[发明专利]实现Turbo均衡补偿的方法以及Turbo均衡器和系统

说明书

技术领域

本发明涉及光通信领域，具体而言，涉及实现Turbo均衡补偿的方法以及Turbo均衡器和Turbo均衡器系统。

背景技术

当前，高速光纤传输系统中传输速率得到提升，例如从40Gb/s到100Gb/s，甚至达到400Gb/s。但是，光纤传输系统中的非线性效应、偏振模色散（PMD，polarization mode dispersion）效应和差分编码代价等各种效应已经严重限制了高速光纤传输系统的传输距离。众所周知，这些损伤效应的作用过程可以用网格（trellis）图来描述，因此可以用前向后向递归运算算法BCJR（Bahl，Cocke，Jelinek和Raviv）补偿算法对其进行一定程度的补偿。

为了进一步补偿光纤传输系统中的各种效应对高速光纤传输系统的传输距离的限制，已经提出在高速光纤传输系统的接收端利用Turbo均衡（equalization）的方式进行补偿，即通过多个软信息处理模块之间的交互迭代，提高系统性能。例如，在低密度奇偶校验（LDPC，low density parity check）译码器与BCJR模块之间进行迭代，实现差分编码效应、非线性效应及PMD效应等的补偿。这种Turbo均衡的方式通过补偿信道中的损伤，可以大幅提升系统性能。这里，一个比特（bit）的软信息指对于这一比特来说，判决是0或1的概率值；为了化简运算，通常采用判决是0的概率和判决是1的概率的比值再取对数。

此外，实现上述Turbo均衡的方式的Turbo均衡器中采用反馈结构以及LDPC码字，其中的BCJR模块采用常规的串行结构的滑窗（sliding window）BCJR。一般地，光通信中所用的LDPC码字的长度达到上万比特，BCJR模块中需要存储整个LDPC码字，因此BCJR模块必须具备巨大的存储资源。然而，采用反馈结构的Turbo均衡器、巨大的LDPC码字以及复杂的BCJR模块均限制了系统吞吐量。

由此可见，在超100G的高速光纤通信系统中，为了实现超100Gb/s高吞吐量，上述Turbo均衡的方式无法适应大容量的高速传输。

发明内容

本发明提出了实现Turbo均衡补偿的方法以及均衡器和系统，旨在解决在高速光纤传输系统中实现Turbo均衡补偿时吞吐量受限的问题。

第一方面，提出了一种实现Turbo均衡补偿的方法，包括：将第一数据块分成n个数据段，其中所述n个数据段中相邻的两个数据段重叠D个比特，n为大于或等于2的正整数，D为大于或等于1的正整数，对所述n个数据段中的每一个数据段分别进行递归处理，合并经过所述递归处理后的所述n个数据段，以获得第二数据块；对所述第二数据块进行迭代译码，以输出第三数据块；其中所述第一数据块、所述第二数据块和所述第三数据块的数据长度均为低密度奇偶校验LDPC卷积码的码长的1/T，所述T是阶梯形的所述LDPC卷积码的校验矩阵的层数。

结合第一方面，在第一方面的第一实施方式中，所述对所述n个数据段中的每一个数据段分别进行递归处理，包括：并行地对所述n个数据段中的每一个数据段进行前向递归运算和后向递归运算。

结合第一方面，在第一方面的第二实施方式中，所述对所述n个数据段中的每一个数据段分别进行递归处理，包括：并行地对所述n个数据段中的每一个数据段进行前向递归运算。

结合第一方面，在第一方面的第三实施方式中，所述对所述n个数据段中的每一个数据段分别进行递归处理，包括：并行地对所述n个数据段中的每一个数据段进行后向递归运算。

结合第一方面或其第一、第二、第三实施方式，在第一方面的第四实施方式中，所述对所述第二数据块进行迭代译码，以输出第三数据块包括：接收所述第二数据块；将接收到的所述第二数据块与其他T-1个已经过迭代译码的数据块进行译码处理，其中所述其他T-1个已经过迭代译码的数据块的数据长度为LDPC卷积码的码长的1/T；输出经过最多次译码处理的第三数据块。

结合第一方面或其第一、第二、第三、第四实施方式，在第一方面的第五实施方式中，在所述将第一数据块分成n个数据段之前，还包括：对所述第一数据块进行条件转移概率分布估计，以确定信道估计的参数信息。