[发明专利]用于光通信系统中的多进制数字脉冲周期调制和解调方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种多进制数字脉冲周期调制和解调方法。

背景技术

目前光通信领域主要使用强度调制/直接检测(IM/DD，Intensity Modulated/Direct Detection)技术，基于IM/DD技术的调制方式主要有3种：开关键控(OOK，On-Off-Keying)、脉冲位置调制(PPM，Pulse Position Modulation)和数字脉冲间隔调制(DPIM，Digital Pulse Interval Modulation)调制方式。

开关键控方式通过控制光通信中发光二极管(LED)的亮灭来实现信息的传递，LED熄灭时，表示传递数据“0”；LED点亮时，表示传递数据“1”；开关键控调制方式对电路要求简单，不需要进行码元同步，而且其带宽利用率高，是目前支持IM/DD带宽利用率最高的调制技术。

脉冲位置调制将发射波形进行等比例划分成多个小时隙，小时隙的位置不同，表示的信息不同。脉冲位置调制的优点是提高了能量利用效率，但是其对带宽的要求高，并且在接收端需要时隙同步和码元同步，这也增加了电路的难度。

数字脉冲间隔调制则是在脉冲位置调制的基础上进行改进而提出的非等时脉冲间隔调制方式，使用和脉冲位置调制相同的小时隙，但是码元长度是变化的，不同的码元长度表示不同的信息；与开关键控调制相比，数字脉冲间隔调制有更高的能量利用率；与脉冲位置调制相比，在接收端不需要进行时隙同步和码元同步，降低了电路的复杂程度。但是，数字脉冲间隔调制对带宽的要求同样很高。

对于实际光通信系统，由于发光元件LED的开关速度有限，往往成为传输速度瓶颈，导致光通信链路的通信效率受到限制，典型的往往仅有几十MHz，如何在带宽受限制情况下，提高现有光通信系统的数据传输速率，成为研究新型调制和解调方式的目标。

发明内容

本发明是为了提升光通信系统数据传输速率，从而提供一种用于光通信系统中的多进制数字脉冲周期调制和解调方法。

用于光通信系统中的多进制数字脉冲周期调制和解调方法，调制方法：将光通信系统的M进制的系统数据采用MDPCM的方法调制为二进制脉冲；

所述调制方法是通过改变M进制的系统数据中各码元所对应的二进制脉冲的周期T(n)实现的；

所述周期T(n)是根据公式：

T(n)＝t_BS+(n+1)·t_slot

获得的；其中：n为M进制的系统数据中的码元，n＝0，1，...，M-1；t_BS为MDPCM调制基本波形的持续时间，t_slot为相邻两个码元的调制脉冲周期之间的时间分辨间隔；M为大于2的正整数。

解调方法：将调制后的二进制脉冲根据公式：

n=[Tx-tBStslot-1]]]>

获得解调制后的数据；其中Tx为解调接收到的二进制脉冲周期时间，[·]表示取整函数，当n＜0或者n＞M-1时，表示n为空码元，不代表任何信息。

M进制的系统数据中的各码元的调制脉冲周期之间的时间分辨间隔t_slot与基本波形持续时间t_BS的关系，满足下式：

t_slot＜t_BS

MDPCM调制基本码元的持续时间t_BS的取值为：

tBS≥10.55B]]>

式中，B为光通信系统的带宽。

MDPCM相邻码元的调制脉冲周期之间的时间分辨间隔t_slot的取值为：