编码调制、解调译码方法、装置及存储介质与流程

1.本技术涉及光通信技术领域，特别涉及一种编码调制、解调译码方法、装置及存储介质。


背景技术：

2.光纤通信系统主要由发射机、物理信道和接收机组成，其中，物理信道主要由光纤链路组成。在长距离传输时，为了使接收机接收到的光信号具有一定的信噪比，光纤链路中一般采用掺饵光纤放大器(erbium-doped optical fiber amplifier，edfa)将传输的光信号维持在一定的光功率。通常一个光信号对应两个偏振光场，记为s
x
和s
y
，如果这两个偏振光场的幅度e
x
和e
y
不稳定，或者两个偏振光场的正交性不够好，两个偏振光场之间会互相干扰，光纤链路中就会产生非线性效应。如果再加上光功率超过一定的门限，光纤链路中产生的非线性效应就会加剧，导致对光信号的严重干扰，影响接收到的光信号的质量，对系统传输性能产生限制。
3.在相关技术中，由于斯托克斯向量可以表征光信号的偏振态信息，因此，可以基于斯托克斯向量来设计提升系统传输性能的约束条件。例如，约束条件1，需要尽量使|e
x
|2 |e
y
|2的幅度保持恒定以抵抗一定的非线性效应，约束条件2，需要尽量使偏振态呈现平衡状态以抵抗非线性效应中的交叉偏振调制效应(cross polarization modulation，xpolm)，也即使在一段连续时间内各个时隙的光信号的斯托克斯向量的和为零向量。为了满足这两个约束条件，采用基于偏振复用-正交相移键控(polarization multiplexed-quadrature phase shift keying，pm-qpsk)的编码调制方案，pm-qpsk是一种具有恒定幅度的调制方式，也即可以满足约束条件1，具有很好的抵抗非线性效应的能力。另外，该方案中编码之后连续两个时隙共传输8比特，约束条件2为需要这连续两个时隙的光信号的斯托克斯向量的和为零向量，满足该约束条件2的长度为8的码字有2^6种，这样，对于任意一个6比特序列均可以唯一映射到一个满足条件的长度为8的码字，也即可以对编码之前连续的6比特序列进行编码得到一个满足约束条件的8比特序列，编码之前的6比特序列为信息位，编码之后得到8比特，相当于有2比特的冗余位，因此，该方案的最高码率为6/8。
4.然而，通常当码率超过4/8时，码空间的最小码距将迅速变小，也即码率越高，最小码距越小。如上述方案中码率为6/8，码空间的最小码距为2，系统的容错能力很低，编码调制的性能将迅速恶化，从而导致系统传输性能无法达到整体最佳。


技术实现要素：

5.本技术提供了一种编码调制、解调译码方法、装置及存储介质，能够抵抗非线性效应且提高系统的容错能力，以提高系统的整体传输性能。所述技术方案如下：
6.第一方面，提供了一种编码调制方法，所述方法包括：
7.发射机获取第一比特流；发射机根据目标编码方式对第一比特流进行编码，得到第二比特流，目标编码方式是根据码空间确定的，码空间根据斯托克斯约束条件、码距约束
条件和调制映射规则确定；发射机根据调制映射规则，对第二比特流进行调制，得到x偏振符号流和y偏振符号流；发射机对该x偏振符号流和y偏振符号流进行电光调制，生成双偏光信号，并发送该双偏光信号。
8.由此可见，本技术中的码空间可以满足斯托克斯约束条件以抵抗非线性效应，并且码空间还可以满足码距约束条件，以提高系统的容错能力，使得系统的整体传输性能更优，这样，发射机发送的双偏光信号经过光纤链路传输之后，接收机可以接收到更高质量的双偏光信号。
9.在本技术中，发射机根据目标编码方式对第一比特流进行编码，包括：发射机每获取到第一比特流中的连续k个比特，根据目标编码方式对连续k个比特进行一次编码得到一个码字，码字包括n个比特，k和n均为大于0的整数，且k小于n。
10.可选地，一个码空间可以对应一种或多种编码方式，目标编码方式为该一种或多种编码方式中的一种。
11.可选地，调制映射规则是基于qpsk确定的，n为8的整数倍，x偏振符号流和y偏振符号流均包括多个连续的n/4个时隙。
12.需要说明的是，qpsk的一个符号可以用两比特表示，调制后得到的x偏振符号流和y偏振符号流所包括的至少连续两个时隙需要满足斯托克斯约束条件，由于x偏振符号流和y偏振符号流包括的连续两个时隙可以用4个符号表示，这样，x偏振符号流和y偏振符号流包括的连续两个时隙对应8个比特，因此，n可以为8的整数倍。在其他一些实施例中，调制映射规则也可以是基于任一种其他的调制方式确定的，这样，n的取值也可能需要相应地作出改变。
13.在本技术中，发射机在得到x偏振符号流和y偏振符号流之后，可以对该x偏振符号流和y偏振符号流加光进行电光调制，生成双偏光信号，也即将数字信号转换为模拟信号。之后，接收机可以将该双偏光信号通过光纤链路发送给接收机，这样，经电光调制之后得到的双偏光场可以携带光源信息传输至接收机。
14.可选地，在本技术中，在调制映射规则是基于qpsk确定的情况下，k可以等于9，n可以等于16，码距约束条件是指码空间的最小码距为4。这样，可以在抵抗非线性效应的同时，提高系统的容错能力，以提高系统的整体传输性能。
15.可选地，本技术提供了两种斯托克斯约束条件，第一种斯托克斯约束条件是指连续的n/4个时隙中紧邻的两个时隙的光信号的斯托克斯向量之和为零向量。
16.假设k等于9，n等于16，x偏振符号流和y偏振符号流包括多个连续的4个时隙，这4个时隙依次为t1、t2、t3和t4，时隙t1、t2、t3和t4对应的光信号的斯托克斯向量分别为s1、s2、s3和s4，则斯托克斯约束条件可以为：
[0017][0018]
在本技术中，对于同一个码空间，可以用不同的概念、工具进行描述。为了快速确定满足条件的码空间，可以采用陪集首描述的方式来确定码空间。
[0019]
可选地，码空间是按照下述第一公式确定的；
[0020]
第一公式为：
[0021]
其中，在第一公式中，w是指码空间，v
i
是指用于描述码空间且长度为n的陪集首，n是指v
i
的个数，k是指核空间，且
[0022]
其中，u
j
为长度等于6的行向量，m是指u
j
的个数，m等于2的6次方，g为生成矩阵。
[0023][0024]
v
i
∈v，v＝v
(p)
∪v
(q)
；
[0025][0026][0027][0028][0029]
上述公式v＝v
(p)
∪v
(q)
中的p＝1,q＝2，或者p＝3,q＝4，或者p＝1,q＝4，或者p＝2,q＝3。
[0030]
经上述计算之后可以确定得到四种码空间，分别为码空间一、码空间二、码空间三和码空间四，码空间一是根据上述v
(1)
和v
(2)
确定的，码空间二是根据上述v
(3)
和v
(4)
确定的，码空间三是根据上述v
(1)
和v
(4)
确定的，码空间四是根据上述v
(2)
和v
(3)
确定的。
[0031]
需要说明的是，在本技术中，同一种码空间可以有不止一种编码方式，不同的编码方式中信息位的选取可能不同。
[0032]
可选地，第二种斯托克斯约束条件是指连续的n/4个时隙中奇数时隙在前、偶数时
隙在后的紧邻两个时隙的光信号的斯托克斯向量之和为零向量，且偶数时隙在前、奇数时隙在后的紧邻两个时隙的光信号的斯托克斯向量互相垂直。
[0033]
假设k等于9，n等于16，x偏振符号流和y偏振符号流包括多个连续的4个时隙，这4个时隙依次为t1、t2、t3和t4，时隙t1、t2、t3和t4对应的光信号的斯托克斯向量分别为s1、s2、s3和s4，则斯托克斯约束条件可以为：
[0034][0035]
为了快速确定满足条件的码空间，可以采用陪集首描述的方式来确定码空间，可选地，码空间是按照上述第一公式确定的；其中，
[0036][0037]
v
i
∈v，v＝v
(p)
∪v
(q)
；
[0038][0039][0040][0041][0042]
上述公式v＝v
(p)
∪v
(q)
中的p＝5,q＝6，或者p＝7,q＝8，或者p＝5,q＝8，或者p＝6,q＝7。
[0043]
经上述计算之后可以确定得到四种码空间，分别为码空间五、码空间六、码空间七
和码空间八，码空间五是根据上述v
(5)
和v
(6)
确定的，码空间六是根据上述v
(7)
和v
(8)
确定的，码空间七是根据上述v
(5)
和v
(8)
确定的，码空间八是根据上述v
(6)
和v
(7)
确定的。
[0044]
由上述介绍可知，斯托克斯约束条件不同，所确定的码空间则可能不同，每种码空间相应的编码方式也不同。
[0045]
第二方面，提供了一种解调译码方法，所述方法包括：
[0046]
接收机接收双偏光信号，双偏光信号是根据目标编码方式和调制映射规则确定得到的，目标编码方式是根据码空间确定的，码空间根据斯托克斯约束条件、码距约束条件和调制映射规则确定；接收机对双偏光信号进行处理，得到x偏振符号流和y偏振符号流；接收机根据目标解调译码方式对x偏振符号流和y偏振符号流进行解调译码，得到第一比特流，目标解调译码方式是根据目标编码方式和调制映射规则确定的。
[0047]
需要说明的是，目标编码方式、码空间、调制映射规则均与前述第一方面中所介绍的相同，其中，目标编码方式与码空间的确定方法可以参照前述实施例中的相关介绍，这里不再赘述。
[0048]
由此可见，本技术中的码空间可以满足斯托克斯约束条件以抵抗非线性效应，并且码空间还可以满足码距约束条件，以提高系统的容错能力，使得系统的整体传输性能更优，这样，接收机可以接收到更高质量的双偏光信号。
[0049]
在本技术中，接收机可以采用一个单频连续光源与该双偏光信号进行混频，经模数转换器以及采样器将混频之后的双偏光信号转换为电数字信号，之后，接收机可以将该电数字信号送入dsp模块进行数字信号处理，例如进行均衡、滤波等操作，以得到x偏振符号流和y偏振符号流。
[0050]
在本技术中，接收机在恢复出x偏振符号流和y偏振符号流之后，可以根据目标解调译码方式对该x偏振符号流和y偏振符号流进行解调译码，得到第一比特流。
[0051]
可选地，目标解调译码方式包括目标解调方式和目标译码方式，目标解调方式是根据调制映射规则确定的，目标译码方式是根据目标编码方式确定的；接收机根据目标解调译码方式对x偏振符号流和y偏振符号流进行解调译码，得到第一比特流，包括：接收机根据目标解调方式，对x偏振符号流和y偏振符号流进行解调，得到第二比特流；接收机根据目标译码方式，对第二比特流进行译码，得到第一比特流。也即是，接收机可以先执行解调操作，再执行译码操作，来恢复出第一比特流。
[0052]
可选地，接收机根据目标译码方式，对第二比特流进行译码，包括：接收机每获取到第二比特流中的连续n个比特，根据目标译码方式对连续n个比特进行一次译码得到一个信息序列，信息序列包括k个比特，k和n均为大于0的整数，且k小于n。
[0053]
可选地，目标解调译码方式用于指示偏振符号序列与信息序列的映射关系，偏振符号序列是指x偏振符号流和y偏振符号流包括的符号子序列，信息序列是指第一比特流包括的比特子序列；接收机根据目标解调译码方式对x偏振符号流和y偏振符号流进行解调译码，得到第一比特流，包括：接收机根据映射关系对x偏振符号流和y偏振符号流进行解调译码，得到第一比特流。也即是，接收机可以执行一次映射操作来恢复出第一比特流。
[0054]
第三方面，提供了一种编码调制装置，该编码调制装置具有实现上述第一方面中编码调制方法行为的功能。该编码调制装置包括一个或多个模块，该一个或多个模块用于实现上述第一方面所提供的编码调制方法。
[0055]
也即是，本技术提供了一种编码调制装置，应用于发射机，该装置包括：
[0056]
获取模块，用于获取第一比特流；
[0057]
编码模块，用于根据目标编码方式对第一比特流进行编码，得到第二比特流，目标编码方式是根据码空间确定的，码空间根据斯托克斯约束条件、码距约束条件和调制映射规则确定；
[0058]
调制模块，用于根据调制映射规则，对第二比特流进行调制，得到x偏振符号流和y偏振符号流；
[0059]
发送模块，用于对x偏振符号流和y偏振符号流进行电光调制，生成双偏光信号，并发送该双偏光信号。
[0060]
可选地，编码模块具体用于：
[0061]
每获取到第一比特流中的连续k个比特，根据目标编码方式对连续k个比特进行一次编码得到一个码字，该码字包括n个比特，k和n均为大于0的整数，且k小于n。
[0062]
可选地，该码空间对应一种或多种编码方式，目标编码方式为一种或多种编码方式中的一种。
[0063]
可选地，调制映射规则是基于qpsk确定的，n为8的整数倍，x偏振符号流和y偏振符号流均包括多个连续的n/4个时隙。
[0064]
可选地，k等于9，n等于16，码距约束条件是指码空间的最小码距为4。
[0065]
可选地，斯托克斯约束条件是指连续的n/4个时隙中紧邻的两个时隙的光信号的斯托克斯向量之和为零向量。
[0066]
可选地，斯托克斯约束条件是指连续的n/4个时隙中奇数时隙在前、偶数时隙在后的紧邻两个时隙的光信号的斯托克斯向量之和为零向量，且偶数时隙在前、奇数时隙在后的紧邻两个时隙的光信号的斯托克斯向量互相垂直。
[0067]
第四方面，提供了一种解调译码装置，该解调译码装置具有实现上述第二方面中解调译码方法行为的功能。该解调译码装置包括一个或多个模块，该一个或多个模块用于实现上述第二方面所提供的解调译码方法。
[0068]
也即是，本技术提供了一种解调译码装置，应用于接收机，该装置包括：
[0069]
接收模块，用于接收双偏光信号，该双偏光信号是根据目标编码方式和调制映射规则确定得到的，目标编码方式是根据码空间确定的，码空间根据斯托克斯约束条件、码距约束条件和调制映射规则确定；
[0070]
处理模块，用于对该双偏光信号进行处理，得到x偏振符号流和y偏振符号流；
[0071]
解调译码模块，用于根据目标解调译码方式对该x偏振符号流和y偏振符号流进行解调译码，得到第一比特流，该目标解调译码方式是根据目标编码方式和调制映射规则确定的。
[0072]
可选地，目标解调译码方式包括目标解调方式和目标译码方式，目标解调方式是根据调制映射规则确定的，目标译码方式是根据目标编码方式确定的；
[0073]
解调译码模块包括：
[0074]
解调模块，用于根据目标解调方式，对该x偏振符号流和y偏振符号流进行解调，得到第二比特流；
[0075]
译码模块，用于根据目标译码方式，对第二比特流进行译码，得到第一比特流。
[0076]
可选地，译码模块具体用于：
[0077]
每获取到第二比特流中的连续n个比特，根据目标译码方式对连续n个比特进行一次译码得到一个信息序列，信息序列包括k个比特，k和n均为大于0的整数，且k小于n。
[0078]
可选地，目标解调译码方式用于指示偏振符号序列与信息序列的映射关系，偏振符号序列是指x偏振符号流和y偏振符号流包括的符号子序列，信息序列是指第一比特流包括的比特子序列；
[0079]
解调译码模块具体用于根据该映射关系对x偏振符号流和y偏振符号流进行解调译码，得到第一比特流。
[0080]
第五方面，提供了一种通信设备，所述通信设备包括处理器和存储器，所述存储器用于存储执行上述第一方面所提供的编码调制方法的程序，和/或上述第二方面所提供的解调译码方法的程序，以及存储用于实现上述第一方面所提供的编码调制方法所涉及的数据，和/或上述第二方面所提供的解调译码方法所涉及的数据。所述处理器被配置为用于执行所述存储器中存储的程序。所述存储设备的操作装置还可以包括通信总线，该通信总线用于该处理器与存储器之间建立连接。
[0081]
第六方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述第一方面所述的编码调制方法，和/或上述第二方面所述的解调译码方法。
[0082]
第七方面，提供了一种包含指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述第一方面所述的编码调制方法，和/或上述第二方面所述的解调译码方法。
[0083]
上述第三方面、第四方面、第五方面、第六方面和第七方面所获得的技术效果与第一方面或第二方面中对应的技术手段获得的技术效果近似，在这里不再赘述。
[0084]
本技术提供的技术方案至少能够带来以下有益效果：
[0085]
在本技术中，发射机可以根据目标编码方式对第一比特流进行编码，得到第二比特流，再根据调制映射规则，对第二比特流进行调整得到x偏振符号流和y偏振符号流，进而对x偏振符号流和y偏振符号流进行电光调制，生成双偏光信号，并发送给接收机。其中，目标编码方式是根据码空间确定的，码空间是根据斯托克斯约束条件、码距约束条件和调制映射规则确定的，这样，码空间可以满足斯托克斯约束条件以抵抗非线性效应，并且码空间还可以满足码距约束条件，以提高系统的容错能力，使得系统的整体传输性能更优，接收机可以接收到更高质量的双偏光信号。
附图说明
[0086]
图1是本技术实施例提供的一种编码调制、解调译码方法所涉及的系统架构图；
[0087]
图2是本技术实施例提供的一种通信设备的结构示意图；
[0088]
图3是本技术实施例提供的一种编码调制方法的流程图；
[0089]
图4是本技术实施例提供的一种斯托克斯约束条件的示意图；
[0090]
图5是本技术实施例提供的另一种斯托克斯约束条件的示意图；
[0091]
图6是本技术实施例提供的另一种编码调制方法的流程图；
[0092]
图7是本技术实施例提供的一种解调译码方法的流程图；
[0093]
图8是本技术实施例提供的另一种解调译码方法的流程图；
[0094]
图9是本技术实施例提供的一种编码调制装置的结构示意图；
[0095]
图10是本技术实施例提供的一种解调译码装置的结构示意图。
具体实施方式
[0096]
为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本技术实施方式作进一步地详细描述。
[0097]
图1是本技术实施例提供的一种编码调制、解调译码方法所涉及的系统架构图。参见图1，该系统架构包括发射机101和接收机102，该发射机101和接收机102可以通过光纤链路连接以进行通信。
[0098]
发射机101用于根据本技术实施例提供的编码调制方法对第一比特流进行编码调制，得到x偏振符号流和y偏振符号流，以及对x偏振符号流和y偏振符号流加电以进行电光调制，生成双偏光信号，并将该双偏光信号通过光纤链路发送给接收机102。
[0099]
接收机102用于接收发射机101发送的双偏光信号，对该双偏光信号进行处理得到x偏振符号流和y偏振符号流，并根据本技术实施例提供的解调译码方法对x偏振符号流和y偏振符号流进行解调和译码，得到第一比特流。
[0100]
请参考图2，图2是根据本技术实施例示出的一种通信设备的结构示意图。可选地，该通信设备为图1中所示的发射机或接收机，该通信设备包括一个或多个处理器201、通信总线202、存储器203、一个或多个通信接口204以及光源205。
[0101]
处理器201为一个通用中央处理器(central processing unit，cpu)、网络处理器(np)、微处理器、或者为一个或多个用于实现本技术方案的集成电路，例如，专用集成电路(application-specific integrated circuit，asic)，可编程逻辑器件(programmable logic device，pld)或其组合。可选地，上述pld为复杂可编程逻辑器件(complex programmable logic device，cpld)，现场可编程逻辑门阵列(field-programmable gate array，fpga)，通用阵列逻辑(generic array logic,gal)或其任意组合。
[0102]
通信总线202用于在上述组件之间传送信息。可选地，通信总线202分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
[0103]
可选地，存储器203为只读存储器(read-only memory，rom)、随机存取存储器(random access memory，ram)、电可擦可编程只读存储器(electrically erasable programmable read-only memory，eeprom)、光盘(包括只读光盘(compact disc read-only memory，cd-rom)、压缩光盘、激光盘、数字通用光盘、蓝光光盘等)、磁盘存储介质或者其它磁存储设备，或者是能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其它介质，但不限于此。存储器203独立存在，并通过通信总线202与处理器201相连接，或者，存储器203与处理器201集成在一起。
[0104]
通信接口204使用任何收发器一类的装置，用于与其它设备或通信网络通信。通信接口204包括有线通信接口，可选地，还包括无线通信接口。其中，有线通信接口例如以太网接口等。可选地，以太网接口为光接口、电接口或其组合。无线通信接口为无线局域网(wireless local area networks，wlan)接口、蜂窝网络通信接口或其组合等。
[0105]
可选地，在一些实施例中，通信设备包括多个处理器，这些处理器中的每一个为一
个单核处理器，或者一个多核处理器。可选地，这里的处理器指一个或多个设备、电路、和/或用于处理数据(如计算机程序指令)的处理核。
[0106]
在具体实现中，作为一种实施例，通信设备还包括输出设备206和输入设备207。输出设备206和处理器201通信，能够以多种方式来显示信息。例如，输出设备206为液晶显示器(liquid crystal display，lcd)、发光二级管(light emitting diode，led)显示设备、阴极射线管(cathode ray tube，crt)显示设备或投影仪(projector)等。输入设备207和处理器201通信，能够以多种方式接收用户的输入。例如，输入设备207是鼠标、键盘、触摸屏设备或传感设备等。
[0107]
在一些实施例中，存储器203用于存储执行本技术方案的程序代码210，处理器201能够执行存储器203中存储的程序代码210。该程序代码中包括一个或多个软件模块，该通信设备能够通过处理器201以及存储器203中的程序代码210，来实现下文图3和图6实施例提供的编码调制方法，或者图7和图8实施例提供的解调译码方法。
[0108]
图3是本技术实施例提供的一种编码调制方法的流程图，该方法应用于发射机。请参考图3，该方法包括如下步骤。
[0109]
步骤301：发射机获取第一比特流。
[0110]
在本技术实施例中，发射机可以接收信源比特流，将信源比特流作为第一比特流。
[0111]
可选地，在接收信源比特流之后，发射机还可以对该信源比特流进行前向纠错(forward error correction，fec)编码，得到第一比特流。
[0112]
需要说明的是，本技术实施例对前向纠错编码的方式不作限定。
[0113]
步骤302：发射机根据目标编码方式对第一比特流进行编码，得到第二比特流，该目标编码方式是根据码空间确定的，该码空间根据斯托克斯约束条件、码距约束条件和调制映射规则确定。
[0114]
在本技术实施例中，发射机中可以配置目标编码方式，发射机可以根据目标编码方式对第一比特流进行编码，得到第二比特流，其中，目标编码方式是根据码空间确定的，码空间是根据斯托克斯约束条件、码距约束条件和调制映射规则确定的。也即是，为了抵抗在光纤链路中的非线性效应，本技术实施例中的码空间满足斯托克斯约束条件，为了进一步提高系统的容错能力，码空间还满足码距约束条件，且码空间的设计还可以考虑调制映射规则。
[0115]
在本技术实施例中，发射机根据目标编码方式对第一比特流进行编码的方式可以为，发射机每获取到第一比特流中的连续k个比特，根据目标编码方式对该连续k个比特进行一次编码得到一个码字，一个码字包括n个比特。其中，k和n均为大于0的整数，且k小于n。
[0116]
可选地，在本技术实施例中，一个码空间可以对应一种或多种编码方式，目标编码方式为该一种或多种编码方式中的一种。也即是该一种或多种编码方式中的任一种编码方式均可以使任一种k比特序列唯一映射为该码空间中的一个码字。
[0117]
示例性地，其中一种编码方式可以为一个映射表，该映射表穷举了每一种k比特序列与码字的映射关系，发射机可以根据该映射表对第一比特流进行编码，得到第二比特流。又如，另一种编码方式可以用编码公式的形式标识码字中各个比特位与k比特序列中各个比特位的关系，发射机可以根据编码公式对第一比特流进行编码，得到第二比特流。
[0118]
可选地，在本技术实施例中，发射机中还可以配置一个或多种码空间，每种码空间
所满足的斯托克斯约束条件、码距约束条件或调制映射规则均可以相同或不同，每种码空间的码字的长度可以相同或不同，发射机可以根据通信需求确定一种码空间。
[0119]
步骤303：发射机根据该调制映射规则，对第二比特流进行调制，得到x偏振符号流和y偏振符号流。
[0120]
在本技术实施例中，发射机在得到第二比特流之后，可以根据调制映射规则，对第二比特流进行调制，得到x偏振符号流和y偏振符号流。
[0121]
可选地，调制映射规则可以是基于qpsk确定的，这样，n可以为8的整数倍，得到的x偏振符号流和y偏振符号流均包括多个连续的n/4个时隙。
[0122]
需要说明的是，qpsk的一个符号可以用两比特表示，调制后得到的x偏振符号流和y偏振符号流所包括的至少连续两个时隙需要满足斯托克斯约束条件，这样，由于x偏振符号流和y偏振符号流包括的连续两个时隙可以用4个符号表示，这样，x偏振符号流和y偏振符号流包括的连续两个时隙对应8个比特，因此，n可以为8的整数倍。在其他一些实施例中，调制映射规则也可以是基于任一种其他的调制方式确定的，这样，n的取值也可能需要相应地作出改变。
[0123]
可选地，基于qpsk确定的调制映射规则也可以为一种或多种，发射机可以事先选择一种调制映射规则。
[0124]
示例性地，表1是本技术实施例提供的一种调制映射规则。参见表1，调制映射规则基于qpsk确定，且是一种偏振调制方式。其中，码字长度为n，一个码字包括n/4个比特序列，c1c2c3c4为任一个码字包括的n/4个比特序列中的一个，可以将c1c2这两个比特根据表1映射得到x偏振符号流中的一个符号，将c3c4这两个比特根据表1映射得到y偏振符号流中的一个符号。这样，按照表1依次将第二比特流中的各个码字调制映射可以得到x偏振符号流和y偏振符号流。
[0125]
表1
[0126][0127]
步骤304：发射机对该x偏振符号流和y偏振符号流进行电光调制，生成双偏光信号，并发送该双偏光信号。
[0128]
在本技术实施例中，发射机在得到x偏振符号流和y偏振符号流之后，可以对该x偏振符号流和y偏振符号流加光进行电光调制，生成双偏光信号，也即将数字信号转换为模拟信号。之后，接收机可以将该双偏光信号通过光纤链路发送给接收机，这样，经电光调制之后得到的双偏光场可以携带光源信息传输至接收机。
[0129]
示例性地，发射机可以对该x偏振符号流和y偏振符号流分别通过数模转换(dac)变为模拟信号，每个模拟信号包括i路信号和q路信号，模拟信号还可以经过射频放大，将放
大后的两个模拟信号通过双偏光电调制器进行驱动，以得到双偏光信号，通过光纤链路发送给接收机。其中，双偏光电调制器可以由一个单频连续光源作为输入。
[0130]
以上介绍了本技术实施例中发射机对第一比特流进行编码调制的方法，由前述可知，目标编码方式是根据码空间确定的，而码空间是根据斯托克斯约束条件、码距约束条件和调制映射规则确定的，接下来将对本技术实施例提供的码空间进行详细介绍。
[0131]
在本技术实施例中，在调制映射规则是基于qpsk确定的情况下，前述k可以等于9，n可以等于16，码距约束条件可以是指码空间的最小码距为4。这样，可以在抵抗非线性效应的同时，提高系统的容错能力，以提高系统的整体传输性能。
[0132]
在本技术实施例中，斯托克斯向量可以根据公式(1)来计算。
[0133][0134]
其中，e
x
和e
y
分别表示一个时隙的x偏振光场和y偏振光场的幅度，re(
·
)和im(
·
)分别表示取实部和取虚部。
[0135]
可选地，本技术实施例提供了两种斯托克斯约束条件，第一种斯托克斯约束条件可以是指连续的n/4个时隙中紧邻的两个时隙的光信号的斯托克斯向量之和为零向量。
[0136]
参见图4，假设k等于9，n等于16，x偏振符号流和y偏振符号流包括多个连续的4个时隙，这4个时隙依次为t1、t2、t3和t4，时隙t1、t2、t3和t4对应的光信号的斯托克斯向量分别为s1、s2、s3和s4，则斯托克斯约束条件可以为：
[0137][0138]
可选地，在本技术实施例中，在确定k、n、码距约束条件之后，可以根据调制映射规则从长度为n的所有的n比特序列中找出符合斯托克斯条件以及码距约束条件的码字，并从符合条件的所有码字中随机选择2的k次方个码字构成一个码空间，这样可以得到一个或多个码空间。也即是可以采用暴力枚举的方式寻找符合条件的码空间。
[0139]
对于同一个码空间，可以用不同的概念、工具进行描述。为了快速确定满足条件的码空间，在本技术实施例中，可以采用陪集首描述的方式来确定码空间。
[0140]
可选地，假设码距约束条件是指码空间的最小码距为4，斯托克斯约束条件为图4介绍的约束条件，且调制映射规则为表1所示的规则，那么，码空间可以是按照第一公式确定的，第一公式为公式(2)。
[0141][0142]
其中，在第一公式中，w是指码空间，v
i
是指用于描述码空间且长度为n的陪集首，n是指v
i
的个数，k是指核空间，且
[0143]
其中，u
j
为长度等于6的行向量，m是指u
j
的个数，m等于2的6次方，g为生成矩阵。
[0144][0145]
v
i
∈v，v＝v
(p)
∪v
(q)
；
[0146][0147][0148][0149][0150]
上述公式v＝v
(p)
∪v
(q)
中的p＝1,q＝2，或者p＝3,q＝4，或者p＝1,q＝4，或者p＝2,q＝3。
[0151]
经上述计算之后可以确定得到四种码空间，分别为码空间一、码空间二、码空间三和码空间四，码空间一是根据上述v
(1)
和v
(2)
确定的，码空间二是根据上述v
(3)
和v
(4)
确定的，码空间三是根据上述v
(1)
和v
(4)
确定的，码空间四是根据上述v
(2)
和v
(3)
确定的。
[0152]
参见表2，本技术实施例提供了一种根据上述码空间一、码空间二、码空间三和码空间四确定的编码方式。其中，b1b2...b9为第一比特流中连续的9个比特位(信息位)，c1c2...c
16
为码空间中的一个码字，由表2可知，可以选择c1、c2、c3、c4、c5、c6、c9、c
10
、c
13
等于信息位。
[0153]
表2
[0154][0155][0156]
在本技术实施例中，同一种码空间可以有不止一种的编码方式，不同的编码方式中信息位的选取可能不同。参见表3，本技术实施例提供了一种根据上述码空间一确定的另一种编码方式。由表3可知，可以选择c1、c2、c3、c4、c5、c6、c9、c
13
、c
14
等于信息位。
[0157]
表3
[0158][0159][0160]
可选地，第二种斯托克斯约束条件可以是指连续的n/4个时隙中奇数时隙在前、偶数时隙在后的紧邻两个时隙的光信号的斯托克斯向量之和为零向量，且偶数时隙在前、奇数时隙在后的紧邻两个时隙的光信号的斯托克斯向量互相垂直。
[0161]
参见图5，假设k等于9，n等于16，x偏振符号流和y偏振符号流包括多个连续的4个时隙，这4个时隙依次为t1、t2、t3和t4，时隙t1、t2、t3和t4对应的光信号的斯托克斯向量分别为s1、s2、s3和s4，则斯托克斯约束条件可以为：
[0162][0163]
以图5所示的斯托克斯条件为例，本技术实施例中也可以采用暴力枚举的方式寻找符合条件的码空间。或者，为了快速确定满足条件的码空间，可以采用陪集首描述的方式来确定码空间。
[0164]
可选地，假设码距约束条件是指码空间的最小码距为4，斯托克斯约束条件为图5介绍的约束条件，且调制映射规则为表1所示的规则，那么，码空间可以是按照上述第一公式确定的。其中，
[0165][0166]
v
i
∈v，v＝v
(p)
∪v
(q)
；
[0167][0168][0169][0170][0171]
上述公式v＝v
(p)
∪v
(q)
中的p＝5,q＝6，或者p＝7,q＝8，或者p＝5,q＝8，或者p＝6,q＝7。
[0172]
经上述计算之后可以确定得到四种码空间，分别为码空间五、码空间六、码空间七和码空间八，码空间五是根据上述v
(5)
和v
(6)
确定的，码空间六是根据上述v
(7)
和v
(8)
确定的，码空间七是根据上述v
(5)
和v
(8)
确定的，码空间八是根据上述v
(6)
和v
(7)
确定的。
[0173]
参见表4，本技术实施例提供了一种根据上述码空间五、码空间六、码空间七和码空间八确定的编码方式。
[0174]
表4
[0175][0176][0177]
由上述介绍可知，斯托克斯约束条件不同，所确定的码空间则可能不同，每种码空间相应的编码方式也不同。
[0178]
接下来结合图6对本技术实施例提供的编码调制方法进行介绍。参见图6，发射机可以接收信源比特流a，并根据fec编码器对信源比特流a进行纠错编码，得到第一比特流b。之后，发射机的非线性抵消模块可以根据目标编码方式对第一比特流b进行编码，得到第二比特流c。之后，发射机可以根据qpsk调制映射规则对第二比特流进行调制，得到x偏振符号流和y偏振符号流。然后，发射机可采用单频连续光源对该x偏振符号流和y偏振符号流进行电光调制，得到双偏光信号，并通过光纤链路将双偏光信号发送给接收机。
[0179]
需要说明的是，图6中的非线性抵消模块通过目标编码方式，使得编码调制之后最终得到的双偏光信号满足斯托克斯向量约束条件，可以抵抗非线性效应，且码率为k/n，满足编码增益，能为进一步提高系统的性能。本技术实施例中码空间的选取决定了系统的编码增益，从而可以提高系统的整体传输性能。另外，如果上述调制映射规则发生变化时，非线性抵消模块的编码处理也会相应发生改变，例如增加交织、取反等操作，以满足调制后最终的光信号满足约束条件，也即是，综合考虑非线性抵消模块和调制映射规则的设计，可以使最终的光信号满足约束条件。
[0180]
在本技术实施例中，发射机可以根据目标编码方式对第一比特流进行编码，得到第二比特流，再根据调制映射规则，对第二比特流进行调整得到x偏振符号流和y偏振符号流，进而对x偏振符号流和y偏振符号流进行电光调制，生成双偏光信号，并发送给接收机。其中，目标编码方式是根据码空间确定的，码空间是根据斯托克斯约束条件、码距约束条件和调制映射规则确定的，这样，码空间可以满足斯托克斯约束条件以抵抗非线性效应，并且码空间还可以满足码距约束条件，以提高系统的容错能力，使得系统的整体传输性能更优。
[0181]
图7是本技术实施例提供的一种解调译码方法的流程图，该方法应用于接收机。请参考图7，该方法包括如下步骤。
[0182]
步骤701：接收机接收双偏光信号，该双偏光信号是根据目标编码方式和调制映射规则确定得到的，该目标编码方式是根据码空间确定的，该码空间根据斯托克斯约束条件、码距约束条件和该调制映射规则确定。
[0183]
在本技术实施例中，接收机可以接收本技术实施例中发射机发送的双偏光信号，且该双偏光信号是根据目标编码方式和调制映射规则确定得到的，该目标编码方式是根据码空间确定的，该码空间根据斯托克斯约束条件、码距约束条件和该调制映射规则确定。
[0184]
需要说明的是，目标编码方式、码空间、调制映射规则均与前述实施例中所介绍的相同，也即是码空间满足斯托克斯约束条件可以抵抗非线性效应，满足码距约束条件可以提供系统的容错能力，以进一步提高系统的整体传输性能，可以保证接收机接收到的双偏光信号的质量较高。其中，目标编码方式与码空间的确定方法可以参照前述实施例中的相关介绍，这里不再赘述。
[0185]
步骤702：接收机对该双偏光信号进行处理，得到x偏振符号流和y偏振符号流。
[0186]
在本技术实施例中，接收机可以采用一个单频连续光源与该双偏光信号进行混频，经模数转换器以及采样器将混频之后的双偏光信号转换为电数字信号，之后，接收机可以将该电数字信号送入dsp模块进行数字信号处理，例如进行均衡、滤波等操作，以得到x偏振符号流和y偏振符号流。
[0187]
需要说明的是，接收机对该双偏光信号进行处理，以使恢复出的x偏振符号流和y偏振符号流尽可能地与发射机中产生的x偏振符号流和y偏振符号流的误差最小。
[0188]
步骤703：接收机根据目标解调译码方式对该x偏振符号流和y偏振符号流进行解调译码，得到第一比特流，该目标解调译码方式是根据该目标编码方式和该调制映射规则确定的。
[0189]
在本技术实施例中，接收机在恢复出x偏振符号流和y偏振符号流之后，可以根据目标解调译码方式对该x偏振符号流和y偏振符号流进行解调译码，其中，目标解调译码方式是根据上述实施例中的目标编码方式和调制映射规则确定的。
[0190]
可选地，在本技术实施例中，目标解调译码方式可以包括目标解调方式和目标译码方式，目标解调方式是根据上述调制映射规则确定的，目标译码方式是根据上述目标编码方式确定的。接收机可以根据目标解调方式，对恢复出的x偏振符号流和y偏振符号流进行解调，得到第二比特流，然后根据目标译码方式，对该第二比特流进行译码，得到第一比特流。也即是，接收机可以先执行解调操作，再执行译码操作，来恢复出第一比特流。
[0191]
其中，接收机根据目标译码方式，对第二比特流进行译码的方法可以为，接收机每获取到第二比特流中的连续n个比特，根据目标译码方式对该连续n个比特进行一次译码得到一个信息序列，该信息序列包括k个比特，其中，k和n均为大于0的整数，且k小于n。
[0192]
可选地，在本技术实施例中，目标解调译码方式也可以用于指示偏振符号序列与信息序列的映射关系，该偏振符号序列可以是指x偏振符号流和y偏振符号流包括的符号子序列，该信息序列可以是指第一比特流包括的比特子序列。这样，接收机可以根据该映射关系对x偏振符号流和y偏振符号流进行解调译码，得到第一比特流。也即是，接收机可以执行一次映射操作来恢复出第一比特流。
[0193]
需要说明的是，接收机在解调译码的过程中可以采用最近似然准则进行估计，以尽可能地使所恢复出的第一比特流与发射机中产生的第一比特流的误差最小。
[0194]
可选地，在发射机中对信源比特流进行了fec编码的情况下，接收机在得到第一比特流之后，还可以对第一比特流进行fec译码，以恢复出信源比特流，且使恢复出的信源比特流与发射机获取的信源比特流的误差最小。
[0195]
结合图8对本技术实施例提供的解调译码方法再次进行介绍。参见图8，接收机可以采用一个单频连续光源与该双偏光信号进行混频，经模数转换器将混频之后的双偏光信号转换为电数字信号。之后，接收机可以将该电数字信号送入dsp模块进行数字信号处理，得到x偏振符号流和y偏振符号流。之后，接收机可以根据高维信号解调模块中的目标解调译码方式对得到的x偏振符号流和y偏振符号流进行解调译码，得到第一比特流b。最后，接收机可以对第一比特流b进行fec译码，恢复出信源比特流a。
[0196]
综上所述，在本技术实施例中，接收机可以接收发射机发送的双偏光信号，该双偏光信号是根据目标编码方式和调制映射规则确定得到的，目标编码方式是根据码空间确定的，码空间是根据斯托克斯约束条件、码距约束条件和调制映射规则确定的，这样，码空间可以满足斯托克斯约束条件以抵抗非线性效应，并且码空间还可以满足码距约束条件，提高系统的容错能力。这样，系统的整体传输性能更优，接收机可以接收到较高质量的双偏光信号，在根据目标解调译码方式对接收到的双偏光信号进行解调译码之后，得到的第一比特流与发射机中的第一比特流的误差较小。
[0197]
图9是本技术实施例提供的一种编码调制装置的结构示意图，该编码调制装置900可以由软件、硬件或者两者的结合实现成为通信设备的部分或者全部，该通信设备可以为图2所示的通信设备。参见图9，该装置900包括：获取模块901、编码模块902、调制模块903和发送模块904。
[0198]
获取模块901，用于获取第一比特流；
[0199]
编码模块902，用于根据目标编码方式对第一比特流进行编码，得到第二比特流，目标编码方式是根据码空间确定的，码空间根据斯托克斯约束条件、码距约束条件和调制映射规则确定；
[0200]
调制模块903，用于根据调制映射规则，对第二比特流进行调制，得到x偏振符号流和y偏振符号流；
[0201]
发送模块904，用于对x偏振符号流和y偏振符号流进行电光调制，生成双偏光信号，并发送该双偏光信号。
[0202]
可选地，编码模块902具体用于：
[0203]
每获取到第一比特流中的连续k个比特，根据目标编码方式对连续k个比特进行一次编码得到一个码字，该码字包括n个比特，k和n均为大于0的整数，且k小于n。
[0204]
可选地，该码空间对应一种或多种编码方式，目标编码方式为一种或多种编码方式中的一种。
[0205]
可选地，调制映射规则是基于qpsk确定的，n为8的整数倍，x偏振符号流和y偏振符号流均包括多个连续的n/4个时隙。
[0206]
可选地，k等于9，n等于16，码距约束条件是指码空间的最小码距为4。
[0207]
可选地，斯托克斯约束条件是指连续的n/4个时隙中紧邻的两个时隙的光信号的斯托克斯向量之和为零向量。
[0208]
可选地，斯托克斯约束条件是指连续的n/4个时隙中奇数时隙在前、偶数时隙在后的紧邻两个时隙的光信号的斯托克斯向量之和为零向量，且偶数时隙在前、奇数时隙在后的紧邻两个时隙的光信号的斯托克斯向量互相垂直。
[0209]
在本技术实施例中，发射机可以根据目标编码方式对第一比特流进行编码，得到第二比特流，再根据调制映射规则，对第二比特流进行调整得到x偏振符号流和y偏振符号流，进而对x偏振符号流和y偏振符号流进行电光调制，生成双偏光信号，并发送给接收机。其中，目标编码方式是根据码空间确定的，码空间是根据斯托克斯约束条件、码距约束条件和调制映射规则确定的，这样，码空间可以满足斯托克斯约束条件以抵抗非线性效应，并且码空间还可以满足码距约束条件，以提高系统的容错能力，使得系统的整体传输性能更优。
[0210]
需要说明的是：上述实施例提供的编码调制装置在进行编码调制时，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。另外，上述实施例提供的编码调制装置与编码调制方法实施例属于同一构思，其具体实现过程详见方法实施例，这里不再赘述。
[0211]
图10是本技术实施例提供的一种解调译码装置的结构示意图，该解调译码装置1000可以由软件、硬件或者两者的结合实现成为通信设备的部分或者全部，该通信设备可以为图2所示的通信设备。参见图10，该装置1000包括：接收模块1001、处理模块1002和解调译码模块1003。
[0212]
接收模块1001，用于接收双偏光信号，该双偏光信号是根据目标编码方式和调制映射规则确定得到的，目标编码方式是根据码空间确定的，码空间根据斯托克斯约束条件、码距约束条件和调制映射规则确定；
[0213]
处理模块1002，用于对该双偏光信号进行处理，得到x偏振符号流和y偏振符号流；
[0214]
解调译码模块1003，用于根据目标解调译码方式对该x偏振符号流和y偏振符号流进行解调译码，得到第一比特流，该目标解调译码方式是根据目标编码方式和调制映射规则确定的。
[0215]
可选地，目标解调译码方式包括目标解调方式和目标译码方式，目标解调方式是根据调制映射规则确定的，目标译码方式是根据目标编码方式确定的；
[0216]
解调译码模块1003包括：
[0217]
解调模块，用于根据目标解调方式，对该x偏振符号流和y偏振符号流进行解调，得到第二比特流；
[0218]
译码模块，用于根据目标译码方式，对第二比特流进行译码，得到第一比特流。
[0219]
可选地，译码模块具体用于：
[0220]
每获取到第二比特流中的连续n个比特，根据目标译码方式对连续n个比特进行一次译码得到一个信息序列，信息序列包括k个比特，k和n均为大于0的整数，且k小于n。
[0221]
可选地，目标解调译码方式用于指示偏振符号序列与信息序列的映射关系，偏振符号序列是指x偏振符号流和y偏振符号流包括的符号子序列，信息序列是指第一比特流包括的比特子序列；
[0222]
解调译码模块1003具体用于根据该映射关系对x偏振符号流和y偏振符号流进行解调译码，得到第一比特流。
[0223]
在本技术实施例中，接收机可以接收双偏光信号，该双偏光信号是根据目标编码方式和调制映射规则确定得到的，目标编码方式是根据码空间确定的，码空间是根据斯托克斯约束条件、码距约束条件和调制映射规则确定的，这样，码空间可以满足斯托克斯约束条件以抵抗非线性效应，并且码空间还可以满足码距约束条件，提高系统的容错能力。这样，系统的整体传输性能更优，接收机可以接收到较高质量的双偏光信号，在根据目标解调译码方式对接收到的双偏光信号进行解调译码之后，得到的第一比特流与发射机中的第一比特流的误差较小。
[0224]
需要说明的是：上述实施例提供的解调译码装置在进行解调译码时，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。另外，上述实施例提供的解调译码装置与解调译码方法实施例属于同一构思，其具体实现过程详见方法实施例，这里不再赘述。
[0225]
在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意结合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机指令时，全部或部分地产生按照本技术实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络或其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如：同轴电缆、光纤、数据用户线(digital subscriber line，dsl))或无线(例如：红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质，或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质(例如：软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如：数字通用光盘(digital versatile disc，dvd))或半导体介质(例如：固态硬盘(solid state disk，ssd))等。值得注意的是，本技术提到的计算机可读存储介质可以为非易失性存储介质，换
句话说，可以是非瞬时性存储介质。
[0226]
以上所述为本技术提供的实施例，并不用以限制本技术，凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。