[发明专利]一种光信号生成方法、装置、电子设备及存储介质

说明书

本发明实施例提供了一种基于几何‑概率成形的光信号生成方法及装置，方法包括：获取待发送的原始数据；根据各星座图子集的序号，确定原始数据对应的服从最优分布的子集序号序列，并根据各星座图子集的二进制标签，确定原始数据对应的服从最优分布的子集序号序列的二进制序列；星座图子集是对预设星座点个数的方形星座图进行几何成形得到多模圆星座图后，对多模圆星座图进行子集分割得到的；对二进制序列进行系统码编码，得到编码后的信息；针对编码后的信息依次选取第一预设数量个信息比特和第二预设数量个冗余比特，映射到多模圆星座图，得到待传输光信号。本实施例能够使发射光信号逼近香农信道容量。

技术领域

本发明涉及光纤通信技术领域，特别是涉及一种基于几何-概率成形的光信号生成方法及装置。

背景技术

光纤通信是以激光为载波，以光纤为传输介质的通信方式，具有载波资源巨大，传输衰减小等优点，可以为人类日益增长的信息需求提供网络数据服务。

在光纤通信系统中，传统的QAM(Quadrature Amplitude Modulation，正交幅度调制)得到了广泛的应用，可以有效的降低发射机部分的硬件需求。但是仅仅利用均匀的M-QAM星座是无法达到香农信道容量的，尤其是在调制阶数较低的情况下，其性能损失趋近于πe/6(1.53dB)，即星座成形增益。因此，为了进一步能够逼近香农信道容量，需要采用星座成形技术。

星座成形分为几何成形和概率成形，几何成形技术是将均匀分布的信号映射到非等距的星座点上，概率成形技术是将等距星座图中的信号点非均匀分布。已知的技术中，实现概率成形的方法大致分为三种，一是采用霍夫曼编码实现概率成形的霍夫曼成形技术，二是利用概率幅度成形的方法实现概率成形，三是利用壳映射的方式。然而，采用霍夫曼编码在硬件方面，需要更多的缓存空间存储霍夫曼码的前缀；采用概率幅度成形的方法只能用于对称的星座，针对其他类型的不对称的星座，无法应用该方法；壳映射的方式在实现过程中很难找到一个能量最低的壳。

因此，如何提供一种硬件需求较低、低复杂度、能够用于非对称星座的概率成形方法，进而使发射光信号逼近香农信道容量，成为一个亟待解决的问题。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种基于几何-概率成形的光信号生成方法及装置，以提供一种硬件需求较低、低复杂度、能够用于非对称星座的概率成形方法，进而使发射光信号逼近香农信道容量。

第一方面，本发明实施例提供了一种基于几何-概率成形的光信号生成方法，所述方法包括：

获取待发送的原始数据；

根据对预设星座图进行子集分割后生成的各星座图子集的序号，确定所述原始数据对应的服从最优分布的子集序号序列，并根据所述各星座图子集的二进制标签，确定所述原始数据对应的服从最优分布的子集序号序列的二进制序列；其中，所述各星座图子集是对预设星座点个数的方形星座图进行几何成形得到多模圆星座图后，对所述多模圆星座图进行子集分割得到的；

对所述二进制序列进行系统码编码，得到编码后的信息；

针对所述编码后的信息，依次选取第一预设数量个信息比特和第二预设数量个冗余比特，映射到所述多模圆星座图，得到待传输光信号。

可选的，所述根据对预设星座图进行子集分割后生成的各星座图子集的序号，确定所述原始数据对应的服从最优分布的子集序号序列，包括：

令s_i＝0,i＝1,2,3,...,n；循环变量l＝1；s_i代表在长度为L的服从最优分布的子集序号序列中，序号为i的子集的个数；

判断是否满足lL，L为总迭代次数；