随时间和频率变化的概率星座整形制造技术

一种光发射器(800)用于从多个编码的用户位(808、810)生成在至少一个维度上表现出非均匀访问概率的符号(814)的集合，使用置换函数(811)在多个频分复用“FDM”子载波上对该符号的集合进行编码，并发射包括多个FDM子载波的光信号(864)，该符号的集合在该多个FDM子载波上编码。光接收器(900)用于使用逆置换函数(911)从多个FDM子载波解码符号估计(916)的集合，该符号估计包括在至少一个维度上表现出非均匀访问概率的符号的估计，并从该符号估计的集合中恢复用户位(902)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】随时间和频率变化的概率星座整形
本申请涉及光通信

技术介绍
在光通信系统中，光发射器可以通过将位映射到符号，然后使用特定的调制方案将一个或更多个光载波与符号一起调制，从而以位的形式对数字信息进行编码。光发射器因此生成要通过光通信信道发送到光接收器的光信号，其中该光信号代表数字信息。光接收器可以处理经由光通信信道接收到的光信号，以恢复符号的估计、位的估计或两者。在光接收器处接收的光信号可以包括在光发射器处生成的光信号的降级版本。光通信系统中可能导致信号衰减的各种组件包括光纤、光放大器、滤波器、隔离器等。放大器噪声、光非线性、偏振相关损耗或增益(PDL或PDG)、偏振模式色散(PMD)、频率相关损耗和其他效应可能会将噪声和/或失真引入信号。噪声相对于光信号的幅度可以用信噪比(SNR)来表征，也可以用噪声-信号比(NSR)来表征。剖析噪声源时，NSR可能是方便的。高NSR可能导致噪声符号估计，进而可能产生错误的位估计。在光接收机处恢复的位估计与在光发射器处编码的原始位不同的概率可以由误码率或误码率(BER)来表征。给定的应用可能具有最大的BER容限。例如，应用可能要求BER不超过10-15。前向纠错(FEC)技术可被用于降低BER。代替直接将来自用户的信息的原始位(简称用户位)直接映射到符号上，可以首先根据选定的FEC方案对用户位进行FEC编码。所得的FEC编码位包括冗余信息，例如奇偶校验或校验位。在光接收器处恢复的位估计是在光发射器处生成的FEC编码位的估计。基于所选择的FEC方案，这些估计可以在光接收器处经历FEC解码。FEC解码利用包含在FEC编码位中的冗余信息来检测和纠正位错误。最终，可以从FEC解码的位估计中恢复原始用户位的估计。FEC编码的优势在于其可以减少接收到的BER，而无需重新传输数据包。但是，这是以增加开销为代价的。FEC编码增加的开销或冗余量可以用信息速率R来表征，其中R被定义为FEC编码后输入数据序列的长度与FEC编码后的输出数据序列的长度之比(其中包括开销)。例如，如果FEC编码增加了25％的开销，则对于要进行FEC编码的每四个位，FEC编码将增加1位的开销，从而将5个FEC编码的位发送到光接收器。这对应于信息率R＝4/5＝0.8。
技术实现思路
根据一个广泛的方面，光发射器用于从多个编码的用户位生成符号的集合，这些符号在至少一个维度上展现出非均匀的访问概率。光发射器还被用于跨多个频分复用(FDM)子载波对符号的集合进行编码。光发射器还用于发射包括多个FDM子载波的光信号，符号的集合在多个FDM子载波上编码。根据一些示例，光发射器用于使用在光发射器处可用的置换函数来在不同的FDM子载波上对符号集合的不同子集进行编码。根据一些示例，不同子集中的至少一个包括符号集合内的连续符号。根据一些示例，不同子集中的至少一个包括符号集合内的非连续符号。根据一些示例，可以基于光通信链路的一个或更多个属性来对置换函数进行编程，其中光信号在光通信链路上发射。根据一些示例，可以对置换函数进行编程以在不同的FDM子载波上提供不同的容量。根据一些示例，光发射器可被用于使用在光发射器处可用的多个查找表(LUT)来生成编码的用户位。根据一些示例，可以基于光通信链路的一个或更多个属性来对多个LUT进行编程，其中光信号在光通信链路上发射。根据另一个广泛的方面，光接收器被用于通过在光接收器和光发射器之间建立的光通信链路接收光信号，其中，所接收的光信号包括多个频分复用的“FDM”子载波；光接收器还用于从多个FDM子载波解码出符号估计的集合，该符号估计包括在至少一个维度上展现出非均匀访问概率的符号的估计。光接收器还被用于从符号估计集合中恢复多个用户位。根据一些示例，光接收器用于使用光接收器处可用的逆置换函数来解码来自不同FDM子载波的符号估计的不同子集。根据一些示例，不同子集中的至少一个包括符号估计集合中的连续符号估计。根据一些示例，不同子集中的至少一个包括符号估计集合中的非连续符号估计。根据一些示例，光接收器用于使用在光接收器处可用的多个LUT来恢复多个用户位。附图说明图1示出了根据本文公开的技术的示例性光通信系统；图2示出了用于使用树编码的概率星座整形(PCS)的示例编码结构的示意图；图3示出了可以在其上操作图2的示例PCS编码结构的16-QAM基础星座；图4示出了用于图2的PCS编码结构的第二层的示例查找表(LUT)；图5示出了用于图2的PCS编码结构的第三层的示例LUT；图6示出了用于图2的PCS编码结构的第四层的示例LUT；图7示出了与图2的PCS编码结构一起使用的示例PCS解码结构的示意图；图8示出了根据本文公开的技术的示例性光发射器；图9示出了根据本文公开的技术的示例性光接收器；图10是根据示例仿真的，在时间和频率上，以及仅在时间上，PCS的相对裕度(dB)随发射功率(dBm)而变化的图；图11示出了根据本文公开的技术在光发射器处执行的示例方法；以及图12示出了根据本文公开的技术在光接收器处执行的示例方法。具体实施方式图1示出了根据本文公开的技术的光通信系统100。通信系统100包括光收发器102。代表数字信息的光信号经由在光收发器102之间的光通信链路上建立的光通信信道104在光收发器102之间传输。为了本公开的目的，将光信号视为四个正交维度与时间的函数是较方便的。四个正交维度分别括两个正交偏振中的每一个的相应的同相(I)分量和正交(Q)分量，其通常被表示为X和Y。出于表示目的，在特定时间间隔t处的四个维度可以被表示为XI(t)、XQ(t)、YI(t)和YQ(t)。光收发器102可以是柔性的，从而能够调节光收发器102的各种配置参数。为了使光通信系统100工作，光收发器102之一的光发射器部分的配置参数必须与光收发器102中的另一个的光接收器部分的配置参数兼容。配置参数的示例包括但不限于，调制格式或方案、符号率、前向纠错(FEC)参数、数字信号处理(DSP)参数、脉冲整形参数、频分复用(FDM)的子载波数量、色散补偿参数、载波相位恢复参数以及数字非线性补偿参数。可以通过光通信系统的各种元件来改变经由光通信信道104所传输的信号，所述各种元件例如是光纤、光放大器、滤波器、隔离器、波长选择开关等。例如，信号通过光纤或滤光器传输可能会使光信号衰减，而信号通过光放大器传输可能会增强信号并产生噪声。由给定分量所引起的信号损耗(或信号增益)可能取决于信号的偏振状态。通常，此效应称为偏振相关损耗或增益(其被表示为PDL或PDG)。如果使用两个正交偏振状态在载波频率上传输信息，系统的给定元素可能会导致每个偏振经历不同级别的PDL。PDL在光通信系统中的所有元素上都是累积的。由于PDL，一个偏振的光信噪比(OSNR)可能低于另一个偏振的OSNR。在光纤中的随机缺陷或机械应力可能导致在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种在光发射器(800)处执行的方法(1100)，该方法包括：/n从多个编码的用户位(808、810)生成(1102)在至少一个维度上展现出非均匀访问概率的符号(814)的集合；/n在多个频分复用“FDM”子载波上编码(1104)所述符号的集合，其中，在不同的FDM子载波上编码所述符号的集合的不同子集；以及/n发射(1106)包括多个FDM子载波的光信号(864)，所述符号的集合在该多个FDM子载波上编码。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20190228 US 16/289,4291.一种在光发射器(800)处执行的方法(1100)，该方法包括：
从多个编码的用户位(808、810)生成(1102)在至少一个维度上展现出非均匀访问概率的符号(814)的集合；
在多个频分复用“FDM”子载波上编码(1104)所述符号的集合，其中，在不同的FDM子载波上编码所述符号的集合的不同子集；以及
发射(1106)包括多个FDM子载波的光信号(864)，所述符号的集合在该多个FDM子载波上编码。


2.根据权利要求1所述的方法，其中，使用在所述光发射器处可用的置换函数(811)来执行所述编码。


3.根据权利要求2所述的方法，其中，基于光通信链路的一个或更多个属性来对所述置换函数进行编程，光信号在所述光通信链路上发射。


4.根据权利要求2或3所述的方法，其中，所述置换函数被编程为在不同的FDM子载波上提供不同的容量。


5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，所述不同子集中的至少一个包括所述符号的集合的连续符号。


6.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，所述不同子集中的至少一个包括所述符号的集合的非连续符号。


7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，还包括
使用在光发射器处可用的多个查找表“LUT”(210、214、218)来生成编码的用户位。


8.根据权利要求7所述的方法，其中，基于光通信链路的一个或更多个属性来对所述多个LUT进行编程，光信号在所述光通信链路上发射。


9.一种光发射器(800)，包括：
组件(844、848、854、862)，其被配置用于传输调制的光信号(864)；以及
电路(801、828、830、832、834)，其被配置为执行根据权利要求1至8中任一项所述的方法。


10.一种非暂时性计算机可读介质(801)，存储有计算机可执行指令，当所述计算机可执行指令由光发射器的处理器执行时，使所述处理器执行根据权利要求1至8中任一项所述的方法。


11....

【专利技术属性】
技术研发人员：迈克尔·赖默尔，哈米德·易卜拉欣扎德，
申请(专利权)人：希尔纳公司，
类型：发明
国别省市：美国;US