【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光电，具体地，涉及基于矩阵乘法的光学前向纠错编码方法及装置。
技术介绍
1、随着现代社会对通信速率和信息准确性的需求急剧增长，工业界和研究者们持续关注更高性能的通信系统开发。具体而言，更高性能的通信系统意味着更高的通信速率、更大的通信带宽、更高的信息准确度。前向纠错编码(forward error correction coding，fec)是信息传输中检测和纠正错误比特的技术，该技术牺牲部分信道带宽增加冗余校验位，降低信道噪声对传输信息的影响，从而有效降低误码率。好的编码方案更接近理论的香农极限，拥有更优异的纠错性能，因此实现接近理论极限的编码解码方案一直是热点研究方向。目前常用的信道编码技术包含reed-solomon码、turbo码和低密度奇偶校验码(low-dens ity parity check code,ldpc)等。
2、目前编码器的主流物理设备基于集成化电子器件，例如大规模集成电路(largescale integrated circuit,lsi)、专用集成电路(application-specific integratedcircuit,asic)和现场可编程门阵列(field programmable gate array,fpga)等。得益于高度成熟的微电子加工工艺，上述集成化电子器件具备高度集成化、高速率、功能专一化特性。然而随着摩尔定律逐渐逼近极限，集成电路性能正在逐步接近理论瓶颈：高密度电子器件分布导致电磁干扰增强，引起损耗增加、散热需求增加等一系列问题。与此同时，功能高
3、因此，为了解决上述存在的问题，需要研发一种基于矩阵乘法的光学前向纠错编码方法及装置，实现更灵活、功耗更低的编码器。
技术实现思路
1、针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种基于矩阵乘法的光学前向纠错编码方法及装置。
2、根据本专利技术提供的一种基于矩阵乘法的光学前向纠错编码装置，包括：窄带激光器、生成矩阵射频信号发生器、传输信号射频信号发生器、乘法器、电光强度调制器、光频梳生成系统、光电探测器和低通滤波器；
3、所述生成矩阵射频信号发生器输出端和所述传输信号射频信号发生器输出端分别与所述乘法器输入端电连接，所述乘法器输出端与所述电光强度调制器输入端电连接；所述窄带激光器输出端和所述电光强度调制器输入端光连接，所述电光强度调制器输出端与所述光频梳生成系统输入端光连接；所述光频梳生成系统输出端与所述光电探测器输入端光连接，所述光电探测器输出端与所述低通滤波器输入端电连接。
4、优选地，所述光频梳生成系统包括：偏振控制器、1:1的2×2耦合器、电光iq调制器、正弦信号射频信号发生器、掺铒光纤放大器、光带通滤波器；
5、所述电光强度调制器输出端与所述偏振控制器输入端光连接，所述偏振控制器输出端与所述1:1的2×2耦合器第一输入端光连接，所述1:1的2×2耦合器第二输出端、所述电光iq调制器、所述掺铒光纤放大器、所述光带通滤波器和所述1:1的2×2耦合器第二输入端依次光连接形成环路，所述正弦信号射频信号发生器输出端与所述电光iq调制器输入端电连接，所述1:1的2×2耦合器第一输出端与所述光电探测器输入端光连接。
6、优选地，所述电光iq调制器通过调节偏置电压实现载波抑制单边带调制。
7、优选地，所述1:1的2×2耦合器可替换为分光比30:70、10:90的耦合器，保证第二输出端光功率不小于第一输出端光功率、第二输入端光功率不小于第一输入端光功率。
8、根据本专利技术提供的一种基于矩阵乘法的光学前向纠错编码方法，利用上述所述一种基于矩阵乘法的光学前向纠错编码装置执行如下步骤：
9、步骤s1：将生成矩阵射频信号发生器与传输信号射频信号发生器生成的两个信号通过乘法器相乘生成电信号；
10、步骤s2：将乘法器输出的电信号输出至电光强度调制器中实现电光信号转换；
11、步骤s3：将电光强度调制器输出的光信号基于光频梳生成系统存储在光频梳对应频率光信号中；
12、步骤s4：将光频梳生成系统输出的信号输入至光电探测器得到电信号；
13、步骤s5：电信号输入低通滤波器滤除多余频率后得到最终编码信号。
14、优选地，所述步骤s1采用：
15、在环路时间[iτ，(i+1)τ)中，生成矩阵射频信号发生器发送第i行(i＝1，2，...，m)信号，每位信号持续时间，其中，m是生成矩阵行数，τ是环路一圈的时延，k是生成矩阵列数，生成矩阵对应为m×k矩阵；
16、
17、传输信号射频信号发生器在[iτ，(i+1)τ)时间内发送第i个信号，其中，i＝1，2，...，m；m是传输信号的长度；
18、s＝[a1，a2，...，am]
19、其中，ai表示传输信号s的第i个元素；bij表示生成矩阵g的第i行第j列元素；
20、乘法器生成的电信号包括：
21、si＝[aibi1，aibi2，...，aibik]，t∈[iτ，(i+1)τ)。
22、优选地，所述步骤s2采用：在时间[iτ，(i+1)τ)内，窄带激光器输入光信号光强为e0，电光强度调制器输出光信号光强为其中，vπ1是电光强度调制器半波电压；si表示乘法器在[iτ，(i+1)τ)时间输出的电信号。
23、优选地，所述步骤s3采用：1∶1的2×2耦合器第一输出端输出信号形式如下，具体形式取决于载波抑制单边带保留正一阶边带或负一阶边带；
24、保留正一阶边带时，输出信号形式为eofc1；保留负一阶边带时，输出信号形式为eofc2：
25、
26、其中，eofc1表示正一阶载波抑制单边带调制下1∶1的2×2耦合器第一输出端经过m个循环后总输出信号光强；eofc2表示负一阶载波抑制单边带调制下1∶1的2×2耦合器第一输出端经过m个循环后总输出信号光强；sm表示第m个循环下乘法器输出电信号，j±1(x)是相应的贝塞尔函数，vpp是正弦信号射频信号发生器输出正弦信号峰值电压，vπ2表示电光iq调制器的子调制器半波电压，vbias是电光iq调制器的直流偏置电压；f0表示窄带激光器输出单波长光信号频率，fc表示正弦信号射频信号发生器输出正弦信号频率,表示光信号在环路中循环额外引入的相位。
27、优选地，所述光频梳生成系统需要保证带宽满足条件：nfc≤b<(n+1)fc；其中，n是需要的梳齿数量，是编码信号长度的整数倍；fc是光频梳信号间隔频率。
28、优选地，所述光电探测器将光频梳生成系统输出的信号转换为电信号；
29、所述光电探测器在实现光信号转化为电信号的过程中，将光频梳本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于矩阵乘法的光学前向纠错编码装置，其特征在于，包括：窄带激光器、生成矩阵射频信号发生器、传输信号射频信号发生器、乘法器、电光强度调制器、光频梳生成系统、光电探测器和低通滤波器；
2.根据权利要求1所述的基于矩阵乘法的光学前向纠错编码装置，其特征在于，所述光频梳生成系统包括：偏振控制器、1:1的2×2耦合器、电光IQ调制器、正弦信号射频信号发生器、掺铒光纤放大器、光带通滤波器；
3.根据权利要求2所述的基于矩阵乘法的光学前向纠错编码装置，其特征在于，所述电光IQ调制器通过调节偏置电压实现载波抑制单边带调制。
4.根据权利要求1所述的基于矩阵乘法的光学前向纠错编码装置，其特征在于，所述1:1的2×2耦合器可替换为分光比30:70、10:90的耦合器，保证第二输出端光功率不小于第一输出端光功率、第二输入端光功率不小于第一输入端光功率。
5.一种基于矩阵乘法的光学前向纠错编码方法，其特征在于，利用权利要求1至4任意一种基于矩阵乘法的光学前向纠错编码装置执行如下步骤：
6.根据权利要求5所述的基于矩阵乘法的光学前向纠错编
7.根据权利要求5所述的基于矩阵乘法的光学前向纠错编码方法，其特征在于，所述步骤S2采用：在时间[iτ，(i+1)τ)内，窄带激光器输入光信号光强为E0，电光强度调制器输出光信号光强为其中，Vπ1是电光强度调制器半波电压；si表示乘法器在[iτ，(i+1)τ)时间输出的电信号。
8.根据权利要求5所述的基于矩阵乘法的光学前向纠错编码方法，其特征在于，所述步骤S3采用：1：1的2×2耦合器第一输出端输出信号形式如下，具体形式取决于载波抑制单边带保留正一阶边带或负一阶边带；
9.根据权利要求5所述的基于矩阵乘法的光学前向纠错编码方法，其特征在于，所述光频梳生成系统需要保证带宽满足条件：Nfc≤B＜(N+1)fc；其中，N是需要的梳齿数量，是编码信号长度的整数倍；fc是光频梳信号间隔频率。
10.根据权利要求5所述的基于矩阵乘法的光学前向纠错编码方法，其特征在于，所述光电探测器将光频梳生成系统输出的信号转换为电信号；
...【技术特征摘要】
1.一种基于矩阵乘法的光学前向纠错编码装置，其特征在于，包括：窄带激光器、生成矩阵射频信号发生器、传输信号射频信号发生器、乘法器、电光强度调制器、光频梳生成系统、光电探测器和低通滤波器；
2.根据权利要求1所述的基于矩阵乘法的光学前向纠错编码装置，其特征在于，所述光频梳生成系统包括：偏振控制器、1:1的2×2耦合器、电光iq调制器、正弦信号射频信号发生器、掺铒光纤放大器、光带通滤波器；
3.根据权利要求2所述的基于矩阵乘法的光学前向纠错编码装置，其特征在于，所述电光iq调制器通过调节偏置电压实现载波抑制单边带调制。
4.根据权利要求1所述的基于矩阵乘法的光学前向纠错编码装置，其特征在于，所述1:1的2×2耦合器可替换为分光比30:70、10:90的耦合器，保证第二输出端光功率不小于第一输出端光功率、第二输入端光功率不小于第一输入端光功率。
5.一种基于矩阵乘法的光学前向纠错编码方法，其特征在于，利用权利要求1至4任意一种基于矩阵乘法的光学前向纠错编码装置执行如下步骤：
6.根据权...
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