1.一種用于對接收到的數(shù)據(jù)進行解碼的系統(tǒng),該數(shù)據(jù)通過光通信信道從發(fā)射器發(fā)送到接收器,該系統(tǒng)包括:
載波相位估計器(CPE),該CPE估計接收到的符號的載波相位;
跳過程分析器,該跳過程分析器基于所述載波相位,使用高階隱馬爾可夫模型(HMM)以提供跳狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣形式的前饋判定信息;
解調(diào)器,該解調(diào)器根據(jù)所述前饋軟判定信息來計算對數(shù)似然比(LLR);以及
前向糾錯(FEC)解碼器,該FEC解碼器產(chǎn)生關(guān)于與所述數(shù)據(jù)相對應(yīng)的符號的硬判定,并糾錯。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng),其中,所述CPE還包括:
M次冪模塊,其抑制調(diào)制相關(guān)的相位偏離;
振幅歸一化器,其抑制調(diào)制相關(guān)的振幅偏離;
低通濾波器,其抑制加性噪聲;
相位解纏模塊,其解決相位模糊;以及
相位判定模塊,其恢復(fù)接收到的數(shù)據(jù)的載波相位。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng),其中,所述振幅歸一化器基于所有調(diào)制的條件均值使相位估計誤差最小化。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng),其中,所述低通濾波器基于根據(jù)所述相位噪聲的自協(xié)方差的矩匹配系統(tǒng)和線性變換維納濾波器。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng),其中,所述相位解纏基于至少兩個連續(xù)的相位估計以使馬哈拉諾比斯范數(shù)最小化。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng),其中,所述跳過程分析器針對至少兩個連續(xù)的相位估計使用擴展的卡爾曼濾波器,估計非時齊隱馬爾可夫模型(HMM)中的所述跳狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng),其中,所述解調(diào)器還包括:
偏斜角估計器,其估計星座偏斜角;
相位噪聲估計器,其估計殘余相位噪聲離散;
符號似然度計算器,其根據(jù)所述星座偏斜角和所述殘余相位噪聲離散來確定恢復(fù)了相位的符號的符號對數(shù)似然度;以及
比特LLR計算器,其根據(jù)所述符號對數(shù)似然度數(shù)據(jù)和所述前饋判定信息來計算用于所述FEC解碼器的LLR數(shù)據(jù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng),其中,使用基于高斯混合模型(GMM)的期望最大化(EM)算法估計所述星座偏斜角和所述殘余相位噪聲離散,其中,所述GMM中的混合的數(shù)量至少是調(diào)制格式的大小。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng),其中,所述符號似然度計算器使用線性變換近似或雙線性變換近似來考慮殘余相位噪聲離散。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng),其中,所述比特LLR計算器沿著由所述跳過程分析器的所述狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣定義的網(wǎng)格狀態(tài)圖,使用基于Bahl-Cocke-Jelinek-Raviv(BCJR)的最大后驗概率(MAP)算法。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng),其中,除了來自所述跳過程分析器的所述前饋軟判定信息外,所述比特LLR計算器在turbo回路中使用來自所述FEC解碼器的反饋軟判定信息。
12.一種利用多維信號來解碼數(shù)據(jù)的系統(tǒng),所述數(shù)據(jù)通過光通信信道從發(fā)射器發(fā)送到接收器,該系統(tǒng)包括:
多輸入多輸出(MIMO)載波相位估計器(CPE),該MIMO CPE聯(lián)合地估計接收到的多維信號的載波相位;
MIMO跳過程分析器,該MIMO跳過程分析器基于多變量高階隱馬爾可夫模型(HMM)提供聯(lián)合狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣;
MIMO解調(diào)器,該MIMO解調(diào)器根據(jù)來自所述MIMO跳過程分析器的前饋軟判定信息來計算多維信號的似然度;以及
前向糾錯(FEC)解碼器,該FEC解碼器產(chǎn)生關(guān)于與所述數(shù)據(jù)相對應(yīng)的符號的硬判定,并糾錯。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的系統(tǒng),其中,所述MIMO CPE還包括:
白化濾波器,其取消所述多維信號的互相關(guān);
平行M次冪模塊,其抑制調(diào)制相關(guān)的相位偏離;
并行振幅歸一化器,其抑制調(diào)制相關(guān)的振幅偏離;
MIMO低通濾波器,其抑制加性噪聲;
并行相位解纏模塊,其解決每個相位模糊;以及
并行相位判定模塊,其恢復(fù)每個多維信號的載波相位。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的系統(tǒng),其中,所述解調(diào)器使用基于已知導(dǎo)頻符號處的受限網(wǎng)格狀態(tài)轉(zhuǎn)移的導(dǎo)頻輔助LLR計算。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的系統(tǒng),其中,所述MIMO CPE使用基于來自最小二乘初始估計的迭代線性變換MAP估計的導(dǎo)頻輔助相位估計。
16.根據(jù)權(quán)利要求12所述的系統(tǒng),其中,所述MIMO CPE和所述解調(diào)基于使用內(nèi)核濾波器、擴展的卡爾曼濾波器、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、粒子濾波器或平滑變體的非線性濾波器。
17.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求12所述的系統(tǒng),其中,所述FEC解碼器使用置信傳播來解碼任意伽羅瓦域大小的低密度奇偶校驗(LDPC)碼。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的系統(tǒng),其中,所述MIMO CPE使用導(dǎo)頻符號之間的克里金插值來估計所述多維信號的載波相位。
19.根據(jù)權(quán)利要求12所述的系統(tǒng),其中,在偏振分復(fù)用、模分復(fù)用、波分復(fù)用和/或空分復(fù)用中接收所述多維信號。
20.一種用于解碼接收到的數(shù)據(jù)的方法,該數(shù)據(jù)通過光通信信道從發(fā)射器發(fā)送到接收器,該方法包括以下步驟:
對接收到的與所述數(shù)據(jù)相對應(yīng)的符號的載波相位進行估計;
基于所述載波相位,使用高階隱馬爾可夫模型(HMM),以跳狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣的形式提供前饋判定信息;
根據(jù)所述前饋軟判定信息來計算對數(shù)似然比(LLR);以及
產(chǎn)生關(guān)于與所述數(shù)據(jù)相對應(yīng)的符號的硬判定并糾錯,其中,在所述接收器的解碼器中執(zhí)行以上步驟。