一种解码输入信号的turbo解码器的制造方法_3

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覆盖 两个极,如,每极一个。
[0096]在所述调制器装置205中,可用2乘2电信号调制激光信号。在所述光前端(optical front-end,0FE)装置209中进行光电转换后,可在所述DSP装置211中补偿链路损伤。因为 CPE&CPR(continuous phase encoder and compact position report,连续相位编码器和 紧凑位置报告)可引入周跳,需要使用所述差分解码装置213加以纠正。
[0097]所述差分解码装置213可用于输出软或硬信息。因为使用软FEC方案可提高性能, 所以所述DD装置213提供软信息。软信息的质量可能影响FEC后的BER。
[0098]使用turbo解调方法可实现良好的性能,其中软FEC和差分解码器交换外部信息。 可实现所述最大后验概率(maximum a posteriori probability,MAP)块,如通过使用 BCJR、最大-星、S0VA的网格或进一步算法,以为所述FEC解码器产生软信息。
[0099] 由一组低密度奇偶校验(low-density parity check,LDPC)码和准周期的低密度 奇偶校验(quasi cyclic low-density parity check,QC_LDPC)码提供带有中等实现复杂 性的强FEC方案。这可实现复杂度低的编码器。可使用设置好的移位寄存器实现所述编码器 和所述解码器。这样的编码可提供高净编码增益(net coding gain,NCG)和低错误平层。 [0100]与没有差分编码的系统相比,LDPC解码器后的简单软解调可导致大约2.7dB的损 失。使用迭代解调和解码,可实现大于2dB的收益,如,在QPSK调制格式中。非常规LDPC编码 可实现较好性能,但也增加了编码和解码的复杂性。
[0101]由同样大小的稀疏循环矩阵的阵列的零空间给出QC-LDPC码。对于两个正整数c和 t(c〈 = t)来说,QC-LDPC编码的奇偶校验矩阵是GF(2)上的kXk(k乘k)循环矩阵的cXt(c乘 t)阵列。通过适当的列移动,可从kXk单位矩阵中得到每个循环矩阵。这样的编码是常规 的,因为排加权是相同的且等于c,且所有排加权都等于t。
[0102] 可通过以下等式给出QC-LDPC码的奇偶矩阵:
[0103] .〇
[0104] 谨慎设计的常规码可实现高NCG、适度编码字长和可接受错误平层。未采用差分编 码器/解码器时,常规QC-LDPC码可表现较好。采用差分解码时,非常规码可表现更佳,并可 补偿更多差分编码损失。另一方面,非常规码很难实现,并可能展示高错误平层。未采用差 分编码器时,非常规码的性能可能较低。
[0105] 因此,需要一个折中方案来实现采用或未采用差分编码这两种场景时的规范。
[0106] 即使有良好的FEC码设计,MAP和FEC解码器之间的不适当信息交互可能引起错误 平层。在实际MAP解码器中,可在路径度量计算中使用对数概率。所述MAP解码器可向后续的 FEC解码器分发每个比特或符号的对数似然比。在下一解码迭代步骤中,可在为所述MAP解 码器产生外部信息的FEC解码器中使用该信息。
[0107] 来自所述MAP和所述FE C解码器的信息都可代表对数域中的后验概率(a posteriori probability,APP)。因为不断迭代后,所述APP可能在信噪比中快速增长,由于 复杂性原因应该限制所述APP。通常,可使用几个比特来量化和/或代表这些值,如六(6)比 特量化可能是个好选择。因此,量化电路可用作限制器,即,当绝对APP值与量化分解定义的 某些限制相交,可限制所述值。
[0108] 所述APP值限制可取决于所应用的解码算法和所使用的解码场景。在差分编码系 统中,解码可能非常具体。所述差分编码器可能是编码速率等于1的非系统性编码器。可实 现使用网格和BCJR、最大-星或S0VA方案的MAP解码。由于复杂,很少使用原始BCJR方案。
[0109] 仅接收信号可用在没有来自所述解码器的先验信息的第一迭代步骤中。可假 设噪音是高斯,因此可使用简单对数概率完成前向或后向计算,如,通过所述网格。所述MAP 输出可能是有任意值的对数似然比(1 og-1 ike 1 ihood rati0,LLR)。也可限制该值。
[0110] 存在频率偏移和/或相位噪音时,前述问题可能更加突出。前馈载波相位估计和恢 复方案可应用在相干光系统中。每个周跳位置比其它的更容易出错。当使用了不适当限制 时,这样的位置大多数可促成错误平层的生成。
[0111] 可使用LDPC编码。每个比特可贡献在四(4)个等式中,使得外部信息可包括四(4) 部分。外部信息总数可限制在128,如作为量化值。可以不限制所述MAP输出信息。可为QPSK 信号使用差分编码器。可增加激光相位噪音和残余频率偏移,且可使用前馈载波相位恢复。 一个码字可发生至少一次周跳。
[0112] 在该示例中,第十迭代步骤后,剩余3个错误,且通过增加所述迭代步骤数,可能不 会消除。可在I和Q信号分量的LLR坐标的小块中示出所述错误。可以看出,也可认为其它点 是可疑的。
[0113] 图3示出了 一种解码输入信号的turbo解码器300的示意图。
[0114] 所述turbo解码器300可用作图1所示的双极相干光接收机100中的解码装置117, 或用作图2所示的传输系统200中的FEC解码装置215。
[0115] 所述解码输入信号的turbo解码器300包括第一解码器301、第二解码器303、设置 在所述第一解码器301和所述第二解码器303之间的第一限制器305,以及设置在所述第二 解码器303和所述第一解码器301之间的第二限制器307。
[0116] 所述turbo解码器300还包括求和装置309、加法器311、判决器313、减法装置315、 偏差估计器319、乘法器321和确定器323。所述第二限制器307可用于向所述第二解码器303 传输输出317。
[0117]所述turbo解码器300可用于解码使用前向纠错码编码的输入信号。
[0118]所述输入信号可为取样和量化通信信号。所述输入信号可来源于光纤通信信号。
[0119] 所述第一解码器301可用于针对所述取样和量化通信信号的每个比特或符号,以 对数似然比的形式输出信息。所述第一解码器301还可用于输出代表对数域中的后验概率 (a posteriori probability,APP)的信息。
[0120] 所述第二解码器303可用于从所述第一解码器301的输出信息中,生成针对所述第 一解码器301的外部信息。所述第二解码器303还可用于输出代表对数域中APP的信息。
[0121] 所述第一限制器305可用于限制所述第一解码器301确定的APP值。
[0122] 所述第二限制器307可用于限制所述第二解码器303确定的外部信息。
[0123] 所述求和装置309可用于通过总计所述第二限制器307的输出信息信号,提供包括 针对所述第一解码器301的外部信息的信号。
[0124] 所述加法器311可用于将来自所述第一限制器305和所述求和装置309的输出信号 相加。
[0125] 所述判决器313可用于基于所述相加信号进行硬判决。
[0126] 所述减法装置315可设置在所述第一解码器301和所述第一限制器305之间。所述 减法装置315可用于从所述第一解码器301的输出中减去所述第二解码器303的限制信息。
[0127] 可从所述第二限制器307向所述第二解码器303传输所述输出317。
[0128] 所述偏差估计器319可用于确定所述输入信号的标准偏差并将所述标准偏差提供 给所述第一解码器301进行MAP解码。
[0129] 所述乘法器321可设置在所述第二解码器303和所述第二限制器307之间。所述乘 法器321可用于将所述第二解码器303的输出与所述偏差估计器319的输出相乘。
[0130] 所述确定器323可用于基于所述偏差估计器319的输出和第一预定参数,为所述第 一限制器305确定第一限制参数,并基于所述第一限制参数和第二预定参数,为所述第二限 制器307确定第二限制参数。
[0131] 所述第一解码器301(MAP解
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