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概率整形技术PCS(2)

Posted on 2020-12-122024-01-19 by ICT百科

传统的相干传输基于正交幅度调制(QAM),它使用相位和幅度的组合来编码数据位,每个星座点都是相位和幅度的唯一组合,相位由角度和幅度表示,即距图中心的距离。例如,如下图显示了一个16QAM星座图,共有16个星座点,每个星座点编码4位。

图1:16QAM示例:相位和幅度

在传统调制方式下,每个星座点都有相同的使用概率。这意味着幅度较高的外部星座点(外部的需要更多的能量/功率)与具有较低能量/功率的内部星座点具有相同的概率,如下图所示。

图2:常规QAM:均等概率

在上图中,16QAM的16个星座点有三个不同的幅度,即三个圈。其中最里面的圈和第二圈的欧氏距离是1.75,第二圈和外圈的距离为1.08。所以外圈只需要错1.08的距离就会导致无码,内圈却需要错1.75的距离才会导致无码。所以使用16QAM作为调制格式,对无码贡献最大的就是外圈的4个星座点。

结合上面说的,外围星座点幅度大需要功率高,内圈的幅度小需要的功率低,而信号的平均功率大小直接影响系统的非线性的影响。因此为了降低误码率,提高系统性能,我们能不能降低外圈星座点出现的概率,少用外围的,去增加内圈星座点出现的概率,多用内圈的?PCS概率整形(Peobabilistic Shaping, PS)技术正是基于这个思想产生的。

如下图所示,我们通过PCS概率整形技术更频繁地使用较低能量/功率的内部星座点,而较少使用较高能量/功率的内部星座点。

图3:概率星座整形

在实现上,概率整形技术就是通过在FEC编码前加入分布匹配器(Distribution Matcher, DM),在FEC解码器之后加入分布解匹配器(Distribution De-Matcher)实现的。我们通过采取统一的比特序列,等概率的1和0,然后将它们转换为符号,各符号出现的概率服从我们所需的分布,通常是高斯分布。在另一端,反向分布匹配器将这些符号转换回原始的比特流,如下图所示。

Category: WDM, 光器件与模块, 原理

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博主
李东霏
【香农信息技术研究院】

标签

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