[发明专利]数字通信中的统计自适应软判决前向纠错

说明书

相关申请的交叉引用

本专利文件要求在2013年3月20日提交的美国临时专利号61/803,779的优先权益。前述专利申请的全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明涉及接收纠错编码的数字通信信号。

背景技术

对于应用领域（诸如无线通信、光纤通信，等等）中的数据通信存在着日益增长的要求。对于核心网的要求更是尤其高，这不仅是因为由于多媒体应用的原因用户设备（像，智能手机和计算机）使用越来越多的带宽，还因为用于数据在核心网上传播的设备总量也在增长。

发明内容

在一些公开的实施例中，软判决最大似然序列估计（MLSE）技术被用于在前向纠错解码之前估计接收的解调后的信号数据。软判决输出被输入到概率密度函数（PDF）估计模块和前向纠错（FEC）模块。FEC模块还使用PDF计算结果来生成FEC纠错的输出数据比特。输出数据比特可选地被用于进一步改善PDF估计。

在一些实施例中，用于根据接收的信号产生数据比特的方法和装置包括进行以下操作的模块和步骤：处理接收的信号以产生信号值序列；使用软判决最大似然序列估计技术，将信号值序列转换成数据值估计，其中估计概率与每个数据值估计相关联；基于数据值估计，计算数据值的概率密度函数；以及使用数据值估计和概率密度函数，前向纠错解码数据值来产生数据比特。所接收的信号可以是无线信号或光通信信号。

在另一个方面，光通信系统包括前向纠错的和频谱整形光通信信号的源，以及光通信接收器，该光通信接收器包括数字信号处理阶段，在数字信号处理阶段，基于软判决的模块输入数据估计到输出纠错的数据比特的前向纠错模块（FEC）。FEC模块使用第一输入和第二输入，所述第一输入包括来自MLSE模块的软判决，所述第二输入包括估计的数据比特的概率密度函数（PDF）。基于先前解码的数据比特和来自MLSE的输出数据估计计算出PDF。

附图说明

图1显示的是使用相干检测的预滤波/奈奎斯特WDM传输系统。

图2显示的是使用相干检测的多级联ROADM传输系统。

图3显示的是DSP处理的示例性实施例。

图4显示的是通常在软判决FEC解码器中假定的正态分布的概率密度函数。

图5显示的是在被施用于在相干光接收器中窄滤波所致的ISI补偿的MLSE的输出观察到的信号样本的统计直方图。

图6显示的是统计自适应的软判决FEC子系统的结构。

图7是接收和解码数字信号处理的流程图表示。

图8是数字接收器的框图表示。

具体实施方式

除了其他方面以外，本文公开了用于在相干光接收器中使用最大似然序列估计（MLSE）和软判决前向纠错（FEC）一同接收和检测光信号的方法。特别是，一个公开的实施例涉及自适应估计在MLSE模块的输出的信号样本统计，其被送入随后的软判决FEC模块，用于解码中的对数似然计算。统计自适应软判决FEC改善了纠错解码性能且增加了需要的光信噪比（ROSNR）的系统余量。所公开的技术可以被用于光学的、有线的或无线的调制通信信号的接收，其中使用前向纠错码编码数据比特。

基于相干检测和数字信号处理（DSP）的光传输系统已经在超高速光传输中的改善接收器灵敏度和实现优越的信号损失的信道均衡方面建立了它们不可或缺的地位。增加的接收器灵敏度或较低的需要的光信噪比（ROSNR）和频谱效率是开发高速光传输系统的两个方面。软判决FEC是改善接收器灵敏度的强有力的方法。另一方面MLSE有效用于补偿可能在高SE系统中受强滤波影响而严重损伤的符号间干扰。为了同时达到接收器灵敏度和SE的目标，实施例可以使用统计自适应软判决FEC用于相干光MLSE接收器以基于由MLSE输出的不同的信号统计来自适应优化FEC性能。

相干光接收器中的数字信号处理可以使用有限脉冲响应（FIR）滤波器和MLSE来补偿ISI、ICI（符号间干扰和信道间干扰）和其他信号失真。除了基于FIR和MLSE的ISI/ICI均衡，FEC是相干光接收器中另一个关键的模块。施加于光通信系统中的FEC已经经历了3代，即，硬判决单码字FEC、硬判决级联码FEC和软判决级联码FEC。硬判决FEC解码器接收仅由二进制数字0和1组成的数据流。硬判决解码通常是基于代数编码格式进行的。使用此解码模式，信号中信道干扰统计特征被丢失。另一方面，软判决（SD）FEC通过考虑包含在信号样本的软信息中的信号统计分布改善解码性能。