冗余量，利用QAM能够实现多SE，例如，较高的冗余产生较低的SE。冗余能够来自改变该方案中使用的前向纠错码的开销(OH)，或者由于引入主要用于编码调制目的的简单附加编码层产生冗余。当码元速率、星座格点和FEC开销固定时，编码调制特别有用。在采用例如QAM方案的相位调制光通信系统中，接收机可以是利用相干检波，例如，零差检波或者外差检波来检波调制光信号的相干接收机。术语“相干”当在此结合接收机使用时指包含用于解调接收信号的本机振荡器(LO)。在用于处理接收信号的这种系统中可以执行数字信号处理(DSP)，以提供解调数据。接收信号的数字信号处理提供迅速处理和灵活性，并且可以用于执行各种功能，包含校正与光传输通路关联的非线性，诸如色彩色散(chromaticdispersion)和偏振模态色散(polarizationmodedispersion)等等。相位调制系统的相干检波方案可以采用绝对相位检波。绝对相位检波可以包括进行判定，例如，根据估计相位，对收到的数据流中的每个位的值的软判定。不幸的是，对于M2-QAM，例如，QPSK和16QAM，在相位旋转π/2角度时，信号星座不变。用于确定估计相位的载波相位估计器不能识别角θ和角θ+π/2。因此，可以将估计载波相位从当前稳定操作点推入相邻稳定操作点的吸引域中，这样使信号星座有效旋转π/2。这种现象称为周跳(cycleslip)。周跳能够在周跳事件之后产生大量判定错误。利用信息码元的差动解码，能够将周跳的影响限制到实际跳跃的时长。然而，差动解码可能是绝对相位检波的误码率的两倍。校正周跳的一种方法是利用公知信息码元引入导频码元。导频码元消除了相位模糊性，因为不能通过计算收到的导频码元与已知信息码元正交的相位差模糊地估计导频码元的载波相位。然而，导频码元的开销使得较高的码元速率导致灵敏度恶化。为了解决该问题，可以以大周期插入导频码元。通常，其可以是检波到周跳并且校正载波相位基准之前的导频码元周期之间的码元数量的一半。其进行校正占用的时间能够导致检波数据突发错误。附图说明现在将参考附图作为例子描述本专利技术，其中：图1是根据本公开的系统的示例性实施例的方框图。图2是根据本公开的发送机的一个示例性实施例的方框图。图3是根据本公开的一个示例性实施例的方框图。图4是根据本公开的示例性实施例的调制输出的图解说明。图5是根据本公开为了说明与系统中的90度相位误差关联的码元具有互连的星座点的16-QAM信号的一个示例性实施例的星座图。图6A、6B和6C包含图解地示出根据本公开分别采用QPSK、16-QAM和64-QAM的集划分的星座图。图7是根据本公开的发送机的另一个示例性实施例的方框图。图8是根据本公开的接收机的另一个示例性实施例的方框图。图9是示出根据本公开采用位交错编码调制和迭代解码的示例性方案的性能的HER与SNR曲线图。图10是示出根据本公开的方法的一个例子的流程图。具体实施方式通常，根据本公开的系统对要发送的数据的n-3位的每个块插入3个奇偶校验位，以产生n位的块(n-3个信息位加与n个信息位关联的3个奇偶校验位)。每个n位的块是映射到3个被调制到光载波上并且发送到接收机的关联QAM码元的格雷码。接收机利用最大后验概率(MAP)检波码元并且校正周跳。根据本公开的系统可以描述为采用级联单奇偶校验(CSPC)编码。在一个实施例中，例如，通过选择具有正确奇偶校验并且与检波到的码元具有最小欧几里得距离的码元，可以解码与n位的每个块关联的码元。由于检测器利用校正奇偶校验进行码元判定，所以检测器中的错误信号随着周跳增多，从而自动检波并且校正周跳并且防止检测器集中于90度(π/2)相位误差。如在此使用的“格雷码映射”或者“格雷码映象”指公知的格雷码映射方案，利用该格雷码映射方案，对每个相连位集分配代码，使得相邻码字由一位区别，并且不包括对数据流添加附加位(即，格雷码映射没有开销)。如在此使用的术语“耦合”指任何连接、耦合、链路等等，通过该连接、耦合、链路等等，将一个系统元件承载的信号传递到“耦合”元件。这种“耦合”设备或者信号和设备不一定直接连接到另一个，并且可以由操纵或者调整该信号的中间部件或者设备分离。图1是根据本公开的WDM传输系统100的示例性实施例的简化方框图。传输系统用于通过光信息通路102将多个光通道从发送端104发送到一个或者多个位于远端的接收端106。示例性系统100可以是远距离海底系统，配置该远距离海底系统，以以5,000km或者更长的距离将通道从发送机发送到接收机。尽管在光系统的背景下描述了示例性实施例并且结合远距离WDM光系统使用该示例性实施例，但是在发送和接收其他类型的信号的其他通信系统中也实现在此讨论的广泛原理。本
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【技术保护点】
一种系统，包括：奇偶校验位编码器(202)，配置为利用3个奇偶校验位编码n‑3位的连续块，以提供n位的连续块；格雷映射器(204)，耦合到所述奇偶校验位编码器(202)，并且配置所述格雷映射器(204)以使n位的所述块中的每个映射到3个关联象限振幅调制(QAM)码元；调制器(206)，耦合到所述格雷映射器(204)，并且配置所述调制器(206)，以作为对所述格雷映射器的输出的响应，调制光信号，从而提供包括所述3个关联QAM码元的调制光信号；检测器(302)，用于接收所述调制光信号并且提供表示所述光信号的电信号；以及去映射器(304，304a)，配置为作为对所述电信号的响应，提供表示n‑3位的所述块的去映射器输出。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.09.08 US 14/020,8611.一种系统，包括：
奇偶校验位编码器(202)，配置为利用3个奇偶校验位编码n-3位的连续块，以提供n位
的连续块；
格雷映射器(204)，耦合到所述奇偶校验位编码器(202)，并且配置所述格雷映射器
(204)以使n位的所述块中的每个映射到3个关联象限振幅调制(QAM)码元；
调制器(206)，耦合到所述格雷映射器(204)，并且配置所述调制器(206)，以作为对所
述格雷映射器的输出的响应，调制光信号，从而提供包括所述3个关联QAM码元的调制光信
号；
检测器(302)，用于接收所述调制光信号并且提供表示所述光信号的电信号；以及
去映射器(304，304a)，配置为作为对所述电信号的响应，提供表示n-3位的所述块的去
映射器输出。
2.根据权利要求1所述的系统，其中根据下面的等式，计算所述3个奇偶校验位：
P1=XOR(x1,x2,...,x2n/3-1)‾]]>其中j∈(0,n/3,2n/3)
以及
P3=XOR(x1,x2,...,xn-3,P1,P2)‾]]>其中P1、P2、P3分别是所述3个奇偶校验位中的第一、第二和第三奇偶校验位，并且x1、
x2、......、xn-3分别是所述n-3位。
3.根据权利要求2所述的系统，其中配置所述奇偶校验位编码器(202)，以根据如下将
所述3个奇偶校验位定位在所述n位中：
P1位于所述前2n/3位中的任何地方。
P2位于所述第2n/3+1位与所述第5n/6位之间的任何地方。
P3位于所述第2n/3+1位与所述第n位之间与P2的所述位置不同的任何地方。
4.根据权利要求1所述的系统，其中配置所述去映射器(304，304a)，以通过根据所述3
个关联QAM码元中的第一个的汉明权重选择所述3个关联QAM码元中的第二个，提供所述去
映射器输出。
5.根据权利要求4所述的系统，其中配置所述去映射器(304，304a)，以通过根据所述3
个关联QAM码元的所述第一个和所述第二个的最高有效位选择所述3个关联QAM码元
中的第三个，提供所述去映射器输出，其中M是所述3个关联QAM码元中的每个码元表示的位
数。
6.根据权利要求1所述的系统，进一步配置所述去映射器(304，304a)，以使得利用所述
3个奇偶校验位指出的奇偶性，校正周跳。
7.根据权利要求1所述的系统，所述系统还包括：
去复用器(701)，配置为接收串行输入数据流并且将所述串行输入数据流去复用为多
个去复用数据流；

【专利技术属性】
技术研发人员：HG巴特肖恩，H张，
申请(专利权)人：泰科电子海底通信有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US