[发明专利]正交模式与码片关联传输方法

说明书

本发明公开了正交模式与码片关联传输方法，属于光通信技术领域，1）根据系统的信道进行每种模式上码本设计，根据每种模式的码本对原本需要发送的数据流做扩频处理；2）对原始比特流信息进行重新的编码，在接收端通过每个模式对应的对应码本信息，进行积分判决，还原出原本的比特流信息。本发明以抑制模间串扰，针对少模光纤在应用中不可避免发生模间耦合产生的信号串扰问题，与使用复杂的MIMO均衡器和设计新型少模光纤技术相比，本发明专利从编码的角度出发，抑制信号串扰问题，节约了器件成本。通过获取一定的信道情况，来合理设计调整扩频倍数以及码本设计，可以有效的抑制模式耦合带来的信号串扰问题。

技术领域

本发明属于光通信技术领域，具体涉及正交模式与码片关联传输方法。

背景技术

在光纤通信领域，随着多种新技术的出现与多种新型器件的研制成功，传统的单模光纤已接近香农极限。为了突破单模光纤容量极限的限制，需要开发利用新的维度进行传输。空分复用技术（SDM）利用光纤中“空间”的维度进行复用，其中，模分复用技术(MDM)通过在单根光纤中使用多个相互正交的模式分别作为独立的信道同时对信号进行传输，被认为是提升光通信容量的有效手段，利用空间维度实现传输容量成倍的提升。近年来，模分复用技术与波分复用、时分复用及偏分复用技术逐渐融合，新式的光子灯笼模式复用/解复用器的出现，也解决了光信号耦合进出光纤的问题，为少模光纤的实用化做出了推进作用。在长距离的传输过程中，由于存在着模式色散（MD），光脉冲发生畸形，不同模式具有不同的群速度，传输距离过长会导致不同模式到达接收端的时间不同，造成误码。

针对少模光纤中不可避免地会发生模式间的耦合问题，主要解决的方法有：（1）在接收端，使用数字信号处理对信号进行均衡处理。一般使用多输入多输出（MIMO）均衡系统，对信号进行均衡恢复。虽然，关于均衡算法有不断的研究提出，均衡效果可以达到很优秀的效果，但是算法的复杂度高仍然是面临实时通讯的一个挑战；（2）关于少模光纤、模式转换器、模分复用器/解复用器、模式放大器等器件的设计和制备。在算法优化之外，还可以在器件结构上进行调整，生产一批串扰程度低、高集成度的器件，使得增益更均衡，提高系统的稳定性，提高效率。

现如今，我国在少模光纤模分复用系统方向上的研究还停留在初始阶段。国内包括吉林大学、北京邮电大学、华中科技大学和天津大学等一些高校和科研机构也在开始对基于少模光纤的模式复用技术采取研究，主要集中在理论层面，仿真实验规模较小。模分复用技术在下一代光纤通信系统领域拥有相当大的扩容潜力，可以为光传输系统与网络带来巨大的突破。如何将模分复用技术合理有效地运用在光纤通信系统并使其成为将来光通信领域的关键技术依然是一项艰巨的任务。

发明内容

发明目的：针对模分复用技术使用过程中会发生的模式串扰问题，本发明的目的在于提供正交模式与码片关联传输方法，提出一种新的编码方法，将正交模式与码域相结合进行复用编码，区别于使用复杂的MIMO均衡器和设计新型模式光纤，从编码的角度出发，降低系统模式串扰，并且使得在原有模分复用的基础上继续提高传输容量。

技术方案：为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

正交模式与码片关联传输方法，包括如下步骤：

1）根据系统的信道进行每种模式上码本设计，根据每种模式的码本对原本需要发送的数据流做扩频处理；

2）对原始比特流信息进行重新的编码，在接收端通过每个模式对应的对应码本信息，进行积分判决，还原出原本的比特流信息。

进一步地，步骤1）中，所述的系统的信道情况包括模式数、模式间扰，每种模式发送的用户比特流数据经过模式、码片关联编码，从每种模式上挑选对应的码字发送到不同正交模式的链路上进行传输。

进一步地，步骤1）中，所述的码本设计包括如下步骤：