基于符号的多维调制解调方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种基于符号的多维调制解调方法和装置，通过根据每个符号内所包含的比特位数K、预设的关联符号数N、预设的偏振态数目M以及预设的校验码位数J，确定每个分组内所包含的比特位数M×N×K‑J；并对信源提供的比特序列进行分组处理，对每个比特序列组进行J位校验码计算并插入到每个比特序列组内的预设位置处；根据格雷映射规则，对插入了校验码后的比特序列组内的比特进行调制并映射到M个偏振态上，形成N个多维关联符号，使得调制后的符号具有了偏振态和符号之间的多维度相互关联关系，并通过对以组为单位的比特序列进行校验位计算，以较小的复杂度实现了灵活地调制与解调，从而适应于不同频谱效率及不同功率效率的需求。

【技术实现步骤摘要】
基于符号的多维调制解调方法和装置
本专利技术涉及调制解调领域，尤其涉及一种基于符号的多维调制解调方法和装置。
技术介绍
现有的基于多符号校验的多维调制方法如附图1所示，每个符号携带k比特信息，第一个符号直接由k比特有效信息(b1b2…bk)映射得到，第二个符号仅携带k-1比特有效信息(b1’b2’…bk-1’)，将第一个符号的k比特输入与第二个符号的k-1比特输入进行模二加运算得到第二个符号的第k比特输入，由此可以使得映射后前后两个符号相互关联。然而在相干光通信中，相干光接收机可以探测出光的幅度、相位、偏振态、频率所携带的所有信息，上述现有技术，没有注意联系光信号的偏振态上调制符号的关系，使得调制信号关联信息单一，不利于调制方式与频谱效率、功率效率之间的自适应调整要求。
技术实现思路
本专利技术提供一种基于符号的多维调制解调方法和装置，该多维调制解调方法使得调制后的符号具有了偏振态和符号之间的多维度相互关联关系，通过对以组为单位的比特序列进行奇偶校验，以较小的复杂度实现了灵活调制解调，以适应不同的频谱效率、功率效率需求。本专利技术提供一种基于符号的多维调制解调方法，包括：根据调制格式，确定每个符号内所包含的比特位数K；根据所述每个符号内所包含的比特位数K、预设的关联符号数N、预设的偏振态数目M以及预设的校验码位数J，确定每个分组内所包含的比特位数M×N×K-J；根据所述每个分组内所包含的比特位数，对信源提供的比特序列进行分组处理，得到比特序列组；对每个所述比特序列组进行校验码计算，将计算得到的J位校验码插入到所述每个比特序列组内的预设位置处；根据格雷映射规则，将插入了校验码后的比特序列组内的比特进行调制并映射到M个偏振态上，形成N个多维关联符号；发送调制后的所述N个多维关联符号；所述方法还包括：接收所述调制后的所述N个多维关联符号并进行解调，对每个分组内的M×N×K位比特进行校验，若校验通过，输出M×N×K-J位比特信息作为判决译码结果。本专利技术还提供一种基于符号的多维调制解调装置，包括：第一确定模块，用于根据调制格式，确定每个符号内所包含的比特位数K；第二确定模块，用于根据所述每个符号内所包含的比特位数K、预设的关联符号数N、预设的偏振态数目M以及预设的校验码位数J，确定每个分组内所包含的比特位数M×N×K-J；分组模块，用于根据所述每个分组内所包含的比特位数，对信源提供的比特序列进行分组处理，得到比特序列组；插入模块，用于对每个所述比特序列组进行校验码计算，将计算得到的J位校验码插入到所述每个比特序列组内的预设位置处；映射模块，用于根据格雷映射规则，将插入了校验码后的比特序列组内的比特进行调制并映射到M个偏振态上，形成N个多维关联符号；发送模块，用于发送调制后的所述N个多维关联符号；所述装置还包括：解调模块，用于接收所述调制后的所述N个多维关联符号并进行解调；判决模块，用于对每个分组内的M×N×K位比特进行校验，若校验通过，输出M×N×K-J位比特信息作为判决译码结果。本专利技术提供的基于符号的多维调制解调方法和装置，通过根据调制格式，确定每个符号内所包含的比特位数K；根据每个符号内所包含的比特位数K、预设的关联符号数N、预设的偏振态数目M以及预设的校验码位数J，确定每个分组内所包含的比特位数M×N×K-J；根据每个分组内所包含的比特位数，对信源提供的比特序列进行分组处理，得到比特序列组；对每个比特序列组进行校验码计算，将计算得到的J位校验码插入到每个比特序列组内的预设位置处；根据格雷映射规则，将插入了校验码后的比特序列组内的比特进行调制并映射到M个偏振态上，形成N个多维关联符号；发送调制后的N个多维关联符号；该方法还包括：接收调制后的N个多维关联符号并进行解调，对每个分组内的M×N×K位比特进行校验，若校验通过，输出M×N×K-J位比特信息作为判决译码结果。该多维调制解调方法使得调制后的符号具有了偏振态和符号之间的多维度相互关联关系，并通过对以组为单位的比特序列进行校验位计算，以较小的复杂度实现了灵活地调制与解调，从而适应于不同频谱效率及不同功率效率的需求。附图说明图1为现有的基于多符号校验的多维调制方法：图2为一示例性实施例示出的本专利技术基于符号的多维调制解调方法的流程示意图；图3为另一示例性实施例示出的本专利技术基于符号的多维调制解调方法的流程示意图；图4为图3所示实施例的一X偏振态和Y偏振态映射示意图；图5为图3所示实施例的另一X偏振态和Y偏振态映射示意图；图6为图3所示实施例的光信噪比对比示意图；图7为图3所示实施例的一16QAM星座图；图8为一示例性实施例示出的本专利技术基于符号的多维调制解调装置的结构示意图。具体实施方式图2为一示例性实施例示出的本专利技术基于符号的多维调制解调方法的流程示意图，如图2所示，本实施例的执行主体可以为执行该基于符号的多维调制解调方法的装置，如调制解调器，本实施例的方法包括：步骤101、根据调制格式，确定每个符号内所包含的比特位数K。在本步骤中，符号是由多个比特(bit)构成的单元，比特位数K表示一个符号中所包含的二进制比特位的数目。一个符号中所包含的比特位数是由调制格式确定的，而调制格式可由本领域技术人员根据实际调制需要进行设定，例如，选择4QAM(正交振幅调制，QuadratureAmplitudeModulation，简称“QAM”)调制格式时，每个符号包含2个bit，8QAM调制格式时，每个符号包含3bit，16QAM调制格式时，每个符号包含4bit。调制格式与符号内的比特位数K遵循2KQAM调制格式，每个符号包含K个比特。步骤102、根据每个符号内所包含的比特位数K、预设的关联符号数N、预设的偏振态数目M以及预设的校验码位数J，确定每个分组内所包含的比特位数M×N×K-J。在本步骤中，在光纤通信领域，相干光接收机可以探测出光的幅度、相位、偏振态、频率等信息，利用了光信号的偏振态，可以将待调制符号扩展到M个偏振态上，并通过预设的关联符号数N，形成N个符号在光信号空间的多个维度上形成符号间多维关联的调制和解调。在进行多维调制之前，首先需要获取到满足多维调制中各个维度上所需要进行映射的比特位数，该位数的确定可以通过根据每个符号内所包含的比特位数K、预设的关联符号数N、预设的偏振态数目M以及预设的校验码位数J，计算得到M×N×K-J个比特位，将M×N×K-J个比特划分为一组比特序列，该组比特序列中包括了N个关联符号在M个偏振态上实现多维映射所需要的全部比特数。其中，校验码位数J为对分组内所包含的全部信息比特位M×N×K-J进行校验码计算后所得到的校验码的比特个数；J的位数以及校验码在该组比特序列中的位置可由本领域技术人员根据实际需要进行设定。步骤103、根据每个分组内所包含的比特位数，对信源提供的比特序列进行分组处理，得到比特序列组。步骤104、对每个比特序列组进行校验码计算，将计算得到的J位校验码插入到每个比特序列组内的预设位置处。具体的，信源提供的比特序列为连续的比特流，调制器接收到比特流后按照上述分组规则，对信源的比特流进行分组操作，得到每个包含有M×N×K-J个比特位的比特序列组，根据预设校验算法，例如，模二加运算等算法，对每个比特序列组内的所有比特位进行校验码计算，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于符号的多维调制解调方法，其特征在于，包括：根据调制格式，确定每个符号内所包含的比特位数K；根据所述每个符号内所包含的比特位数K、预设的关联符号数N、预设的偏振态数目M以及预设的校验码位数J，确定每个分组内所包含的比特位数M×N×K‑J；根据所述每个分组内所包含的比特位数，对信源提供的比特序列进行分组处理，得到比特序列组；对每个所述比特序列组进行校验码计算，将计算得到的J位校验码插入到所述每个比特序列组内的预设位置处；根据格雷映射规则，将插入了校验码后的比特序列组内的比特进行调制并映射到M个偏振态上，形成N个多维关联符号；发送调制后的所述N个多维关联符号；所述方法还包括：接收所述调制后的所述N个多维关联符号并进行解调，对每个分组内的M×N×K位比特进行校验，若校验通过，输出M×N×K‑J位比特信息作为判决译码结果。

【技术特征摘要】
1.一种基于符号的多维调制解调方法，其特征在于，包括：根据调制格式，确定每个符号内所包含的比特位数K；根据所述每个符号内所包含的比特位数K、预设的关联符号数N、预设的偏振态数目M以及预设的校验码位数J，确定每个分组内所包含的比特位数M×N×K-J；根据所述每个分组内所包含的比特位数，对信源提供的比特序列进行分组处理，得到比特序列组；对每个所述比特序列组进行校验码计算，将计算得到的J位校验码插入到所述每个比特序列组内的预设位置处；根据格雷映射规则，将插入了校验码后的比特序列组内的比特进行调制并映射到M个偏振态上，形成N个多维关联符号；发送调制后的所述N个多维关联符号；所述方法还包括：接收所述调制后的所述N个多维关联符号并进行解调，对每个分组内的M×N×K位比特进行校验，若校验通过，输出M×N×K-J位比特信息作为判决译码结果。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设的校验码位数J为一位；相应的，所述对每个所述比特序列组进行校验码计算，将计算得到的J位校验码插入到所述每个比特序列组内的预设位置处，包括：对每个所述比特序列组进行单比特奇偶校验计算，并将计算得到的一位奇偶校验编码插入到每个比特序列组的最后一位，得到包含M×N×K个比特的比特序列组。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述M个预设的偏振态为X偏振态和Y偏振态；所述X偏振态与所述Y偏振态为两正交偏振态；相应的，所述根据格雷映射规则，将插入了校验码后的比特序列组内的比特进行调制并映射到M个偏振态上，形成N个多维关联符号，包括：根据格雷映射规则，将插入了校验码后的比特序列组内的比特调制为mQAM符号；调制后的所述mQAM符号中包含有所述X偏振态的同相相位、正交相位的信息，还包含有所述Y偏振态的同相相位、正交相位的信息，其中，m＝2b，b为自然数；将所述调制后的mQAM符号映射到所述X偏振态和所述Y偏振态上。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述接收调制后的所述N个多维关联符号并进行解调，对每个分组内的M×N×K位比特进行校验之后，还包括：若校验不通过，将所述N个多维关联符号中偏离理想点欧氏距离最大的符号认定为判决错误；在满足格雷映射规则的调制符号中，对被认定为判决错误的符号重新确定其理想点，并根据重新确定的理想点对所述判决错误的符号进行校验。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述在满足格雷映射规则的调制符号中，对被认定为判决错误的符号重新确定其理想点，包括：在满足格雷映射规则的调制符号中，根据所述调制符号与所述判决错误的符号的欧...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘楠，魏进武，刘露，
申请(专利权)人：中国联合网络通信集团有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11