一种用于光通信的传输方法、接收方法及相应设备

本申请是分案申请，本申请要求于2022年1月27日提交的申请号为202210102040.1、发明名称为“一种用于光通信的传输方法、接收方法及相应设备”的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。

本申请要求于2021年04月20日提交中国专利局、申请号为202110424596.8、发明名称为“一种超帧传输方法”的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。

本申请要求于2021年12月1日提交中国专利局、申请号为202111456537.5、发明名称为“一种用于光通信的传输方法、接收方法及相应设备”的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。

技术领域

本申请涉及光通信领域，尤其涉及一种用于光通信的传输方法、接收方法及相应设备。

背景技术

在5G、云计算、大数据、人工智能等持续推动下，高速光传输网络正朝着大容量、分组化、智能化的方向发展。相干光通信系统利用光波的幅度，相位，偏振和频率来承载信息。为了对抗在传输过程中因色散、偏振相关损伤、噪声、非线性效应及其它因素引起的光信号失真并保持长距离传输，相干光通信系统通常在传输符号序列中加入一些经过设计的固定符号序列，便于接收端恢复发送符号。

现有的传输符号序列主要是应用于400Gbps场景，无法适应未来400Gbps以上(包含600Gbps，800Gbps等)的场景，且存在不同偏振方向上的传输符号序列之间的互相关性差的问题，这些都是未来亟需解决的问题。

发明内容

本申请提供一种用于光通信的传输方法，解决了现有技术无法应用于400Gbps以上的场景，且不同偏振方向上的符号序列互相关性较差的问题。

第一方面，提供一种用于光通信的传输方法，所述方法包括：生成包含多个子帧的超帧，所述子帧包括训练符号和导频符号，其中，在一个偏振方向上，所述子帧包括的所述训练符号和所述导频符号的数量之和不小于5，有一个符号既为训练符号，也为导频符号；且每个所述训练符号和每个所述导频符号分别为-A-Aj、-A+Aj、A-Aj、A+Aj中的一种，A为实数；在每个子帧包括的所述训练符号和所述导频符号中，-A-Aj、-A+Aj、A-Aj和A+Aj在一个偏振方向上的数目分别为

第二方面，提供一种用于光通信的接收方法，所述方法包括：接收包含多个子帧的超帧，所述子帧包括训练符号和导频符号，其中，在一个偏振方向上，所述子帧包括的所述训练符号和所述导频符号的数量之和不小于5，有一个符号既为训练符号，也为导频符号；且每个所述训练符号和每个所述导频符号分别为-A-Aj、-A+Aj、A-Aj、A+Aj中的一种，A为实数；在每个子帧包括的所述训练符号和所述导频符号中，-A-Aj、-A+Aj、A-Aj和A+Aj在一个偏振方向上的数目分别为

本申请实施例中，每个偏振方向上，一个子帧总共包括N

结合第一方面或第二方面，在第一种可能的实施方式中，在一个子帧中，在一个偏振方向上的训练符号组成的序列与在另一个偏振方向上的训练符号组成的序列互不相同，在一个偏振方向上的导频符号组成的序列与在另一个偏振方向上的导频符号组成的序列互不相同。避免实际传输中，接收端无法区分两个偏振方向的问题。

结合以上实施方式，在第二种可能的实施方式中，所述训练符号在所述子帧中连续排列，其中，在任一个偏振方向上，所述子帧包括的所述训练符号中，实部元素连续相同的个数不大于5，虚部元素连续相同的个数不大于5。进一步地，在任一个偏振方向上，一个子帧中连续相同的所述训练符号的个数不超过4个。在此种条件下得出的训练序列，有利于时钟恢复，从而有助于提高收端恢复的信号质量。

结合以上实施方式，在第一方面的第三种可能的实施方式中，所述多个子帧还包括第一子帧，所述第一子帧包括连续排列的帧同步符号，每个帧同步符号分别为-A-Aj、-A+Aj、A-Aj、A+Aj中的一种；在任一个偏振方向上，所述子帧包括的所述帧同步符号中，实部的元素连续相同的个数不大于5，虚部中元素连续相同的个数不大于5。进一步地，在任一个偏振方向上，所述第一子帧中连续相同的所述帧同步符号的个数不超过4个。在此种条件下得出的帧同步序列，同样有利于时钟恢复，从而有助于提高收端恢复的信号质量。

结合第三种可能的实施方式，在第四种可能的实施方式中，在所述第一子帧包括的帧同步符号中，-A-Aj、-A+Aj、A-Aj和A+Aj在一个偏振方向上的数目分别为

结合上述实施方式，在第五种可能的实施方式中，N

结合第一方面，第二方面，以及第一种至第四种中任一种可能的实施方式，在第六种可能的实施方式中，N

上述两个实施例，给出了两种不同情况下，训练序列的几种可能符号在不同偏振方向上的数目，一个子帧中包括的训练符号-A-Aj、-A+Aj、A-Aj、A+Aj彼此之间的数目接近。此外，在每个偏振方向上，除去同时作为导频符号的那个训练符号(如果是奇数个训练符号)，其他训练符号对应的复数的实部之和为0，虚部之和也为0，可以达到直流平衡，利于接收端恢复信号的质量。

结合第一方面，第二方面，以及第一种至第四种中任一种可能的实施方式，在第七种可能的实施方式中，N

结合第一方面，第二方面，以及第一种至第四种中任一种可能的实施方式，在第八种可能的实施方式中，N

结合第一方面，第二方面，以及第一种至第四种中任一种可能的实施方式，在第九种可能的实施方式中，在每个子帧中，一个偏振方向上的导频符号的个数除以4的余数为0，在每个子帧包括的所述导频符号中，-A-Aj、-A+Aj、A-Aj和A+Aj在一个偏振方向上的数目分别为N

结合第一方面，第二方面，以及第一种至第四种中任一种可能的实施方式，在第十种可能的实施方式中，在每个子帧中，一个偏振方向上的导频符号的个数除以4的余数为2，在每个子帧包括的所述导频符号中，-A-Aj、-A+Aj、A-Aj、A+Aj在一个偏振方向上的数目分别为(N

结合第一方面，第二方面，以及第一种至第四种中任一种可能的实施方式，在第十一种可能的实施方式中，在每个子帧中，一个偏振方向上的导频符号的个数除以4的余数为1，在每个子帧包括的所述导频符号中，除去同时作为训练符号的那个导频符号，-A-Aj、-A+Aj、A-Aj、A+Aj在一个偏振方向上的数目分别为(N

结合第一方面，第二方面，以及第一种至第四种中任一种可能的实施方式，在第十二种可能的实施方式中，在每个子帧中，一个偏振方向上的导频符号的个数除以4的余数为3时，在每个子帧包括的所述导频符号中，除去同时作为训练符号的那个导频符号，-A-Aj、-A+Aj、A-Aj、A+Aj在一个偏振方向上的数目分别为(N

上述第七到第12种实施方式给出了几种不同情况下，导频序列的几种可能符号在不同偏振方向上的数目，一个子帧中包括的导频符号-A-Aj、-A+Aj、A-Aj、A+Aj彼此之间的数目接近，有效保证了训练符号间的均衡。此外，在每个偏振方向上，除去同时作为训练符号的那个导频符号(如果是奇数个导频符号)，其他导频符号对应的复数的实部之和为0，虚部之和也为0，可以达到直流平衡，利于接收端恢复信号的质量。

结合上述实施方式，在第十三种可能的实施方式，所述超帧中的符号的调制格式为16QAM，A的值为1或3。此外，也有可能对星座图上的符号进行压缩，相应的，A的值也会被相应压缩，以16QAM为例，对16QAM星座图上的16个符号进行功率归一化，此时，取值变为

需要说明的是，在一些实际应用场景中，导频符号和训练符号-A-Aj、-A+Aj、A-Aj、A+Aj也可以不为所用的调制格式的星座图上的符号，其可以是星座图最外面4个符号和最里面4个符号中间区域的某4个符号。此时，训练和导频符号噪声和灵敏度一般，但峰均功率比相对较低。以16QAM为例，16QAM星座图上的16个符号取值为{±1±1j,±1±3j,±3±1j,±3±3j}，实数A的取值满足1≤A≤3。更具体地，星座图最外面4个符号是3+3j,3-3j,-3+3j,-3-3j,星座图最里面4个符号是1+1j,1-1j,-1+1j,-1-1j。导频符号和训练符号取值-A-Aj、-A+Aj、A-Aj、A+Aj可以是在16QAM星座图最外面4个符号和最里面4个符号中间区域的某4个符号。实数A的具体取值可根据实际应用场景选取使得训练和导频符号的峰均功率比、噪声和灵敏度具备很好的折中。例如实数

结合上述实施方式，在第十四种可能的实施方式，在每个子帧中，每64个符号的固定位置为所述导频符号。例如，每64个符号中的第一个符号为导频符号。

结合第一方面，第二方面，以及第一种至第十三种可能的实现方式中任一种可能的实施方式，在第十五种可能的实施方式，在每个子帧中，每48个符号的固定位置为所述导频符号。例如，每48个符号中的第一个符号为导频符号。

应理解，上述实施方式均可结合第一方面或者第二方面，本申请不做限制。

第三方面，提供一种用于光通信的传输设备，所述传输设备包括处理器和存储器，所述存储器用于存储指令，所述处理器用于执行所述指令，使得所述传输设备执行如第一方面中以及第一方面中任一种可能的实现方式所述的方法。

第四方面，提供一种用于光通信的接收设备，所述传输设备包括处理器和存储器，所述存储器用于存储指令，所述处理器用于执行所述指令，使得所述接收设备执行如第二方面中以及第二方面中任一种可能的实现方式所述的方法。

第五方面，提供一种用于光通信的系统，所述系统包括如第三方面所述的传输设备，以及如第四方面所述的接收设备。

应理解，处理器可以是中央处理单元(Central Processing Unit，简称为“CPU”)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现成可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等，本申请不做限定。

第六方面，提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储指令，当所述指令在终端设备上运行时，使得所述终端设备执行如第一方面或第一方面任一种可能的实现方式所述的方法；或使得所述终端设备执行如第二方面或第二方面中任一种可能的实现方式所述的方法。

第七方面，提供一种包含指令的计算机程序产品，当在终端设备上运行时，使得终端设备执行如第一方面或第一方面任一种可能的实现方式所述的方法；或使得所述终端设备执行如第二方面或第二方面中任一种可能的实现方式所述的方法。应理解，终端设备可以为芯片、处理器等等，本申请并不做限定。

第八方面，提供一种用于光通信的传输方法，该方法包括：生成包含多个子帧的超帧，子帧包括训练符号和导频符号，其中，在一个偏振方向上，有一个符号既为训练符号，也为导频符号，且每个训练符号和每个导频符号分别为-A-Aj、-A+Aj、A-Aj、A+Aj中的一种，A为实数；在每个子帧中在一个偏振方向上，导频符号是目标多项式和种子生成的，导频符号有N

将超帧发送出去。

第九方面，提供用于光通信的接收方法，该方法包括：

接收包含多个子帧的超帧，子帧包括训练符号和导频符号，其中，在一个偏振方向上，有一个符号既为训练符号，也为导频符号，且每个训练符号和每个导频符号分别为-A-Aj、-A+Aj、A-Aj、A+Aj中的一种，A为实数；在每个子帧中，在一个偏振方向上，导频符号是目标多项式和种子生成的，导频符号有N

对接收到的超帧进行解码。

上述第八方面或第九方面中，导频符号是根据目标多项式和对应的种子生成的，该目标多项式是上述表中的任意一项，该目标多项式和所对应的种子可以满足生成的N

结合上述第八方面或第九方面，在一种可能的实现方式中，在一个偏振方向上，超帧中总符号数量N

结合上述第八方面或第九方面或者任一种可能的实现方式，在另一种可能的实现方式中，目标多项式与两个偏振方向上的用十六进制表示的种子为下表中的一行时，同一偏振方向上的导频符号的周期自相关函数旁瓣值的归一化幅度不大于0.2，不同偏振方向上的导频符号的周期互相关函数值的归一化幅度不大于0.2，

结合上述第八方面、第九方面或任一种可能的实现方式，在另一种可能的实现方式中，当目标多项式与两个偏振方向上的用十六进制表示的种子为下表中的一行时，在一个偏振方向上，114个导频符号和11个训练符号的组合中，-A-Aj、-A+Aj、A-Aj和A+Aj在一个偏振方向上的数目均为31；

。

结合上述第八方面、第九方面或任一种可能的实现方式，目标多项式为本原多项式，且其非零项不大于5时，目标多项式与两个偏振方向上的用十六进制表示的种子为下表中的一行时，同一偏振方向上的导频符号的周期自相关函数旁瓣值的归一化幅度不大于0.25，不同偏振方向上的导频符号的周期互相关函数值的归一化幅度不大于0.25，

结合上述第八方面、第九方面或任一种可能的实现方式，在另一种可能的实现方式中，当目标多项式为x

结合上述第八方面、第九方面或任一种可能的实现方式，在另一种可能的实现方式中，当目标多项式为x 

结合上述第八方面、第九方面或任一种可能的实现方式，在另一种可能的实现方式中，在一个偏振方向上，超帧中总符号数量N

结合上述第八方面、第九方面或任一种可能的实现方式，在另一种可能的实现方式中，目标多项式与两个偏振方向上的用十六进制表示的种子为下表中的一行时，同一偏振方向上的导频符号的周期自相关函数旁瓣值的归一化幅度不大于0.23，不同偏振方向上的导频符号的周期互相关函数值的归一化幅度不大于0.23，

。

结合上述第八方面、第九方面或任一种可能的实现方式，在另一种可能的实现方式中，当目标多项式为x

第十方面，提供一种用于光通信的传输设备，传输设备包括处理器和存储器，存储器用于存储指令，处理器用于执行指令，使得传输设备执行如第八方面中以及第八方面中任一种可能的实现方式的方法。

第十一方面，提供一种用于光通信的接收设备，传输设备包括处理器和存储器，存储器用于存储指令，处理器用于执行指令，使得接收设备执行如第九方面中以及第九方面中任一种可能的实现方式的方法。

第十二方面，提供一种用于光通信的系统，系统包括如第十方面的传输设备，以及如第十一方面的接收设备。

应理解，处理器可以是中央处理单元(Central Processing Unit，简称为“CPU”)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现成可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等，本申请不做限定。

第十三方面，提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储指令，当指令在终端设备上运行时，使得终端设备执行如第八方面或第八方面任一种可能的实现方式的方法；或使得终端设备执行如第九方面或第九方面中任一种可能的实现方式的方法。

第十四方面，提供一种包含指令的计算机程序产品，当在终端设备上运行时，使得终端设备执行如第八方面或第八方面任一种可能的实现方式的方法；或使得终端设备执行如第九方面或第九方面中任一种可能的实现方式的方法。应理解，终端设备可以为芯片、处理器等等，本申请并不做限定。

第十五方面，提供一种用于光通信的传输方法，包括：生成包含多个子帧的超帧，所述子帧包括训练符号和导频符号；在每个子帧中，在一个偏振方向上，所述导频符号有N

将所述超帧发送出去。

第十六方面，提供一种用于光通信的接收方法，包括：接收包含多个子帧的超帧，所述子帧包括训练符号和导频符号；在每个子帧中，在一个偏振方向上，所述导频符号有N

对接收到的所述超帧进行解码。

上述第十五方面或第十六方面中，导频符号是根据目标多项式和对应的种子生成的，该目标多项式是上述表中的任意一项，该目标多项式和所对应的种子可以满足N

结合上述第十五方面或第十六方面，在一种可能的实现方式中，在一个偏振方向上，所述超帧中总符号数量N

生成所述导频符号的所述目标多项式与两个偏振方向上的用十六进制表示的种子为下表中的一行时，同一偏振方向上的导频符号的周期自相关函数旁瓣值的归一化幅度不大于0.25，不同偏振方向上的导频符号的周期互相关函数值的归一化幅度不大于0.25，

结合上述第十五方面或第十六方面或其中任一中可能的实现方式，在另一种可能的实现方式中，当所述目标多项式为x

                                                                    。

结合上述第十五方面或第十六方面或其中任一中可能的实现方式，在另一种可能的实现方式中，在每个子帧中，在一个偏振方向上，当所述导频符号的数量除以4的余数为0时，在每个子帧包括的所述导频符号中，-A

当所述导频符号的数量除以4的余数为2时，在每个子帧包括的所述导频符号中，-A

第十七方面，提供一种用于光通信的传输设备，传输设备包括处理器和存储器，存储器用于存储指令，处理器用于执行指令，使得传输设备执行如第十五方面中以及第十五方面中任一种可能的实现方式的方法。

第十八方面，提供一种用于光通信的接收设备，传输设备包括处理器和存储器，存储器用于存储指令，处理器用于执行指令，使得接收设备执行如第十六方面中以及第十六方面中任一种可能的实现方式的方法。

第十九方面，提供一种用于光通信的系统，系统包括如第十七方面的传输设备，以及如第十八方面的接收设备。

应理解，处理器可以是中央处理单元(Central Processing Unit，简称为“CPU”)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现成可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等，本申请不做限定。

第二十方面，提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储指令，当指令在终端设备上运行时，使得终端设备执行如第十五方面或第十五方面任一种可能的实现方式的方法；或使得终端设备执行如第十六方面或第十六方面中任一种可能的实现方式的方法。

第二十一方面，提供一种包含指令的计算机程序产品，当在终端设备上运行时，使得终端设备执行如第十五方面或第十五方面任一种可能的实现方式的方法；或使得终端设备执行如第十六方面或第十六方面中任一种可能的实现方式的方法。应理解，终端设备可以为芯片、处理器等等，本申请并不做限定。

在本申请上述实施例中，每个偏振方向上，表示训练符号和导频符号的-A-Aj、-A+Aj、A-Aj、A+Aj彼此之间的数目相差不大于1，有效保证了符号间的均衡。此外，在每个偏振方向上，一个子帧中与训练符号和导频符号对应的复数的实部之和为0，虚部之和也为0，可以达到直流平衡，利于接收端恢复信号的质量。

附图说明

图1为通信系统的结构框图；

图2为一种成帧过程示意图；

图3为另一种成帧过程示意图；

图4为本申请提供的用于光通信的传输方法流程图；

图5A为DP-16QAM下训练符号或导频符号在星座图中的一位置示意图图；

图5B为DP-16QAM下训练符号或导频符号在星座图中的另一位置示意图；

图6为本申请提供的一种超帧结构图、其中的第一类子帧结构图，以及第二类子帧的结构图；

图7为DP-QPSK符号与比特的映射关系；

图8为DP-16QAM符号与比特的映射关系；

图9为本申请实施例提供的一种具体的超帧以及其中的第一个子帧和除第一个子帧之外的其他子帧的结构图；

图10为本申请实施例提供的具体帧同步序列在X偏振方向上的非周期自相关结果图、在Y偏振方向上的非周期自相关结果图、在两个偏振方向上的非周期互相关结果图；

图11为本申请实施例提供的具体训练序列在X偏振方向上的非周期自相关结果图、在Y偏振方向上的非周期自相关结果图、在两个偏振方向上的非周期互相关结果图；

图12为本申请实施例提供的具体导频序列在X偏振方向上的周期自相关结果图、在Y偏振方向上的周期自相关结果图、在两个偏振方向上的周期互相关结果图；

图13为采用如图9所示的超帧结构，在DP-16QAM下的超帧频谱图，以及随机DP-16QAM信号的频谱图；

图14为采用如图9所示的超帧结构，在DP-QPSK下的超帧频谱图，以及随机DP-QPSK信号的频谱图；

图15为本申请又一实施例提供的一种具体的超帧结构图，具体超帧中第一个子帧的结构图，以及除第一个子帧外的其他子帧的结构图；

图16为本申请又一实施例提供的具体帧同步序列在X偏振方向上的非周期自相关结果图、在Y偏振方向上的非周期自相关结果图，以及在两个偏振方向上的非周期互相关结果图；

图17为本申请又一实施例提供的具体训练序列在X偏振方向上的非周期自相关结果图、在Y偏振方向上的非周期自相关结果图，以及在两个偏振方向上的非周期互相关结果图；

图18为本申请又一实施例提供的具体导频序列在X偏振方向上的周期自相关结果图、在Y偏振方向上的周期自相关结果图，以及在两个偏振方向上的周期互相关结果图；

图19为采用如图15所示的超帧结构，在DP-16QAM下的超帧频谱图；

图20为本申请又一实施例提供的一种具体的超帧结构图、具体超帧中第一个子帧的结构图，以及具体超帧中除第一个子帧外的其他子帧的结构图；

图21为本申请又一实施例提供的具体训练序列在X偏振方向上的非周期自相关结果图、在Y偏振方向上的非周期自相关结果图，以及在两个偏振方向上的非周期互相关结果图；

图22为本申请又一实施例提供的具体导频序列在X偏振方向上的周期自相关结果图、在Y偏振方向上的周期自相关结果图，以及在两个偏振方向上的周期互相关结果图；

图23为采用如图20所示的超帧结构，在DP-16QAM下的超帧频谱图；

图24为本申请又一实施例提供的一种具体的超帧结构图、具体超帧中第一个子帧的结构图，以及具体超帧中除第一个子帧外的其他子帧的结构图；

图25为采用如图24所示的超帧结构，在DP-16QAM下的超帧频谱图；

图26为本申请又一实施例提供的一种具体的超帧结构图、具体超帧中第一个子帧的结构图，以及具体超帧中除第一个子帧外的其他子帧的结构图；

图27为本申请又一实施例提供的具体训练序列在X偏振方向上的非周期自相关结果图、在Y偏振方向上的非周期自相关结果图，以及在两个偏振方向上的非周期互相关结果图；

图28为本申请又一实施例提供的具体导频序列在X偏振方向上的周期自相关结果图、在Y偏振方向上的周期自相关结果图，以及在两个偏振方向上的周期互相关结果图；

图29为采用如图26所示的超帧结构，在DP-16QAM下的超帧频谱图；

图30为本申请又一实施例提供的一种具体的超帧结构图、具体超帧中第一个子帧的结构图，以及具体超帧中除第一个子帧外的其他子帧的结构图；

图31为采用如图30所示的超帧结构，在DP-16QAM下的超帧频谱图；

图32为本申请实施例提供的用于光通信的传输方法流程图；

图33为本申请实施例提供的具体的超帧以及其中的第一个子帧和除第一个子帧之外的其他子帧的结构图；

图34为本申请实施例提供的一导频符号生成结构示意图；

图35为本申请实施例提供的另一导频符号生成结构示意图；

图36为本申请实施例提供的具体导频符号的序列在X偏振方向上的周期自相关结果图、在Y偏振方向上的周期自相关结果图，以及在两个偏振方向上的周期互相关结果图；

图37为本申请实施例提供的另一导频符号生成结构示意图；

图38为本申请实施例提供的具体导频符号的序列在X偏振方向上的周期自相关结果图、在Y偏振方向上的周期自相关结果图，以及在两个偏振方向上的周期互相关结果图；

图39为本申请实施例提供的具体的超帧以及其中的第一个子帧和除第一个子帧之外的其他子帧的结构图；

图40为本申请实施例提供的另一导频符号生成结构示意图；

图41为本申请实施例提供的具体导频符号的序列在X偏振方向上的周期自相关结果图、在Y偏振方向上的周期自相关结果图，以及在两个偏振方向上的周期互相关结果图；

图42为本申请实施例提供的用于光通信的另一传输方法流程图；

图43为本申请实施例提供的另一导频符号生成结构示意图；

图44为本申请实施例提供的具体导频符号的序列在X偏振方向上的周期自相关结果图、在Y偏振方向上的周期自相关结果图，以及在两个偏振方向上的周期互相关结果图.。

具体实施方式

在对本申请实施例进行详细地解释说明之前，先对本申请实施例的应用场景予以说明。图1示出通信系统的结构框图，在发送端，信源提供待发送的数据流；编码器接收该数据流，并对其进行编码，编码获得校验比特和信息比特合并的码字信息送入发端信号处理器进行成帧，经过信道传输，到达接收端；接收端接收到因为信道中的噪声或者其他损伤产生的失真信号后，送到收端信号处理器进行色散补偿、同步、相位恢复等操作，然后通过译码器进行译码，恢复出原有数据，发给信宿。其中，本申请提供的编码方法应用于图1所示的发端信号处理器中，是通信系统中非常重要的一环。

在发端信号处理器中，成帧过程可以如图2或图3所示。在一种成帧方式中，如图2所示，将接收的数据序列进行符号映射，包括但不限于正交相移键控(Quadrature PhaseShift Keying，QPSK)和正交振幅调制(Quadrature Amplitude Modulation，QAM)，然后进行偏振符号划分得到双偏振(Dual-polarization，DP)符号，例如，DP-QPSK，DP-8QAM，DP-16QAM，DP-32QAM和DP-64QAM等；将一定数量的双偏振符号进行如下成帧处理：在X和Y偏振方向上分别插入帧同步符号，训练符号，保留符号和导频符号，得到待发送的双偏振符号序列，称为超帧(super-frame)。需要说明的是，在符号映射之后，还可以对符号进行交织，将交织后的符号进行上述成帧处理。在本申请中，一个双偏振符号，可以由两个符号表示，其中一个符号位于X偏振方向上，另一个符号位于Y偏振方向上，每一个符号可以由一个复数表示，例如，采用16QAM调制得到的符号，可以由下面16个复数中的任意一个表示，±1±1j，±1±3j，±3±1j以及±3±3j；应理解，有一些情况下，会对实部和虚部进行归一化，但本质并没有改变。进一步地，一个具有N个双偏振符号的序列，其可完全由两个长度为N的复数序列表示，其中一个复数序列代表X偏振上的符号，另一个复数序列代表Y偏振上的符号。每个长度为N的复数序列由长度为N的实部序列和长度为N的虚部序列表示，N为大于1的整数。

通常情况下，接收的数据序列为通过前向纠错码(Forward Error Correction，FEC)得到的信息和校验序列。图2所示的成帧操作是在符号上进行操作，还可按如图3所示，对接收的数据序列，根据所采用的符号映射规则，在符号映射前插入帧同步符号、训练符号、保留符号和导频符号所对应的比特，再经过符号映射并进行偏振符号划分可得到跟图2操作相同的超帧。此时，在符号映射之前，还可以对插入上述符号对应的比特之后的比特序列进行交织，再通过符号映射以及偏振符号划分来得到跟图2操作相同的超帧。应理解，不排除还有其他成帧方式，本申请不再赘述。

本申请实施例提供一种用于光通信的传输方法，如图4所示，该传输方法包括：

401、生成包含多个子帧的超帧，一个子帧包括训练符号和导频符号，每个训练符号和每个导频符号分别为-A-Aj、-A+Aj、A-Aj、A+Aj中的一种；在每个子帧包括的训练符号和导频符号中，-A-Aj、-A+Aj、A-Aj和A+Aj在一个偏振方向上的数目分别为

402、将超帧发送出去。

在本申请实施例中，A的取值是由生成符号时采用的调制格式决定的。在一些实际应用场景中，-A-Aj、-A+Aj、A-Aj和A+Aj为所用的调制格式的星座图上的符号。例如，采用QPSK，只有四个符号，此时A＝±1，每个训练符号可以由-1-1j，-1+1j，1-1j和1+1j中的一个表示，在一个子帧中，四种复数表示的训练符号都会存在，导频符号也一样；而采用16QAM，有16个符号，A＝±1或±3，通常情况下，训练符号和导频符号均为星座图上最外面的4个符号，如图5A中的空心符号所示，此时A＝3或-3时，每个训练符号可以由-3-3j，-3+3j，3-3j和3+3j中的一个表示，在一个子帧中，这四种复数表示的训练符号也都会存在，导频符号也一样。同理，采用64QAM，则A＝±1或±3或±5或±7，通常情况下，表示训练符号和导频符号的复数中，A＝±5或±7，假设A＝5或-5时，每个训练符号可以由-5-5j，-5+5j，5-5j和5+5j中的一个表示，在一个子帧中，这四种复数表示的训练符号都会存在，同理，导频符号满足一样条件。还可以采用更高阶的调制格式，本申请不再赘述。在实际传输过程中，可以使得符号错误的概率较低，便于信道估计。

需要说明的是，也有可能对星座图上的符号进行压缩，相应的，A的值也会被相应压缩，以16QAM为例，对16QAM星座图上的16个符号进行功率归一化，此时，取值变为

应理解，当导频符号和训练符号-A-Aj、-A+Aj、A-Aj、A+Aj采用星座图最外面4个符号时，训练和导频符号的灵敏度(sensitivity)较高，但峰均功率比(peak to averagepower)较大；当导频符号和训练符号取值-A-Aj、-A+Aj、A-Aj、A+Aj采用星座图最里面4个符号时，训练和导频的噪声(noise)较小，但其灵敏度(sensitivity)较低。

需要说明的是，在一些实际应用场景中，导频符号和训练符号-A-Aj、-A+Aj、A-Aj、A+Aj也可以不为所用的调制格式的星座图上的符号，其可以是星座图最外面4个符号和最里面4个符号中间区域的某4个符号。此时，训练和导频符号噪声和灵敏度一般，但峰均功率比相对较低。以16QAM为例，16QAM星座图上的16个符号取值为{±1±1j,±1±3j,±3±1j,±3±3j}，实数A的取值满足1≤A≤3。更具体地，如图5B所示，星座图最外面4个符号是3+3j,3-3j,-3+3j,-3-3j,星座图最里面4个符号是1+1j,1-1j,-1+1j,-1-1j。导频符号和训练符号取值-A-Aj、-A+Aj、A-Aj、A+Aj可以是在16QAM星座图最外面4个符号和最里面4个符号中间区域的某4个符号。实数A的具体取值可根据实际应用场景选取使得训练和导频的峰均功率比、噪声和灵敏度具备很好的折中。例如实数

此外，两个偏振方向相互正交，即当其中一个偏振方向为X偏振时，另一个偏振方向为Y偏振；当其中一个偏振方向为Y偏振时，另一个偏振方向为X偏振。在本申请实施例中，一个偏振方向上，一个子帧包括的训练符号和导频符号的数量之和为N

在一个子帧中，在一个偏振方向上的训练符号组成的序列与在另一个偏振方向上的训练符号组成的序列互不相同，在一个偏振方向上的导频符号组成的序列与在另一个偏振方向上的导频符号组成的序列互不相同。例如，在其中一个偏振方向上的训练符号构成的序列为-A-Aj、-A-Aj、A+Aj、A-Aj，则按照同样顺序，在另一个偏振方向上的训练符号构成的序列不能与其相同，可以为-A-Aj、-A-Aj、A+Aj、A+Aj，有一个不同，避免实际传输中，接收端无法区分两个偏振方向的问题。

在本申请实施例的方案中，每个偏振方向上，一个子帧总共包括N

本申请的超帧(superframe)，也可被称为多帧(multiframe)，包括多个子帧，其结构如图6中的(a)所示，每个子帧包括的符号数相同(N

第二类子帧的帧结构如图6中的(c)所示，子帧中前N

进一步地，本申请还针对几种不同的情况，给出了每个符号可能的具体个数，几种情况举例如下：

(1)成帧前符号的个数N

除OH外，其他的参数均为符号个数，可以理解成是双偏振符号的个数，也可以理解成在一个偏振方向上的符号个数；而且，在两个偏振方向上的各个不同符号的个数是相同的，比如，在其中一个偏振方向上有10个训练符号，在另一个偏振方向上也同样有10个训练符号，整体来看，就是有10个双偏振训练符号。后续的表格均可如此理解，本申请不再赘述。

表1

(2)成帧前符号的个数N

表2

(3)成帧前符号的个数N

表3

(4)成帧前符号的个数N

表4

可选地，训练符号在子帧中是连续排列的，在一个偏振方向上，一个子帧包括的训练符号中，实部元素连续“-A”或“A”的个数不大于M0，虚部元素连续“-A”或“A”的个数不大于M0。此外，一个子帧中连续相同的训练符号的个数不超过M1个，其中，M0和M1均为正整数，且2≤M1≤M0≤5，此种条件下得出的训练序列，有利于时钟恢复，从而有助于提高收端恢复的信号质量。

进一步地，在一个偏振方向上，一个子帧包括的训练符号中，实部元素连续“-A”或“A”的个数不大于5，虚部元素连续“-A”或“A”的个数不大于5。以一个偏振方向上的六个训练符号为例，序列-A-Aj、-A-Aj、-A-Aj、-A-Aj、-A-Aj和A+Aj中，实部元素存在连续5个-A，符合本实施例要求；而如果序列为-A-Aj、-A-Aj、-A-Aj、-A-Aj、-A-Aj和-A+Aj，此时实部元素存在连续6个-A，则不满足本实施例要求。进一步地，在一个偏振方向上，一个子帧中连续相同的训练符号的个数不超过4个，此时，原先满足要求的序列-A-Aj、-A-Aj、-A-Aj、-A-Aj、-A-Aj和A+Aj，由于存在连续5个-A-Aj，变得不满足本实施例要求。

可选地，当N

而当N

在上述实施例的方案中，每个偏振方向上，一个子帧中包括的训练符号-A-Aj、-A+Aj、A-Aj、A+Aj彼此之间的数目接近；而且，当N

可选地，在每个子帧中，当一个偏振方向上的导频符号的个数N

在上述实施例中，一个子帧中包括的导频符号-A-Aj、-A+Aj、A-Aj、A+Aj彼此之间的数目相差较小，有效保证了符号间的均衡。此外，在每个偏振方向上，除去同时作为训练符号的那个导频符号(如果是奇数个导频符号)，其他导频符号对应的复数的实部之和为0，虚部之和也为0，可以达到直流平衡，利于接收端恢复信号的质量。

在超帧包括的多个子帧结构中，第一类子帧还包括帧同步符号，如图6中的(b)所示，多个帧同步符号在第一类子帧中是连续排列的，每个帧同步符号分别为-A-Aj、-A+Aj、A-Aj、A+Aj中的一种，其中，帧同步符号对应的A值，也是由采用的调制格式确定的，与前面实施例描述的训练符号和导频符号对应的A值取值方式一致，本申请在此不再赘述。应理解，在一些应用场景中，帧同步符号每个帧同步符号分别为-A-Aj、-A+Aj、A-Aj、A+Aj中的一种，其对应的A值可以和与前面实施例描述的训练符号和导频符号对应的A值采用不同的实数。为了描述简单，本申请以两者取值相等为例进行描述。

可选地，在一个偏振方向上，第一类子帧包括的帧同步符号中，实部元素连续“-A”或“A”的个数不大于M2，虚部元素连续“-A”或“A”的个数不大于M2。此外，第一类子帧中连续相同的帧同步符号的个数不超过M3个，其中，M2和M3均为正整数，且2≤M3≤M2≤5，此种条件下得出的帧同步序列，有利于时钟恢复，从而有助于提高收端恢复的信号质量。

进一步地，在一个偏振方向上，第一类子帧包括的帧同步符号中，实部元素连续“-A”或“A”的个数不大于5，虚部元素连续“-A”或“A”的个数不大于5。可选地，在一个偏振方向上，第一类子帧中连续相同的帧同步符号的个数不超过4个。具体的例子，在前面实施例中训练符号的例子中描述过，本申请不再赘述。

在第一类子帧中，帧同步符号在一个偏振方向上有偶数个，且可以满足如下条件：在第一类子帧包括的帧同步符号中，-A-Aj、-A+Aj、A-Aj和A+Aj在一个偏振方向上的数目分别为

比如，当N

接下来，本申请提供了一些可能的符号序列，包括第一类子帧中的帧同步符号构成的帧同步序列，每个子帧中的训练符号构成的训练序列，每个子帧中的导频符号构成的导频序列，其中，不同子帧里面的训练序列是彼此相同的，不同子帧里面的导频序列也是彼此相同的。

首先，帧同步序列可以有如下几种可能，能保证在两个偏振方向上的帧同步序列彼此之间的互相关性较好，且冗余不会太大：

(1)假设N

表5(2)假设N

表6(3)假设N

表7

其次，导频序列可以有如下几种可能，能保证在两个偏振方向上的导频序列彼此之间的互相关性较好：

(1)假设N

表8-1

表8-2

(2)假设N

表9-1

表9-2

(3)假设N

表10-1

表10-2

(4)假设N

表11-1

表11-2

(5)假设N

表12-1

表12-2

表12-3

表12-4

表12-5

(6)假设N

表13-1

表13-2(7)假设N

表14

(8)当N

表15-1

表15-2

表15-3

表15-4

表15-5

(9)当N

表16-1

表16-2(10)当N

表17

(11)当N

表18-1

表18-2

表18-3

表18-4

表18-5(12)当N

表19

(13)当N

表20-1

表20-2

表20-3

表20-4

表20-5

(14)当N

表21-1

表21-2(15)当N

表22

(16)当N

表23-1

表23-2(17)当N

表24

(18)当N

表25-1

表25-2

表25-3

表25-4

表25-5

表25-6(19)特别地，当N

表26

(20)当N

表27-1

表27-2

表27-3

表27-4

表27-5

表27-6

(21)当N

表28-1

表28-2

表28-3

表28-4

表28-5

表28-6

(22)特别地，当N

表29-1

表29-2

表29-3

表29-4

表29-5

表29-6

(23)特别地，当N

表30-1

表30-2

表30-3

表30-4

表30-5

表30-6

再次，训练序列可以有如下几种可能，同样可以保证在两个偏振方向上的训练序列彼此之间的互相关性较好：

(1)假设N

表31(2)当N

表32(3)当N

表33(4)当N

表34(5)当N

表35(6)当N

表36(7)当N

表37(8)当N

表38(9)当N

表39(10)当N

表40(11)当N

表41(12)当N

表42(13)当N

表43(14)当N

表44

需要说明的是，上述帧同步序列，导频序列，训练序列均以符号的形式给出，也可以用比特的形式，两者是等价的，例如，图7和图8分别给出了DP-QPSK符号和DP-16QAM符号与比特的映射关系，其中，QPSK符号由2个比特构成，比特01即为-1+1j，11为1+1j；16QAM由4个比特构成的，0000即为-3-3j，1010为3+3j等等；以QPSK为例，如果一个序列为1+1j,1+1j，1-1j，-1+1j，那么对应的比特序列即为11111001，比特序列经过相应的调制，会变成符号序列输出。

本申请实施例还提供了几种具体的超帧格式，描述如下：

实施例一：成帧前符号经过CFEC编码得到，符号个数为175616个，其对应的N

其超帧架构如图9所示，该超帧包括49个子帧，每个子帧包括3648个符号，如图9中的(a)所示；第一个子帧如图9中的(b)所示，有6个训练符号，24个帧同步符号，74个保留符号；在第2到49个子帧中，也都有6个训练符号，如图9中的(c)；且在每一个子帧中，每64个符号里面的第一个符号为导频符号。长度为24的帧同步序列采用表7中一项。长度为6的训练序列可采用表31中一项。长度为57的导频序列，根据超帧结构，选取表10-1或表10-2中第一个符号与所采用的训练序列的第一个符号相同的一项。例如，符号长度为24的帧同步序列采用如下序列：

其对应的相关特性如图10所示，图10中的(a)显示的是在X偏振方向上帧同步序列的非周期自相关结果，图10中的(b)显示的是Y偏振方向上帧同步序列的非周期自相关结果，图10中的(c)显示的是在X和Y两个偏振方向上帧同步序列的非周期互相关结果。在两个偏振方向上的符号序列的非周期自相关函数旁瓣值不大于0.172(归一化幅度)，且两个偏振方向上的符号序列的非周期互相关函数值不大于0.177(归一化幅度)。

符号长度为6的训练序列采用如下序列：

其对应的相关特性如图11所示，图11中的(a)显示的是在X偏振方向上训练序列的非周期自相关结果，图11中的(b)显示的是Y偏振方向上训练序列的非周期自相关结果，图11中的(c)显示的是在X和Y两个偏振方向上训练序列的非周期互相关结果。在两个偏振方向上的符号序列的非周期自相关函数旁瓣值不大于0.34(归一化幅度)，且两个偏振方向上的符号序列的非周期互相关函数值不大于0.38(归一化幅度)。

符号长度为57的导频序列采用如下序列：

其对应的相关特性如图12所示，图12中的(a)显示的是在X偏振方向上导频序列的周期自相关结果，图12中的(b)显示的是Y偏振方向上导频序列的周期自相关结果，图12中的(c)显示的是在X和Y两个偏振方向上导频序列的周期互相关结果。在两个偏振方向上的符号序列的周期自相关函数旁瓣值不大于0.177(归一化幅度)，且两个偏振方向上的符号序列的周期互相关函数值不大于0.197(归一化幅度)。应理解，对于上述序列的相关特性，A的取值不影响相关函数归一化幅度数值，即与采用的调制格式没有关系，故本实施例及后续实施例在验证序列的相关特性时，不限制A的取值，本申请不再赘述。

由此可见，本申请实施例提供的超帧架构的帧冗余较低为1.79％，且所设计的序列自相关和互相关特性都较好，帧同步序列还可满足直流平衡，训练序列和导频序列结合一起也可满足直流平衡，利于提高接收端恢复信号的质量。

接收端根据接收到的两个偏振方向的信号，利用帧同步序列、训练序列、导频序列进行信号处理来恢复信号。比如，通过分别计算接收到的两个偏振方向的信号与训练序列在X和Y偏振上的序列符号的相关值，可区分偏振方向，并进行子帧同步对齐；利用帧同步序列进行超帧同步对齐；利用导频信号进行载波相位恢复。

此外，本实施例的三个符号序列可以用比特序列的形式表示，以采用DP-16QAM和DP-QPSK为例，比特序列可如下面几个表所示，其中，b1-b8分别为图7和图8中所对应的比特：

帧同步序列所对应的比特序列如下：

训练序列所对应的比特序列如下：

导频序列所对应的比特序列如下：

进一步地，本实施例还对不同调制格式下，超帧的频谱平坦特性做了仿真，图13中的(a)给出了在DP-16QAM下，采用如图9所示的超帧架构，包含300个超帧的频谱图，图13中的(b)为相同长度的随机DP-16QAM信号的频谱图；图14中的(a)给出了在DP-QPSK下，采用如图9所示的超帧架构，包含300个超帧的频谱图，图14中的(b)为相同长度的随机DP-QPSK信号的频谱图；可以看出，无论是DP-16QAM，还是DP-QPSK，本实施例提供的超帧结构的频谱平坦特性与相同长度的随机调制信号差别很小，平坦性很好。

应理解，因为在两个偏振方向上，信号的频谱平坦特性是非常类似的，因此，本申请实施例只以一个偏振方向为例，给出了仿真结果，后续实施例也是一样，本申请不再赘述。

实施例二：本申请实施例还提供一种具体的超帧格式，成帧前符号经过CFEC编码得到，符号个数为175616个，其对应的N

其超帧架构如图15所示，该超帧包括43个子帧，每个子帧包括4160个符号，如图15中的(a)所示；第一个子帧如图15中的(b)所示，有10个训练符号，22个帧同步符号，60个保留符号；在第2到43个子帧中，也都有10个训练符号，如图15中的(c)；且在每一个子帧中，每64个符号里面的第一个符号为导频符号。长度为22的帧同步序列采用表6中一项。长度为10的训练序列可采用表33中的一项。长度为65的导频序列，根据超帧结构，选取表11-1或表11-2中第一个符号与所采用的训练序列的第一个符号相同的一项；例如，符号长度为22的帧同步序列采用如下序列：

其对应的相关特性如图16所示，图16中的(a)显示的是在X偏振方向上帧同步序列的非周期自相关结果，图16中的(b)显示的是Y偏振方向上帧同步序列的非周期自相关结果，图16中的(c)显示的是在X和Y两个偏振方向上帧同步序列的非周期互相关结果。在两个偏振方向上的符号序列的非周期自相关函数旁瓣值不大于0.182(归一化幅度)，且两个偏振方向上的符号序列的非周期互相关函数值不大于0.188(归一化幅度)。

在有些实际应用中，长度22的帧同步序列可采用现有符号序列，比如OIF-400ZR采用的序列，但该序列在X偏振和Y偏振上的互相关性较差，接收端同步时需采用较多符号确保同步错误概率足够低。

符号长度为10的训练序列采用如下序列：

其对应的相关特性如图17所示，图17中的(a)显示的是在X偏振方向上训练序列的非周期自相关结果，图17中的(b)显示的是Y偏振方向上训练序列的非周期自相关结果，图17中的(c)显示的是在X和Y两个偏振方向上训练序列的非周期互相关结果。在两个偏振方向上的符号序列的非周期自相关函数旁瓣值不大于0.283(归一化幅度)，且两个偏振方向上的符号序列的非周期互相关函数值不大于0.283(归一化幅度)。

符号长度为65的导频序列采用如下序列：

其对应的相关特性如图18所示，图18中的(a)显示的是在X偏振方向上导频序列的周期自相关结果，图18中的(b)显示的是Y偏振方向上导频序列的周期自相关结果，图18中的(c)显示的是在X和Y两个偏振方向上导频序列的周期互相关结果。在两个偏振方向上的符号序列的周期自相关函数旁瓣值不大于0.161(归一化幅度)，且两个偏振方向上的符号序列的周期互相关函数值不大于0.173(归一化幅度)。

由此可见，本申请实施例提供的超帧架构的帧冗余也较低，为1.86％，且所设计的序列自相关和互相关特性都较好，帧同步序列还可满足直流平衡，训练序列和导频序列结合一起也可满足直流平衡，利于提高接收端恢复信号的质量。

进一步地，本实施例还以DP-16QAM为例，对超帧的频谱平坦特性做了仿真，结果如图19所示，其采用如图15所示的超帧架构，包含300个超帧的频谱图，可以看出，本实施例提供的超帧结构的频谱平坦特性与相同长度的随机调制信号差别很小，平坦性很好。

实施例三：本申请实施例还提供一种具体的超帧格式，成帧前符号经过CFEC编码得到，符号个数为175616个，其对应的N

其超帧架构如图20所示，该超帧包括50个子帧，每个子帧包括3584个符号，如图20中的(a)所示；第一个子帧如图20中的(b)所示，有15个训练符号，22个帧同步符号，62个保留符号；在第2到50个子帧中，也都有15个训练符号，如图20中的(c)；且在每一个子帧中，每64个符号里面的第一个符号为导频符号。长度为22的帧同步序列采用表6中一项。长度为15的训练序列可采用表42中的一项。长度为56的导频序列，根据超帧结构，选取表9-1或表9-2中第一个符号与所采用的训练序列的第一个符号相同的一项；例如，考虑符号长度为22的帧同步序列采用与实施例二相同的序列，其对应的相关性仿真结果如图16所示。

考虑符号长度为15的训练序列采用如下序列：

其对应的相关特性如图21所示，图21中的(a)显示的是在X偏振方向上训练序列的非周期自相关结果，图21中的(b)显示的是Y偏振方向上训练序列的非周期自相关结果，图21中的(c)显示的是在X和Y两个偏振方向上训练序列的非周期互相关结果。在两个偏振方向上的符号序列的非周期自相关函数旁瓣值不大于0.211(归一化幅度)，且两个偏振方向上的符号序列的非周期互相关函数值不大于0.211(归一化幅度)。

考虑符号长度为56的导频序列采用如下序列：

其对应的相关特性如图22所示，图22中的(a)显示的是在X偏振方向上导频序列的周期自相关结果，图22中的(b)显示的是Y偏振方向上导频序列的周期自相关结果，图22中的(c)显示的是在X和Y两个偏振方向上导频序列的周期互相关结果。在两个偏振方向上的符号序列的周期自相关函数旁瓣值不大于0.183(归一化幅度)，且两个偏振方向上的符号序列的周期互相关函数值不大于0.203(归一化幅度)。

由此可见，本申请实施例提供的超帧架构的帧冗余也较低，为2.03％；训练序列较长，便于接收端进行帧同步；且所设计的序列自相关和互相关特性都较好，帧同步序列还可满足直流平衡，训练序列和导频序列结合一起也可满足直流平衡，利于提高接收端恢复信号的质量。

进一步地，本实施例还以DP-16QAM为例，对超帧的频谱平坦特性做了仿真，结果如图23所示，其采用如图20所示的超帧架构，包含300个超帧的频谱图，可以看出，本实施例提供的超帧结构的频谱平坦特性与相同长度的随机调制信号差别很小，平坦性很好。

实施例四：本申请实施例提供一种具体的超帧格式，成帧前符号经过开放码(OpenFEC，OFEC)编码得到，符号个数为172032个，其对应的N

其超帧架构如图24所示，该超帧包括48个子帧，每个子帧包括3648个符号，如图24中的(a)所示；第一个子帧如图24中的(b)所示，有6个训练符号，24个帧同步符号，72个保留符号；在第2到48个子帧中，也都有6个训练符号，如图24中的(c)；且在每一个子帧中，每64个符号里面的第一个符号为导频符号。长度为24的帧同步序列采用表7中一项。长度为6的训练序列可采用表31中的一项。长度为57的导频序列，根据超帧结构，选取表10-1或表10-2中第一个符号与所采用的训练序列的第一个符号相同的一项；例如，采用与实施例一相同的帧同步序列，训练序列和导频序列，其相关性分别如图10-12所示。

进一步地，本实施例还以DP-16QAM为例，对超帧的频谱平坦特性做了仿真，结果如图25所示，其采用如图24所示的超帧架构，包含300个超帧的频谱图，可以看出，本实施例提供的超帧结构的频谱平坦特性与相同长度的随机调制信号差别很小，平坦性很好。

实施例五：本申请实施例提供一种具体的超帧格式，成帧前符号经过CFEC编码得到，符号个数为175616个，其对应的N

其超帧架构如图26所示，该超帧包括50个子帧，每个子帧包括3600个符号，如图26中的(a)所示；第一个子帧如图26中的(b)所示，有12个训练符号，22个帧同步符号，62个保留符号；在第2到50个子帧中，也都有12个训练符号，如图26中的(c)；且在每一个子帧中，每48个符号里面的第一个符号为导频符号。长度为22的帧同步序列采用表6中一项。长度为12的训练序列可采用表34中的一项。长度为75的导频序列，根据超帧结构，选取表26中第一个符号与所采用的训练序列的第一个符号相同的一项；例如，考虑符号长度为22的帧同步序列采用与实施例二相同的序列，其对应的相关性仿真结果如图16所示。

考虑符号长度为12的训练序列采用如下序列：

其对应的相关特性如图27所示，图27中的(a)显示的是在X偏振方向上训练序列的非周期自相关结果，图27中的(b)显示的是Y偏振方向上训练序列的非周期自相关结果，图27中的(c)显示的是在X和Y两个偏振方向上训练序列的非周期互相关结果。在两个偏振方向上的符号序列的非周期自相关函数旁瓣值不大于0.251(归一化幅度)，且两个偏振方向上的符号序列的非周期互相关函数值不大于0.251(归一化幅度)。

考虑符号长度为75的导频序列采用如下序列：

其对应的相关特性如图28所示，图28中的(a)显示的是在X偏振方向上导频序列的周期自相关结果，图28中的(b)显示的是Y偏振方向上导频序列的周期自相关结果，图28中的(c)显示的是在X和Y两个偏振方向上导频序列的周期互相关结果。在两个偏振方向上的符号序列的周期自相关函数旁瓣值不大于0.150(归一化幅度)，且两个偏振方向上的符号序列的周期互相关函数值不大于0.168(归一化幅度)。

本申请实施例提供的超帧架构的帧冗余也较低，为2.50％，且所设计的序列自相关和互相关特性都较好，帧同步序列还可满足直流平衡，训练序列和导频序列结合一起也可满足直流平衡，利于提高接收端恢复信号的质量。

进一步地，本实施例还以DP-16QAM为例，对超帧的频谱平坦特性做了仿真，结果如图29所示，其采用如图26所示的超帧架构，包含300个超帧的频谱图，可以看出，本实施例提供的超帧结构的频谱平坦特性与相同长度的随机调制信号差别很小，平坦性很好。

实施例六：本申请实施例提供一种具体的超帧格式，成帧前符号经过OFEC编码得到，符号个数为172032个，其对应的N

其超帧架构如图30所示，该超帧包括49个子帧，每个子帧包括3600个符号，如图30中的(a)所示；第一个子帧如图30中的(b)所示，有12个训练符号，22个帧同步符号，132个保留符号；在第2到49个子帧中，也都有12个训练符号，如图30中的(c)；且在每一个子帧中，每48个符号里面的第一个符号为导频符号。长度为22的帧同步序列采用表6中一项。长度为12的训练序列可采用表34中的一项。长度为75的导频序列，根据超帧结构，选取表26中第一个符号与所采用的训练序列的第一个符号相同的一项；例如，采用与实施例五相同的帧同步序列，训练序列和导频序列，其相关性分别如图16，27和28所示。

本申请实施例提供的超帧架构的帧冗余也较低，为2.54％，且所设计的序列自相关和互相关特性都较好，帧同步序列还可满足直流平衡，训练序列和导频序列结合一起也可满足直流平衡，利于提高接收端恢复信号的质量。

进一步地，本实施例还以DP-16QAM为例，对超帧的频谱平坦特性做了仿真，结果如图31所示，其采用如图30所示的超帧架构，包含300个超帧的频谱图，可以看出，本实施例提供的超帧结构的频谱平坦特性与相同长度的随机调制信号差别很小，平坦性很好。

结合前述图1对应的实施例所介绍的通信系统，以及图2或图3对应的实施例所描述的成帧的过程，本申请实施例还提供了另一种用于光通信的传输方法，如图32所示，该传输方法包括：

3201.传输设备生成包含多个子帧的超帧，在每个子帧中包括训练符号和导频符号，其中，在一个偏振方向上，有一个符号既为训练符号，也为导频符号，且每个训练符号和每个导频符号分别为-A-Aj、-A+Aj、A-Aj、A+Aj中的一种，A为实数；在每个子帧中，在一个偏振方向上，导频符号是目标多项式和种子生成的，导频符号有N

表X-1

3202.传输设备将超帧发送出去，对应地，接收设备接收包含多个子帧的超帧。

3203.接收设备对接收到的超帧进行解码。

本申请实施例中，A的取值是由生成符号时采用的调制格式决定的，可以参阅前述图4和图5A实施例部分的相应内容进行理解。需要说明的是，在一些实际应用场景中，导频符号和训练符号-A-Aj、-A+Aj、A-Aj、A+Aj可以不为所用的调制格式的星座图上的符号，其可以是星座图最外面4个符号和最里面4个符号中间区域的某4个符号。此时，训练和导频符号的噪声和灵敏度一般，但峰均功率比相对较低。以16QAM为例，16QAM星座图上的16个符号取值为{±1±1j,±1±3j,±3±1j,±3±3j}，实数A的取值满足1≤A≤3。更具体地，如图5B所示，星座图最外面4个符号是3+3j,3-3j,-3+3j,-3-3j,星座图最里面4个符号是1+1j,1-1j,-1+1j,-1-1j。导频符号和训练符号取值-A-Aj、-A+Aj、A-Aj、A+Aj可以是在16QAM星座图最外面4个符号和最里面4个符号中间区域的某4个符号。实数A的具体取值可根据实际应用场景选取使得训练和导频符号的峰均功率比、噪声和灵敏度具备很好的折中。例如实数

此外，本申请实施例中，偏振方向有两个，两个偏振方向相互正交，即当其中一个偏振方向为X偏振时，另一个偏振方向为Y偏振；当其中一个偏振方向为Y偏振时，另一个偏振方向为X偏振。这两个偏振方向也可以用偏振一和偏振二来描述。在本申请实施例中，一个偏振方向上，一个子帧包括的训练符号和导频符号的数量之和为N

在本申请实施例的方案中，导频符号是目标多项式和种子生成的，该目标多项式是上述表X-1中的任意一项，该目标多项式和所对应的种子可以满足生成的N

本申请实施例所提供的超帧的结构可以参阅前述图6中的(a)至图6中的(c)部分的相应内容进行理解，此处不再重复赘述。

本申请实施例所提供的方案可以适用于前述实施例中表2中序号是18的一行和序号是9的一行。

下面分别对这两种超帧格式进行介绍。

针对前述表2中序号是18的一行，在一个偏振方向上，成帧前符号个数为172032个，其对应的N

表X-2

其超帧结构如图33中的(a)所示，该超帧包括24个子帧，每个子帧包括7296个符号；第一个子帧如图33中的(b)所示，有11个训练符号，N

该图33中的(b)中，以N

表X-3

11个训练符号的序列可以参阅下表X-4进行理解：

表X-4

在该示例中，114个导频符号是基于目标多项式及对应的种子(seed)确定的。本申请实施例中，目标多项式采用10阶的多项式，该10阶的多项式可以表示为：

x

其中，a

导频符号生成结构可以参阅图34进行理解，如图34所示，种子用二进制的形式可以表示为m

本申请实施例中，对于两个正交的偏振方向上的导频符号，可以采用相同的目标生成多项式，但因种子(seed)不相同，对应地，两个偏振方向上输出的导频符号不完全一样。

如图34中，针对需要产生114个导频符号的场景，根据目标多项式和种子获得连续长度228的比特序列b

本申请实施例中，可以通过设计多项式中系数a

目标多项式与两个偏振方向上的用十六进制表示的种子为下表X-5中的一行时，同一偏振方向上的导频符号的周期自相关函数旁瓣值的归一化幅度不大于0.2，不同偏振方向上的导频符号的周期互相关函数值的归一化幅度不大于0.2，也就是T0＝0.2，T1＝0.2。

表X-5

当目标多项式与两个偏振方向上的用十六进制表示的种子为下表X-6(表X-6为表X-5的子集)中的一行时，在一个偏振方向上，114个导频符号和11个训练符号的组合中，-A-Aj、-A+Aj、A-Aj和A+Aj在一个偏振方向上的数目均为31。

表X-6

考虑到目标多项式为本原多项式时所产生的序列一般具有较好随机性，同时考虑到目标多项式的非零项越多，实现越复杂，在目标多项式采用本原多项式且其非零项不大于5时，目标多项式与两个偏振方向上的用十六进制表示的种子为下表X-7中的一行时，同一偏振方向上的导频符号的周期自相关函数旁瓣值的归一化幅度不大于0.25，不同偏振方向上的导频符号的周期互相关函数值的归一化幅度不大于0.25。

表X-7

该表X-7中，序号为14的一行中，目标多项式，也可以称为本原多项式为x

如图35所示，在X偏振方向上，输入的偏振种子为0x34E，转换为二进制序列后为1101001110，也就是从m

如图35所示，在Y偏振方向上，输入的偏振种子为0x084，转换为二进制序列后为0010000100，也就是从m

X偏振方向上的偏振种子和Y偏振方向上的偏振种子可以互换，因此可以得到如下表X-8所示的114个导频符号。

表X-8

上述表X-8中，在一个偏振方向上，114个导频符号和11个训练符号的组合中，-A-Aj、-A+Aj、A-Aj和A+Aj在所述一个偏振方向上的数目均为31。

上述X-8的方案中，导频符号对应的相关特性如图36所示，图36中的(a)显示的是在X偏振方向上导频符号的序列的周期自相关结果，图36中的(b)显示的是Y偏振方向上导频符号的序列的周期自相关结果，图36中的(c)显示的是在X和Y两个偏振方向上导频符号的序列的周期互相关结果。在两个偏振方向上的符号序列的周期自相关函数旁瓣值的归一化幅度不大于0.167，且两个偏振方向上的符号序列的周期互相关函数旁瓣值的归一化幅度不大于0.202。本申请实施例提供的超帧架构的帧冗余也较低，为1.79％，且导频符号的序列自相关和互相关特性都较好，训练符号和导频符号结合一起也可满足直流平衡，利于提高接收端恢复信号，提高所恢复的信号的质量。

下面，再提供一个上述超帧结构的另一个示例，当目标多项式为x 

如图37所示，在X偏振方向上，输入的偏振种子为0x0BE，转换为二进制序列后为0010111110，也就是从m

如图37所示，在Y偏振方向上，输入的偏振种子为0x1B8，转换为二进制序列后为0110111000，也就是从m

X偏振方向上的偏振种子和Y偏振方向上的偏振种子可以互换，因此可以得到如下表X-9所示的114个导频符号。

表X-9

上述图X-9中，导频符号对应的相关特性如图38所示，图38中的(a)显示的是在X偏振方向上导频符号的序列的周期自相关结果，图38中的(b)显示的是Y偏振方向上导频符号的序列的周期自相关结果，图38中的(c)显示的是在X和Y两个偏振方向上导频符号的序列的周期互相关结果。在两个偏振方向上的符号序列的周期自相关函数旁瓣值的归一化幅度不大于0.162，且两个偏振方向上的符号序列的周期互相关函数旁瓣值的归一化幅度不大于0.185。本申请实施例提供的超帧架构的帧冗余也较低，为1.79％，且所设计的导频符号的序列自相关和互相关特性都较好，训练序列和导频符号的序列结合一起也可满足直流平衡，利于提高接收端恢复信号，提高所恢复的信号的质量。

以上介绍了前述表2中序号是18的一行的超帧结构，及其导频符号的生成过程的内容，下面介绍了前述表2中序号是9的一行的超帧的相应内容。

针对前述表2中序号是9的一行，成帧前符号个数为172032个，其对应的N

表X-10

其超帧结构如图39中的(a)所示，该超帧包括48个子帧，每个子帧包括3648个符号；第一个子帧如图39中的(b)所示，有6个训练符号，N

该图39中的(b)中，以N

表X-11

在该示例中，57个导频符号是目标多项式及对应的种子(seed)确定的。本申请实施例中，目标多项式和种子生成导频符号的结构可以参阅前述图34部分的相应内容进行理解。

针对需要生成57个导频符号的场景，根据目标多项式和种子获得连续的长度114的比特序列b

目标多项式与两个偏振方向上的用十六进制表示的种子为下表X-12中的一行时，同一偏振方向上的导频符号的周期自相关函数旁瓣值的归一化幅度不大于0.23，不同偏振方向上的导频符号的周期互相关函数值的归一化幅度不大于0.23。

表X-12

当目标多项式为x

如图40所示，在X偏振方向上，输入的偏振种子为0x0B1，转换为二进制序列后为0010110001，也就是从m

如图40所示，在Y偏振方向上，输入的偏振种子为0x3E9，转换为二进制序列后为1111101001，也就是从m

X偏振方向上的偏振种子和Y偏振方向上的偏振种子可以互换，因此可以得到如下表X-13所示的57个导频符号。

表X-13

上述图X-13中，导频符号对应的相关特性如图41所示，图41中的(a)显示的是在X偏振方向上导频符号的序列的周期自相关结果，图41中的(b)显示的是Y偏振方向上导频符号的序列的周期自相关结果，图41中的(c)显示的是在X和Y两个偏振方向上导频符号的序列的周期互相关结果。在两个偏振方向上的符号序列的周期自相关函数旁瓣值的归一化幅度不大于0.206，且两个偏振方向上的符号序列的周期互相关函数旁瓣值的归一化幅度不大于0.212。本申请实施例提供的超帧架构的帧冗余也较低，为1.79％，且所设计的导频符号的序列自相关和互相关特性都较好，训练序列和导频符号的序列结合一起也可满足直流平衡，利于提高接收端恢复信号，提高所恢复的信号的质量。

结合前述图1对应的实施例所介绍的通信系统，以及图2或图3对应的实施例所描述的成帧的过程，本申请实施例还提供了另一种用于光通信的传输方法，如图42所示，该传输方法包括：

3301.传输设备生成包含多个子帧的超帧，子帧包括训练符号和导频符号；

在每个子帧中，在一个偏振方向上，导频符号有N

导频符号是目标多项式和种子确定生成的，目标多项式为本原多项式，且其非零项不大于5；目标多项式为下表Y-1中的一个；

表Y-1

3302.传输设备将超帧发送出去，对应地，接收设备接收包含多个子帧的超帧。

3303.接收设备对接收到的超帧进行解码。

在本申请实施例的方案中，导频符号是目标多项式和种子生成的，该目标多项式是上述表Y-1中的任意一项，该目标多项式和所对应的种子可以满足生成的N

本申请实施例所提供的超帧的结构可以参阅前述图33中的(a)至图33中的(c)部分的相应内容进行理解，此处不再重复赘述。

在本申请实施例中，考虑如下具体的超帧格式，成帧前符号个数为172032个，其是经过编码的符号，编码方式可以是采用开放码(Open FEC，OFEC)，或采用码长128比特的汉明码多次编码获得，也可以采用其他编码方式；其对应的N

该超帧包括24个子帧，每个子帧包括7296个符号，如图33中的(a)所示；第一个子帧如图33中的(b)所示，有11个训练符号，N

这里以帧同步符号个数N

长度为22的帧同步序列采用下表Y-2所示，其中实数A

表Y-2

114个导频符号是基于目标多项式及对应的种子(seed)确定的。本申请实施例中，目标多项式采用10阶的多项式，该10阶的多项式可以表示为：

x

×x+1

其中，a

导频符号生成结构可以参阅前面的图34进行理解，如图34所示，种子用二进制的形式可以表示为m

本申请实施例中，对于两个正交的偏振方向上的导频符号，可以采用相同的目标生成多项式，但因种子(seed)不相同，对应地，两个偏振方向上输出的导频符号不完全一样。

如图34中，针对需要产生114个导频符号的场景，根据目标多项式和种子获得连续长度228的比特序列b

应理解，当导频符号采用星座图最外面4个符号时，导频符号的灵敏度(sensitivity)较高，但峰均功率比(peak to average power)较大；当导频符号取值采用星座图最里面4个符号时，训练和导频的噪声(noise)较小，但其灵敏度(sensitivity)较低。

需要说明的是，导频符号可以不为所用的调制格式的星座图上的符号，其可以是所用的调制格式的星座图最外面4个符号和最里面4个符号中间区域的某4个符号。此时，导频符号的噪声和灵敏度一般，但峰均功率比相对较低。以16QAM为例，16QAM星座图上的16个符号取值为{±1±1j,±1±3j,±3±1j,±3±3j}，实数A

考虑到目标多项式为本原多项式时所产生的序列一般具有较好随机性，同时考虑到目标多项式的非零项越多，实现越复杂，在目标多项式采用本原多项式且其非零项不大于5时，目标多项式与两个偏振方向上的用十六进制表示的种子为下表Y-3中的一行时，同一偏振方向上的导频符号的周期自相关函数旁瓣值的归一化幅度不大于0.25，不同偏振方向上的导频符号的周期互相关函数值的归一化幅度不大于0.25。

表Y-3

该表Y-3中，序号为1的一行中，目标多项式采用本原多项式为x

如图43所示，在X偏振方向上，输入的偏振种子为0x002，转换为二进制序列后为0000000010，也就是从m

如图43所示，在Y偏振方向上，输入的偏振种子为0x3C6，转换为二进制序列后为0010000100，也就是从m

X偏振方向上的偏振种子和Y偏振方向上的偏振种子可以互换，因此可以得到如下表Y-4所示的114个导频符号。

表Y-4

上述表Y-4中，在一个偏振方向上，114个导频符号中-A

本申请实施例中，每个子帧中的第一个符号作为导频符号也作为训练符号。所考虑的11个训练符号的第一个符号跟114个导频符号的第一个符号相同。在一个偏振方向上，每个子帧中除去第一个符号还包括10个训练符号，这10个训练符号的取值为-A

该图33中的(b)中，长度为11的训练序列可采用表40中两个偏振首符号均为-A+Aj的一项，并将每个偏振方向上的首符号中采用的实数A设置为A

表Y-5

采用上述114个导频符号和11个训练符号，在一个偏振方向上，一个子帧中包括的导频符号和训练符号的组合满足直流平衡。

需要说明的是，当实数A

上述方案中，导频符号对应的相关特性如下图44所示，图44中的(a)显示的是在X偏振方向上导频符号的序列的周期自相关结果，图44中的(b)显示的是Y偏振方向上导频符号的序列的周期自相关结果，图44中的(c)显示的是在X和Y两个偏振方向上导频符号的序列的周期互相关结果。在两个偏振方向上的符号序列的周期自相关函数旁瓣值的归一化幅度不大于0.167，且两个偏振方向上的符号序列的周期互相关函数旁瓣值的归一化幅度不大于0.176。本申请实施例提供的超帧架构的帧冗余也较低，为1.79％，且导频符号的序列自相关和互相关特性都较好，训练符号和导频符号结合一起也可满足直流平衡，利于提高接收端恢复信号，提高所恢复的信号的质量。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

以上所述仅为本申请技术方案的较佳实施例而已，并非用于限定本申请的保护范围。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。