[发明专利]一种适用于高速相干光通信系统的概率成形编码方法

权利要求书

1.一种适用于高速相干光通信系统的概率成形编码方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：通过分布匹配器将均匀输入的比特序列转换为符号序列；

步骤1-1：输入信号长度为k的二进制比特序列X＝{X₁X₂…X_k}，其中0和1波特出现的概率均为二分之一；

步骤1-2：对步骤1-1的信号通过加入冗余的方式，得到输出的长度为n的符号序列Y＝{Y₁Y₂…Y_n}，CCDM输出的符号序列的概率分布满足麦克斯韦－波尔兹曼分布，表示为公式(1)，通过改变(1)中参数λ的取值，来控制概率成形的程度，λ＝0为均匀分布，将λ取值为0.3、0.7和1时为概率成形方案；

步骤2：通过LDPC码对传输的符号序列进行信道编码，输出的最终实值序列；

步骤2-1：随机二进制比特流D^k产生比特序列被分为两部分，其中一部分进入CCDM中，用来生成振幅Aⁿ＝A₁...A_n，剩余的长度为γn的比特序列U^γn作为附加数据位一同进入LDPC编码器进行前向纠错编码；

步骤2-2：求解长度为n的序列Xⁿ，Xⁿ的前γn通过不同调制格式信号星座点的格雷映射标记位的符号标记α(U^γn)来求解，α(U^γn)对应的值即为符号位sign，有两种情况，当U^γn为1时，对应的sign值为1，当U^γn为-1时，对应的sign值为0；剩余的(1-γ)n通过不同调制格式信号星座点的格雷映射标记位的幅度标记β(Aⁿ)进行计算，得出幅值位S；

步骤3：在接收端采用LDPC置信传播算法进行译码；

步骤3-1：BP算法进行初始化，用公式(3)表示为：

P_i(0)表示比特判为0的概率；P_i(1)表示比特判为1的概率；

步骤3-2：计算校验节点的似然信息，用公式(4)表示为：

步骤3-3：根据初始似然信息和本次处理所得的似然信息，计算新的比值，似然信息用公式(5)表示为：

c_i表示第i个比特；

步骤3-4：根据步骤3-3中公式(5)的L(Q_i)值进行判决：L(Q_i)0，则c_i＝0，否则c_i＝1。

2.根据权利要求1所述一种适用于高速相干光通信系统的概率成形编码方法，其特征在于：经过该概率成形模块后，最终实值序列中信号值通过以下公式计算：X_i＝Sign_i·S_i,i＝1,2...n。

3.基于偏振复用概率成形的M进制正交幅度调制相干光通信系统，其特征在于：包括激光器、偏振分束器、IQ调制器、偏振复用器、单模光纤、光电探测器和模数转换模块；

利用权利要求1或2的概率成形编码方法生成概率成形M进制正交幅度调制信号，将得到的信号通过数模换为电信号，激光器发射的激光通过偏振分束器分为X和Y两个偏振态，将电信号经过IQ调制器调制到两个偏振态的光载波上，再经过偏振复用器将X、Y偏振态的光信号进行光路复用；

然后将产生的偏振复用信号通过标准单模光纤；

接收端接收到的光信号经过相干检测后解调为X、Y偏振态，分别经过光电探测器转换成电信号，再经过模数转换模块转换为数字信号。