[发明专利]一种基于比特加权分布的光正交频分复用系统和通信方法

权利要求书

1.一种基于比特加权分布的光正交频分复用的通信方法，其特征在于：包括如下步骤：

1)生成服从1/2伯努利分布的串行伪随机二进制比特流作为原始信源，采用比特加权分布匹配算法，将串行原始信源转换成4路并行比特流，对前2路中数据分组并计算出各组中‘0’的权值，再按照比特加权分布匹配算法规则添加冗余比特并对各组原始数据进行对应处理，实现概率整形(PS)，具体包括：将原始信源分成四路并行比特流，前两路比特流中每k个比特划分为一个子集，同时最高位添加一位作为权值标记位，构成(k+1)个比特的新集合，所述新集合中，若后k个比特中‘0’的权重不小于1/2，则对应的最高位为‘0’，反之，则对应最高位为‘1’；并对所述后k个比特进行取反运算，得到新的前两路比特流，另外两路比特流不进行额外处理，四路并行比特流的数据个数相等，然后对二进制数据进行LDPC编码；

2)对LDPC编码后的数据按照每4比特映射成1个符号的规则完成16QAM调制，具体规则为：16QAM的星座点分布于I,Q∈{±1,±3}的复平面上，每个星座点的能量为从原点指向该星座点的矢量模的平方；而每个16QAM星座点分别对应唯一码字，该码字由4位比特构成；随着各星座点能量的增加，每个码字的前两位中的‘0’减少；从第一至第四象限，每个码字的后两位分别为“10”、“00”、“01”、“11”；

3)将所得的PS-16QAM信号依次执行离散傅里叶变换、子载波映射、正交频分复用调制，得到LDPC-PS-16QAM DFT-S OFDM电信号；

4)将电信号通过马赫-曾德尔调制器加载到光载波上，得到光信号，送入标准单模光纤进行传输；

5)接收光信号并转换为电信号后，依次进行DFT-S OFDM解调、16QAM解映射、LDPC译码、逆BWDM操作得到二进制输出比特序列。

2.一种基于比特加权分布的光正交频分复用系统，其特征在于：包括

数据源模块，用于生成服从1/2伯努利分布的串行伪随机二进制比特流作为原始信源；

比特加权分布匹配概率整形模块，采用比特加权分布匹配算法(BWDM)，将串行原始信源转换成4路并行数据，对前2路比特分组并计算出各组中‘0’的权值，再按照比特加权分布匹配算法规则添加冗余比特并对各组原始数据进行对应处理，具体包括：将原始信源分成四路并行比特流，前两路比特流中每k个比特划分为一个子集，同时最高位添加一位作为权值标记位，构成(k+1)个比特的新集合，所述新集合中，若后k个比特中‘0’的权重不小于1/2，则对应的最高位为‘0’，反之，则对应最高位为‘1’；并对所述后k个比特进行取反运算，得到新的前两路比特流，另外两路比特流不进行额外处理，四路并行比特流的数据个数相等；

信道编码模块，将比特加权分布匹配概率整形模块输出的二进制数据进行LDPC编码；

正交幅度调制模块，对LDPC编码后的数据按照每4比特映射成1个符号的规则完成16QAM调制，具体规则为：16QAM的星座点分布于I,Q∈{±1,±3}的复平面上，每个星座点的能量为从原点指向该星座点的矢量模的平方；而每个16QAM星座点分别对应唯一码字，该码字由4位比特构成；随着各星座点能量的增加，每个码字的前两位中的‘0’减少；从第一至第四象限，每个码字的后两位分别为“10”、“00”、“01”、“11”；

正交频分复用调制模块，将所得的PS-16QAM信号依次执行离散傅里叶变换、子载波映射、正交频分复用调制，得到LDPC-PS-16QAM DFT-S OFDM电信号；

电/光转换模块，将电信号通过马赫-曾德尔调制器加载到光载波上，得到光信号；

链路传输模块，将光信号送入标准单模光纤进行传输；

信号接收解调模块，将传输后的光信号转换为电信号，然后依次进行DFT-SOFDM解调、16QAM解映射、LDPC译码、逆BWDM操作后得到二进制输出比特序列。