[发明专利]基于极化码编码IM/DD传输方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于极化码编码PS‑64‑QAM IMDD传输方法及系统。本发明一种基于极化码编码PS‑64‑QAM IMDD传输方法，用于发射端中，包括：将均匀分布的二进制比特输入到PS编码器中，创建传输方式查找表，从而产生K个数据比特和M个选择比特。接着，先将K比特进行伪随机交织操作，再输入到系统极化码编码器中。本发明的有益效果：本发明提出并通过实验证明了在IM/DD 64‑QAM OFDM传输系统中，通过概率整形和PAPR抑制，并结合系统极化码纠错，实现了对系统性能的较大的提升。可以看出本发明方案在FEC之前和FEC之后，BER为3.8×10^‑3下获得了7dB和4dB的性能提升。并且，PS和SLM的冗余信息都被巧妙的放进在了极化码的冻结位中，从而保证了整个传输系统中，冗余度都是固定不变的。

技术领域

本发明涉及通信领域，具体涉及一种基于极化码编码IM/DD传输方法及系统。

背景技术

随着近年来数字通信的快速发展，人们对光网络中高速数据传输的需求不断提升。为了保证系统的可靠高效、稳定长距离传输，概率整形技术凭借其灵活的信息速率和优秀的OSNR容限，具备了很好的应用前景。

强度调制直接检测(IM/DD)正交频分复用(OFDM)由于其配置简单并且成本低廉，成为下一代无源光网络(NG-PON)非常有希望的候选者。但是，厄米对称性的要求几乎使频谱效率减半。与16-QAM信号相比，64-QAM信号可以将频谱效率提高四倍，但同时更容易受到各种噪声的影响。此外，作为多载波技术的OFDM还存在严重的问题，即由于每个载波的重叠传输而导致更高的峰均功率比(PAPR)。

对于光功率受限的系统，为了实现系统容量的最大化，从而对输入信号的星座图进行整形，获得整形增益。2016年德国慕尼黑工业大学Georg Bicherer教授提出了一种恒定成分分布匹配器(CCDM)，能够实现将均匀分布的信息序列变成为特定概率分布的信息序列，使传输信号近似高斯信号来达到香农极限。Lvan教授提出的二进制LDPC码结合霍夫曼编码进行概率整形和T.Yoshida提出的脉冲幅度调制系统的后概率整形方案，都获得了不同程度的增益。PS可以有效地索引最低能量的星座点，并增加出现这些星座点的可能性，从而增强信号对各种噪声的鲁棒性。但是，CCDM需要较长的块长度，并且对并行处理多个块具有挑战性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种基于极化码编码IM/DD传输方法及系统。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种基于极化码编码IM/DD传输方法，用于发射端中，包括：

将均匀分布的二进制比特输入到PS编码器中，创建传输方式查找表，从而产生K个数据比特和M个选择比特。

接着，先将K比特进行伪随机交织操作，再输入到系统极化码编码器中。系统极化码编码器如式(1)所示

其中，信源比特可以分为信息位u_A和冻结位G_A和是生成矩阵G_N的子矩阵，而是二进制矩阵F＝[1 0；1 1]的n倍Kronecker幂；B_N为一个N×N比特翻转矩阵；

选择将需要传输的K个数据比特放置在极化码编码器的信息位中，将M个选择比特放置在信道质量相对较差的冻结位中，其余的冻结位依然用0表示；

在经过系统极化码编码之后，原来的概率分布已经被打乱，需要再通过一次反交织操作还原传输信息的概率分布特性，在经过星座映射之后，选择PAPR最低的数据进行光纤传输。

在其中一个实施例中，传输方式查找表如下：

在其中一个实施例中，利用SLM算法选择PAPR最低的数据进行光纤传输。