一种16QAM星座整形方法及相关装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种16QAM星座整形方法及相关装置，本发明专利技术采用星座点重叠的思想，将最外圈星座点重叠到最内圈星座点上，从而将16QAM星座截断为12QAM星座，进一步对星座点进行重新排布，使最内圈星座点的最小欧式几何距离相同，最内圈星座点分别到相对的最外圈星座点和相邻的最内圈星座点的距离相同，可有效降低甚至避免星座整形技术对相干光通信数字信号处理阶段的额外惩罚。理阶段的额外惩罚。理阶段的额外惩罚。

【技术实现步骤摘要】
一种16QAM星座整形方法及相关装置


[0001]本专利技术涉及一种16QAM星座整形方法及相关装置，属于光纤通信领域。

技术介绍

[0002]近年来，由于信息技术的高速发展，数据通信带宽也呈爆炸式增长，高质量、高速率的信息传输已经成为人们最急切的需求之一。通信与网络已全面融入社会生产生活、成为世界信息产业高速发展的核心引擎，深刻改变着全球发展格局、利益格局、安全格局。在未来，通信领域将更为广泛，有更多的新空间需要拓展，更多的新业务将被开发，这些都使得通信技术对频谱速率、用户体验速率、峰值速率等指标的要求越来越高。相干光通信技术由于其灵敏度高、通信距离长，并且兼容多种高阶调制格式，比如正交幅度调制(Quadrature Amplitude Modulation，QAM)，是目前中长距离信号传输的核心技术。
[0003]在相干光通信系统中，概率整形与几何整形技术在通信的编码调制中能提供有效的增益，但是由于收端需要较为复杂的数字信号处理技术，星座整形对收端算法会带来额外的负担，因此目前在相干光通信系统中，一般都是在几何整形或者概率整形中选取一个进行处理，很少对二者进行结合，而即便仅仅使用一个整形技术，其在相干光通信系统收端的频偏、相位恢复阶段，也会有额外的惩罚，尤其是整形幅度较大(增益更大)的情况下。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供了一种16QAM星座整形方法及相关装置，解决了
技术介绍
中披露的问题。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：
[0006]一种16QAM星座整形方法，包括：
[0007]将16QAM星座的最外圈星座点重叠到最内圈星座点上，获得12QAM星座；
[0008]对12QAM星座进行几何整形，获得星座点重新布局的16QAM星座；其中，星座点重新布局的16QAM星座中，最内圈星座点的最小欧式几何距离相同，最内圈星座点分别到相对的最外圈星座点和相邻的最内圈星座点的距离相同；
[0009]对星座点重新布局的16QAM星座进行概率整形。
[0010]将16QAM星座的最外圈星座点重叠到最内圈星座点上，获得12QAM星座，包括：
[0011]在16QAM星座的最外圈星座点上添加二进制标记，将添加二进制标记的最外圈星座点重叠到最内圈星座点上，获得12QAM星座。
[0012]将添加二进制标记后的最外圈星座点重叠到最内圈的星座点上，包括：
[0013]将星座点A的二进制编码中的标识码修改星座点B的二进制编码中的标识码，其中，星座点A为添加二进制标记的最外圈星座点，星座点B为16QAM星座的最内圈星座点。
[0014]对12QAM星座进行几何整形，包括：
[0015]构建一个以星座原点为原心的正方形，将最内圈四个星座点分布在正方形的四个顶点，在正方形每条边上构建一个正三角形，将中间圈四个星座点分布在每个正三角形的
顶点，在预设的相位线上，布置最外圈星座点。
[0016]预设的相位线包括π/4、3π/4、5π/4和7π/4相位线。
[0017]一种16QAM星座整形装置，包括：
[0018]重叠模块，用以将16QAM星座的最外圈星座点重叠到最内圈星座点上，获得12QAM星座；
[0019]几何整形模块，用以对12QAM星座进行几何整形，获得星座点重新布局的16QAM星座；其中，星座点重新布局的16QAM星座中，最内圈星座点的最小欧式几何距离相同，最内圈星座点分别到相对的最外圈星座点和相邻的最内圈星座点的距离相同；
[0020]概率整形模块，用以对星座点重新布局的16QAM星座进行概率整形。
[0021]重叠模块，用以在16QAM星座的最外圈星座点上添加二进制标记，将添加二进制标记的最外圈星座点重叠到最内圈星座点上，获得12QAM星座。
[0022]重叠模块中，将添加二进制标记后的最外圈星座点重叠到最内圈的星座点上，包括：
[0023]将星座点A的二进制编码中的标识码修改星座点B的二进制编码中的标识码，其中，星座点A为添加二进制标记的最外圈星座点，星座点B为16QAM星座的最内圈星座点。
[0024]几何整形模块中，几何整形包括：
[0025]构建一个以星座原点为原心的正方形，将最内圈四个星座点分布在正方形的四个顶点，在正方形每条边上构建一个正三角形，将中间圈四个星座点分布在每个正三角形的顶点，在预设的相位线上，布置最外圈星座点。
[0026]一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储一个或多个程序，所述一个或多个程序包括指令，所述指令当由计算设备执行时，使得所述计算设备执行16QAM星座整形方法。
[0027]本专利技术所达到的有益效果：本专利技术采用星座点重叠的思想，将最外圈星座点重叠到最内圈星座点上，从而将16QAM星座截断为12QAM星座，进一步对星座点进行重新排布，使最内圈星座点的最小欧式几何距离相同，最内圈星座点分别到相对的最外圈星座点和相邻的最内圈星座点的距离相同，可有效降低甚至避免星座整形技术对相干光通信数字信号处理阶段的额外惩罚。
附图说明
[0028]图1为16QAM星座整形方法的流程图；
[0029]图2为相干光通信系统接收端数字信号处理流程图；
[0030]图3为传统16QAM星座图；
[0031]图4为12QAM星座图；
[0032]图5为星座点重叠流程图；
[0033]图6为星座点重新布局的16QAM星座图。
具体实施方式
[0034]下面结合附图对本专利技术作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。
[0035]如图1所示，一种16QAM星座整形方法，包括以下步骤：
[0036]步骤1，将16QAM星座的最外圈星座点重叠到最内圈星座点上，获得12QAM星座。
[0037]步骤2，对12QAM星座进行几何整形，获得星座点重新布局的16QAM星座；其中，星座点重新布局的16QAM星座中，最内圈星座点的最小欧式几何距离相同，最内圈星座点分别到相对的最外圈星座点和相邻的最内圈星座点的距离相同。
[0038]步骤3，对星座点重新布局的16QAM星座进行概率整形。
[0039]上述方法采用星座点重叠的思想，将最外圈星座点重叠到最内圈星座点上，从而将16QAM星座截断为12QAM星座，进一步对星座点进行重新排布，使最内圈星座点的最小欧式几何距离相同，最内圈星座点分别到相对的最外圈星座点和相邻的最内圈星座点的距离相同，可有效降低甚至避免星座整形技术对相干光通信数字信号处理阶段的额外惩罚。
[0040]在传统QAM星座图中，星座点有多个幅度，最大幅度即最外圈的星座点需要的发射功率最大，而概率整形主要就是将这些发射功率较大的星座点的出现概率降低，而提升发射功力较小的内圈星座点的概率。在相干通信系统中，如果一味降低外圈星座点的发射概率，则会在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种16QAM星座整形方法，其特征在于，包括：将16QAM星座的最外圈星座点重叠到最内圈星座点上，获得12QAM星座；对12QAM星座进行几何整形，获得星座点重新布局的16QAM星座；其中，星座点重新布局的16QAM星座中，最内圈星座点的最小欧式几何距离相同，最内圈星座点分别到相对的最外圈星座点和相邻的最内圈星座点的距离相同；对星座点重新布局的16QAM星座进行概率整形。2.根据权利要求1所述的16QAM星座整形方法，其特征在于，将16QAM星座的最外圈星座点重叠到最内圈星座点上，获得12QAM星座，包括：在16QAM星座的最外圈星座点上添加二进制标记，将添加二进制标记的最外圈星座点重叠到最内圈星座点上，获得12QAM星座。3.根据权利要求2所述的16QAM星座整形方法，其特征在于，将添加二进制标记后的最外圈星座点重叠到最内圈的星座点上，包括：将星座点A的二进制编码中的标识码修改星座点B的二进制编码中的标识码，其中，星座点A为添加二进制标记的最外圈星座点，星座点B为16QAM星座的最内圈星座点。4.根据权利要求1所述的16QAM星座整形方法，其特征在于，对12QAM星座进行几何整形，包括：构建一个以星座原点为原心的正方形，将最内圈四个星座点分布在正方形的四个顶点，在正方形每条边上构建一个正三角形，将中间圈四个星座点分布在每个正三角形的顶点，在预设的相位线上，布置最外圈星座点。5.根据权利要求4所述的16QAM星座整形方法，其特征在于，预设的相位线包括π/4、3π/4、5π/4和7π/4相位线。6.一种16QAM星座整形装置，其特征在于，包括：...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘博，任建新，毛雅亚，赵建业，吴翔宇，吴泳锋，孙婷婷，赵立龙，戚志鹏，李莹，王凤，哈特，
申请(专利权)人：南京信息工程大学，
类型：发明
国别省市：