化步骤中更新估计，以局部最大化似然。接收信号被典型地关联，并且因此，通过主成分分析(PCA)或线性判别分析，通常可以减少有效维度。作为参数GMM的替代方案，可以使用其它模型。
[0039]给出先验互信息以适应FEC编码，通过外互信息的另一个分布图获得EXIT曲线。
[0040]LDPC码的最优化
[0041]图3示意性地示出基于在发送器处可用的EXIT图的用于LDPC码的最优化过程300。根据检测器121与FEC解码器122之间的信息的分布图，绘制310非线性信道检测器的EXIT曲线。
[0042]EXIT曲线通过添加噪声余量被移位320，使得自适应LDPC编码器仍能够在诸如电路噪声、信道估计误差和精度损失的由接收器缺陷导致的有噪条件下操作。移位后的EXIT曲线与变量节点解码器的EXIT曲线结合330，其中，通过固定点操作解码仿真来预先确定该曲线。使用所得到的曲线和检验节点解码器的EXIT曲线，最优化340LDPC编码器的度分布。
[0043]传统最优化利用线性编程执行曲线拟合。相比之下，本发明的实施方式直接使用迭代轨迹而不是曲线拟合，使得错误概率在最大数目的Turbo环迭代125(例如，五次)内小于预定阈值(例如，10_15)。可以同时最优化编码速率。编码最优化可以例如通过修改后的密度演化来完成。
[0044]LDPC 编码
[0045]图4示出了自适应LDPC编码器和解码器400。自适应LDPC编码根据信道统计和EXIT图信息，改变变量节点解码器410与检验节点解码器420之间的边缘的度分布。因此，当基于EXIT的LDPC最优化确定边缘的改变以提高性能时，边缘交织器实现自适应选择器430，以添加和删除预期的边缘。
[0046]对于Turbo环操作，可以通过Turbo环多路复用器440更新来自检测器的对数似然比(LLR)405信息，Turbo环多路复用器440将置信信息从变量节点解码器传递到相邻的变量节点解码器。当通过最大对数(max-log)函数来近似Turbo均衡时，可以通过条件加法器来实现这些多路复用器。
[0047]用于ARQ的S-K反馈
[0048]在本发明的另一个实施方式中，ARQ 144基于通过反馈接收信号101针对非线性信道归纳的S-K反馈编码。
[0049]图5示出针对非线性信道统计的S-K反馈500。当检测到510错误时，利用信道统计和量化后的接收信号，将ARQ反馈520给发送器。发送器可以通过使用信道统计和量化后的接收信号530来重新生成接收信号101。基于错误，可以通过添加接收信号的加权和，使适应540调制格式，使得接收器具有指数衰减的非线性失真。类似过程可以被用于任何其它ARQ方法。
[0050]自适应编码
[0051]本发明的其它实施方式提供基于网格成形的自适应预编码，其有意地适应数据111，使得发送信号优选用于非线性信道，以减少失真。
[0052]图6示出用于非线性信道的网格成形600的方法。这基本上替换了图1的预编码块 113。
[0053]当不使用预编码时，FEC编码数据602经由开关602直接被反馈给调制块114。
[0054]如果接收器具有信道统计和再生GMM模型，借助于Volterra级数展开670，FEC编码数据经由网格成形块620被反馈给调制块114。
[0055]在网格成形块中，通过卷积码的逆奇偶校验矩阵630，对FEC编码数据进行编码。将奇偶校验输出与其它编码数据进行求和640，所述其它编码数据是从辅助数据660生成的相应发生器矩阵650的输出。然后，组合数据被调制114，并且经由信道130被发送。
[0056]对辅助数据660进行最优化，使得所发送的数据可以通过使用GMM的再生模型和Volterra级数展开670来最小化信道中的非线性失真。这通过Viterbi处理来完成，以搜索最小化失真功率的最佳数据。
[0057]接收器使用奇偶校验去除辅助数据。类似方法可以工作用于诸如矢量扰动的任何其它预编码方案。
【主权项】
1.一种光通信网络，该光通信网络包括: 发送器，进一步包括: 前向纠错FEC编码器； 预编码器:以及 调制器； 接收器，进一步包括: 检测器； FEC解码器； 决策块；以及 错误检验块；以及 分析器，其被配置为生成所述发射器与所述接收器之间的光信道的非线性统计，并且使所述编码器、所述预编码器和所述调制器单独地或以任何组合地适应所述非线性统计。
2.根据权利要求1所述的网络，其中，所述信道是光纤或无线链路。
3.根据权利要求1所述的网络，其中，所述编码器是前向纠错编码器。
4.根据权利要求1所述的网络，所述网络进一步包括: 测量被提供有来自所述FEC解码器的反馈信息的所述检测器的输出的分布图，以生成并且分析外信息转移EXIT图；以及 使所述FEC编码器适应所述EXIT图。
5.根据权利要求1所述的网络，所述网络进一步包括: 生成自动重传请求(ARQ)，以启动利用改进调制格式的数据的重传和自适应Schalkwijk-Kailath 编码。
6.根据权利要求4所述的网络，其中，所述分布图基于非参数统计模型和参数统计模型，并且所述参数模型是通过期望最大化EM处理估计的高斯混合模型GMM。
7.根据权利要求6所述的网络，其中，通过在最大化期间局部最大化似然来估计所述GMM0
8.根据权利要求1所述的网络，其中，所述接收器具有指数衰减的非线性失真。
9.根据权利要求1所述的网络，其中，所述预编码器基于网格成形，该网格成形有意地适应所述数据，使得发送信号优选用于非线性信道，以减少失真。
10.一种用于在光网络中对信号进行自适应编码的方法，该方法包括: 生成发射器与接收器之间的非线性信道的非线性统计；以及 在所述发送器处，使编码器、预编码器和调制器单独地或以任何组合地适应所述非线性统计。
【专利摘要】一种用于非线性信道的自适应编码方案提高了数字通信网络中的可靠性和效率。该方法监测信道统计，以分析信道的外信息转移图。将信道统计反馈回发送器，以适应前向纠错编码。参数分析方法使用高斯混合模型。统计信息反馈能够通过将加权的接收信号添加到原始编码信号来适应ARQ方案，以减少非线性失真。网格成形能够使发送信号优选用于非线性信道。
【IPC分类】H04B10-079, H04L1-00
【公开号】CN104798323
【申请号】CN201380059538
【发明人】秋浓俊昭, K·帕森斯, 段春杰, 小岛启介
【申请人】三菱电机株式会社
【公开日】2015年7月22日
【申请日】2013年10月25日
【公告号】EP2920894A1, US9077508, US20140133848, WO2014077139A1