[发明专利]基于最优信道编码调制的自适应光传输系统和方法

权利要求书

1.基于最优信道编码调制的自适应光传输系统，其特征在于，包括：

信源模块，产生用于光传输的数字信号；

变换模块，包含一个查找表，将由信源模块产生的数字信号映射为调制器的输入电压，实现数字信号到信道星座图，即高速电信号，的映射；

光源，用于输出激光，作为光通信中的光载波；

调制模块，用于将所述高速电信号调制到光源发出的光载波上；

光纤，用于传输光信号；

解调模块，用于将光纤中的光信号经过光电转换和数模采样后转换为高速电信号；

解变换模块，用于将高速电信号经过解变换后转换为数字信号；

接收模块，用于完成系统的性能评价，如误码率等功能，完成数字信号的接收；

优化模块，用于设定信源模块的发送信号，并根据反馈模块的输入实现对特定光通信信道的优化，并将优化结果输出到变换模块；

信道信息采集模块，用于收集信道的采样信息，并将其转换为信道的条件概率密度函数p(y|x)，并将此函数送入反馈模块；

反馈模块，用于将信道的特性，即条件概率密度函数传输给优化模块；

所述的信源模块、变换模块、调制模块、光纤、解调模块、解变换模块、接收模块、信道信息采集模块、反馈模块、优化模块依次相连；

所述优化模块与所述信源模块和所述变换模块相连；

所述光源与所述调制模块相连；

所述解调模块与所述信道信息采集模块相连。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述信源模块为数字信号发生器或其它信号源。

3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述数字信号可是多阶信号。

4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述变换模块为可编程逻辑器件或数模转换模块。

5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述光源为光通信中常用的窄线宽激光器。

6.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述调制模块为通用的相位调制器或幅度调制器。

7.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述解调模块为相干光解调器。

8.基于最优信道编码调制的自适应光传输方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：系统初始化：优化模块设定信源模块，使其产生伪随机数字信号序列，该伪随机数字信号序列同时通过反馈信道传输给信道信息采集模块；

步骤二：信道特性估计：根据光通信系统所需的调制格式，优化模块设定变换模块的查找表；然后，传输步骤一所设定的伪随机数字信号序列，信息采集模块接收解调模块输出的数字信号，并进行直方图分析，得到信道特性的估计，即信道的条件概率密度函数p(y|x)；信道信息采集模块将此概率密度函数通过反馈通道传递给优化模块；

步骤三：信道优化：根据估计出来的信道特性，采用以下分步迭代算法进行优化：

假定迭代算法在第k-1步，得到了输入的概率分布u_k-1和星座图上的坐标r_k-1，则可按以下算法得到第k步的输入概率分布u_k及星座图上的坐标r_k：

步骤(A)依据式1得到概率分布u_k

uk=argmaxu{I(u):u∈Ω(u;rk-1)}---(1)]]>

式中，I(u)为信道的互信息量，Ω(u；r)为概率分布及星座图坐标的集合，该集合满足信道限制条件，信道限制条件可为平均功率限制或最大功率限制；

步骤(B)依据式2得到星座图上的坐标r_k

rk=argmaxr{I(u):u∈Ω(uk;r)}---(2)]]>

依照上述步骤(A)和步骤(B)不断的循环迭代，直到I(u)的变化在设定的误差范围内；

步骤四：传输测试数据及性能评价：优化模块完成优化后，优化模块设定变换模块的查找表，并传输测试数据，由接收模块测试系统性能，若系统性能得到了提高，则信道自适应调整结束，系统开始正式工作；若系统性能没有得到提高，则重复步骤二至四，直到系统性能改善，系统结束自适应过程。