使用相干解码和交织的相干检测的方法和设备技术

本发明专利技术涉及使用相干解码和交织的相干检测。一种系统被配置为接收与相位调制信号相关的符号块，符号块包括与信号相关的有效载荷相对应的数据符号和控制符号；处理控制符号以识别与控制符号相关的相位噪声的数量；基于相位噪声的数量和参考相位重置与每个数据符号相关的相位；交织每个数据符号的各个数据样本和其它数据样本，其中交织各个数据样本使与各个数据样本有关的错误被传播到其它数据样本中并使错误率相对于在交织之前存在的先前的数据率有所减小；以及对经交织的各个数据样本执行前向纠错。

【技术实现步骤摘要】
使用相干解码和交织的相干检测 相关申请的参考本申请请求于2011年7月22日申请的美国临时专利申请61/510，583的优先权，该申请的全部内容在这里被纳入参考。
技术介绍
相干光接收机处理从光纤网络接收的以光信号为形式的通信量。相干光接收机通过在光信号上执行操作来处理光信号，例如偏振分光，解调，模数转换，等。由相干光接收机执行的处理通常包括使用与在光纤发射机中由远程振荡器产生的载波频率相匹配的本地振荡器的相干处理。应用在光接收机中的微分相干检测技术可以最小化周跳所引起的与被相位调制(例如，基于二进制相移键控(BPSK)，正交相移键控(QPSK)，等)的通信量有关的比特错误。减少由周跳引起的错误可以导致减少与通信量有关的比特错误率。不幸的是，微分相干检测技术通常引入了噪声恶化，而噪声恶化可能减小系统范围。
技术实现思路
依据一个实施例，一种方法可以包括通过网络设备接收与相位调制信号相关的符号块，其中符号块可以包括与该信号相关的有效载荷相对应的数据符号以及控制符号；通过网络设备从符号块中获取控制符号；通过网络设备处理控制符号以识别与控制符号相关的相位噪声数量；以及基于相位噪声的数量和至少一个参考相位通过网络设备重置与每个数据符号相关的各自相位。方法也包括通过网络设备和重置相位结果交织与每个数据符号有关的各个数据样本和其它数据样本，其中交织各个数据样本和其它样本使与各个数据样本相关的连续错误被传播到其它数据样本中以及减少相对于在交织之前存在的先前错误率的错误率；以及通过网络设备在`经交织的各个数据样本上执行前向纠错。依据另一个实施例，系统可以包括一个解码设备用于接收与相位调制信号相关的符号块，其中符号块可以包括嵌入到符号块中的控制符号；识别与控制符号相关的相位噪声数量；以及基于相位噪声的数量和依据相位噪声数量被识别的参考相位重置与符号块相关的相位。系统也包括一个或多个交织器用于将与符号块相关的样本写入与一个或多个交织器相关的第一存储器中，其中样本对应于符号块中符号的实部和虚部；以交织样本和其它样本的方式从第一存储器中读取包括与符号块相关的样本和与一个或多个其它符号块相关的其它样本的一个或多个字，将一个或多个字写入与一个或多个交织器相关的第二存储器中；以及以交织一个或多个字和一个或多个其它字的方式从第二存储器中读取包括存储在第二存储器中的一个或多个字和一个或多个其它字的一个或多个字组。系统进一步包括一个纠错设备用于在与一个或多个其它字交织的一个或多个字上执行前向纠错；以及在执行了前向纠错之后输出一个或多个字和一个或多个其它字。依据另一个实施例，网络设备包括一个解码组件用于接收与相位调制信号相关的符号块，符号块包括嵌入到符号块中的控制符号；基于与控制符号有关的相位噪声数量重置与符号块相关的相位，当周跳发生时，其中重置相位导致错误在与符号块的全部或者一部分相关的样本中发生，其中样本对应于符号块中的同相分量和正交分量符号。设备也包括一个或多个交织器用于将样本与网络设备处理的其它样本进行交织，其中交织样本引起全部或部分符号块包含错误，错误被传播到其它符号中。设备进一步包括一个纠错组件用于基于第一次序将与其它样本交织的样本写入与纠错组件有关的存储器中；基于与第一次序不同的第二次序从存储器中读取样本和其它样本；在样本和其它样本上执行前向纠错操作以更正在全部或部分符号块中的错误；以及在执行了前向纠错操作之后输出样本和其它样本。附图说明图1是示例环境的框图，其中本文描述的系统和/或方法可以被实现在该示例环境中；图2是依据这里描述的实施例用于存储相位调制符号的示例数据块的图；图3是图1的相干解码器的示例组件的图；图4是依据这里描述的实施例用于解码与接收的通信量有关的符号的示例过程的流程图；图5是依据这里描述的实施例与图1的短帧交织器有关的示例短帧交织器数据结构的图；图6是依据这里描述的 实施例与图1的长帧交织器设备有关的示例长帧交织器数据结构的图；图7是依据这里描述的实施例与图1的FEC解码器有关的示例前向纠错(FEC)数据结构的图；以及图8是依据这里描述的实施例用于在通信量上执行交织和/或FEC操作的示例方法的流程图。 详细描述以下的详细描述参考附图。在不同图中相同的参考号码可以指示相同或者类似的元件。而且，下面的详细描述不限制实施。在这里描述的一个实施例中，系统和/或方法允许一个相干光接收机使用相干解码技术对接收的通信量执行相干检测以减少和/或识别该通信量中周跳的发生。当与相位调制信号有关的相位噪声(例如相位延迟)的量导致第一符号被解释为另一个具有对应于相位噪声量的相位的符号时，可能引起周跳。该系统和/或方法也允许该相干光接收机使用一个或多个交织技术执行相干处理以使与通信量有关的错误率(例如，比特错误率，符号错误率，等等)减小到小于阈值的水平。减小错误率到小于阈值的水平就可以允许对通信量执行前向纠错。上述系统和/或方法允许对接收的通信量执行相干检测，而不使用微分编码和/或解码。执行相干检测而不执行微分编码和/或解码就可以避免在处理上述通信量时的噪声恶化(例如大约一个分贝(dB)的噪声恶化)。避免噪声恶化可以增加系统范围(例如，多达25% )，这允许上述通信量被传输到比当在通信量上执行微分编码和/或解码时更远的距离。在下面的描述中，某些操作，例如相干编码，相干解码，交织，纠错，和/或其它操作被描述为对已使用正交相移键控(QPSK)技术调制过的通信量执行。在另一个实施例中，使用另一种类型的相位调制，例如二进制相移键控(BPSK)，高阶相移键控(例如，8-PSK，等)等来执行一定操作。因此，以下的例子描述在基于QPSK被调制的通信量上执行的一定操作，其被用于解释性的目的。图1是示例环境100的框图，本文描述的系统和/或方法被实现在该示例环境100中。环境100可以包括光发射器110，光接收机120，和网络140。光发射器110可以包括用于产生，处理，和/或发射光信号的一个或多个设备。在一个实施例中，光发射器110可以是一个网络设备。光发射器110可以包括接口 111，前向纠错(FEC)编码器112，长帧交织器114，短帧交织器116，相干编码器118，和发射器119。光发射器110可以从客户设备接收电信号，可以处理该电信号，以及可以基于处理的电信号产生编码的光信号。光发射器110可以通过网络140 (例如，通过光纤，光缆，光纤设备，等)发送编码的光信号到光接收机120。 接口 111包括能以特定格式，数据率，带宽等接收电信号和/或输出电信号的一个或多个组件。例如，接口 111可以从客户设备接收与第一格式，数据率，带宽等相关的电信号，以及基于第二格式，数据率，带宽等发送电信号到FEC编码器112。FEC编码器112包括提供从接口 111接收信号的编码的一个或多个组件，允许信号中的错误由光接收机120识别，管理和/或更正。FEC编码器112使用纠错码(ECC)(例如，一种“Bose, Ray-Chaudhuri,和 Hocquenghem” (BCH)码，或者一些其它的 ECC)来编码信号。另外，或者可替代的，FEC编码器112可以将编码字和/或符号写入与FEC编码器112有关的存储器的行和/或列中。FEC编码器112以与本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，包括：通过网络设备，接收与相位调制信号相关的符号块，所述符号块包括：与所述信号相关的有效载荷所对应的数据符号，和控制符号；通过所述网络设备，从所述符号块中获取所述控制符号；通过所述网络设备，处理所述控制符号以识别与所述控制符号相关的相位噪声的数量；基于所述相位噪声的数量和至少一个参考相位，通过所述网络设备，重置与每个数据符号相关的各个相位；通过所述网络设备并且作为重置所述相位的结果，交织每个数据符号的各个数据样本和其它数据样本，其中交织各个数据样本和其它样本：使与各个数据样本相关的连续错误被传播到所述其它数据样本中，并且使错误率相对于在交织之前存在的先前的错误率有所减少；以及通过所述网络设备，对经交织的各个数据样本执行前向纠错。

【技术特征摘要】
2011.07.22 US 61/510,583;2011.09.30 US 13/250,4621.一种方法，包括 通过网络设备，接收与相位调制信号相关的符号块，所述符号块包括 与所述信号相关的有效载荷所对应的数据符号，和 控制符号； 通过所述网络设备，从所述符号块中获取所述控制符号； 通过所述网络设备，处理所述控制符号以识别与所述控制符号相关的相位噪声的数量; 基于所述相位噪声的数量和至少一个参考相位，通过所述网络设备，重置与每个数据符号相关的各个相位； 通过所述网络设备并且作为重置所述相位的结果，交织每个数据符号的各个数据样本和其它数据样本，其中交织各个数据样本和其它样本 使与各个数据样本相关的连续错误被传播到所述其它数据样本中，并且 使错误率相对于在交织之前存在的先前的错误率有所减少；以及 通过所述网络设备，对经交织的各个数据样本执行前向纠错。2.权利要求1的方法，其中一个控制符号包括 所述各个数据样本中的第一数据样本，对应于所述这个控制符号的实部； 所述各个数据样本中的第二数据样本，对应于所述这个控制符号的虚部。3.权利要求1的方法，其中在数据符号块中所述控制符号位于数据符号块的第一个数据符号和数据符号块的最后一个数据符号之间大约中间的点上。4.权利要求1的方法，其中所述控制符号包括下列中的至少一个 与第一偏振相关的第一控制符号，包括 与第一控制符号的同相分量相关的第一样本，和 与第一控制符号的正交分量相关的第二样本，或者 与第二偏振相关的第二控制符号，包括 与第二控制符号的同相分量相关的第三样本，和 与第二控制符号的正交分量相关的第四样本。5.权利要求4的方法，其中处理所述控制符号进一步包括 将第一控制符号乘上与第一相位有关的第一参考信号，以识别与第一控制符号有关的第一相位噪声；以及 将第二控制符号乘上与第二相位有关的第二参考信号，以识别与第二控制符号有关的第二相位噪声。6.权利要求5的方法，其中所述第一相位噪声对应于包括实部和虚部的复合信号， 其中所述实部基于由第一控制符号的实部乘上第一参考信号的实部而定义的第一乘积以及由第一控制符号的虚部乘上第一参考信号的虚部而定义的第二乘积之差； 其中所述虚部基于由第一控制符号的实部乘上第一参考信号的虚部而定义的第三乘积以及由第一控制符号的虚部乘上第一参考信号的实部而定义的第四乘积之和。7.权利要求5的方法，进一步包括 识别所述相位噪声的数量基于下列中的至少一个 与第一控制符号有关的第一相位噪声，或者与第二控制符号有关的第二相位噪声； 基于所述相位噪声的数量来确定至少一个参考相位；以及 使用与所述至少一个参考相位有关的参考信号来重置数据符号。8.权利要求1的方法,其中交织各个数据样本进一步包括 将各个数据样本写入与所述网络设备有关的第一存储器中的多个列中； 基于与各个数据样本被写入多个列中的第二次序不同的第一次序，从所述存储器中读取各个数据样本和其它数据样本，其中基于所述第一次序读取各个数据样本和其它数据样本导致各个数据样本变得与其它数据样本交织。9.权利要求8的方法，其中读取各个数据样本和其它数据样本进一步包括 从第一存储器中的多个行中读取多个字，其中所述多个字逐个的每个字包括所述各个数据样本中的至少一个和所述其它数据样本中的至少一个，以及其中，多个行中的每个行对应于在所述多个列中的每个列中的各个字段；以及 将所述多个字写入与所述网络设备有关的第二存储器中的多个帧中的一个帧中，其中所述多个帧中的其它帧存储多个其它字。10.权利要求9的方法，进一步包括 从第二存储器中读取第一字组，其中第一字组中的每个字是从所述多个帧的各自第一帧中读取的，以及其中，所述第一组字包括存储所述各个数据样本中的一个或多个的至少一个字；以及 从第二存储器中读取第二字组，其中所述第二字组中的每个字是从所述多个帧的各自第二帧中读取的，以及其中，所述第二字组不包括所述各个数据样本中的任意一个。11.权利要求1的方法，其中对经交织的各个数据样本执行前向纠错进一步包括 取回用于编码所述各个数据样本的另一个纠错码所对应的纠错码；以及 使用所述纠错码对经交织的各个数据样本执行前向纠错。12.—种系统,包括 解码设备，用于 接收与相位调制信号相关的符号块，所述符号块包括嵌入到所述符号块中的控制符号， 识别与所述控制符号相关的相位噪声的数量， 基于所述相位噪声的数量和依据所述相位噪声数量被识别的参考相位，重置与所述符号块相关的相位； 一个或多个交织器，用于 将与所述符号块相关的样本写入与所述一个或多个交织器相关的第一存储器中，其中所述样本对应于所述符号块中的符号的实部和虚部， 以交织所述样本和其它样本的方式，从第一存储器中读取一个或多个字，所述一个或多个字包括所述样本以及与一个或多个其它符号块相关的其它样本， 将所述一个或多个字写入与所述一个或多个交织器相关的第二存储器中，以及以交织所述一个或多个字和一个或多个其它字的方...

【专利技术属性】
技术研发人员：H·孙，KT·吴，Y·吴，S·汤姆森，
申请(专利权)人：英飞聂拉股份有限公司，
类型：发明
国别省市：