适合于强度调制/直接检测式大气激光通信的空时网格码

空时网格码具有编码增益与频谱利用率高的特点,针对强度调制直接检测(Intensity modulation/direct detection,IM/DD)方式,提出了一种适合于大气激光通信的空时网格编码方案。该方案运用快速傅里叶逆变换(IFFT)的对称性以及加直流分量的方法解决了空时网格编码信号无法直接用于IM/DD链路传输MPSK信号的问题。之后,通过蒙特卡洛方法分析了该方案在不同大气闪烁条件下的误码性能,并对调制阶数和天线数对系统误码性能的影响进行了分析。结果表明:所提方案能够有效抵御大气湍流所产生的闪烁效应,其性能随天线数的增加而得到明显的改善,并且在强湍流条件下表现出了更好的性能。

基于联合时钟恢复和均衡技术的光互连信号处理方法

在数据中心光互连系统中,针对时钟恢复模块和均衡模块相互依赖而导致两模块先决条件冲突的问题,提出了联合均衡和定时恢复反馈环路的数字信号处理方案。该方案针对PAM4信号特征,采用了改进的Gardner反馈式全数字时钟同步算法,以降低时钟恢复误差、提高收敛性能;在均衡模块,提出并采用了一种基于T/2分数间隔的改进级联多模盲均衡算法,以减小均衡稳态误差、改善信号均衡效果。仿真结果表明,该联合方案能够降低系统误码率,在满足硬判决前向纠错阈值下,40 km传输后的接收机灵敏度为-16 dBm,相较于级联方案提升了至少3 dBm。同时,联合方式的抗抽样时钟偏移(SCO)的能力更强,最大能容忍的SCO提高约200个时钟偏移量,说明本方案可以有效补偿线性损伤和时钟误差。

限幅OFDM在光通信系统中的应用

将OFDM技术应用于光通信领域是近几年研究的热点.但由于射频信号的特点,OFDM信号不能直接应用于传统光通信系统中,最近许多文章都在讨论和提出其解决方案,基于限幅OFDM信号(Clipped optical OFDM)的多模光通信系统,就是其中之一.对输入信号进行Hermitian变换,使其实数化;通过门限电平舍去信号负项;对于限幅带来的噪声,可通过选择奇数载波传输来将其消除.限幅OFDM技术对传统光传输系统改变较小,且较基于直流偏压OFDM(DC bias OFDM),在光功率利用率上有7.98 dB提升.

基于IM／DD—OFDM的多模光纤通信系统研究与仿真

正交频分复用（OFDM）具有频谱利用率高和抗色散的优点，将其应用于光通信系统中能大大提高光通信的传输性能。本文利用Matlab和Optisystem光学仿真软件对基于强度调制／直接检测一光正交频分复用（IM／DD—OFDM）的多模光纤通信系统进行了仿真和性能分析，仿真结果表明了该系统在10Gbps的信号速率下传输距离可达1200m，误码率小于1e－3的情况下最高传输速率可达40Gbps，能够很好的适用于短距离以太网和最后一公里通信。

光OFDM在接入网中的应用及仿真分析

正交频分复用(OFDM)频谱利用率高、抗干扰性强、能够有效对抗单模光纤偏振模色散,在高速光通信系统中有很好的应用前景。利用Matlab和Optisystem,对强度调制(IM)/直接检测(DD)的单模光纤系统进行了性能仿真,结果显示在不进行色散补偿和光放大的前提下能够传输40km,满足接入网的要求。

多载波光传输系统中的自组织映射神经网络的非均匀量化方案

为了解决基于强度调制/直接检测的通用多载波(IMDD-UFMC)调制光传输系统中由于高峰值平均功率比(PAPR)需使用高精度数模转换器/模数转换器(DAC/ADC)带来的高成本问题,提出一种基于自组织映射(SOM)神经网络的非均匀量化方案。该方案通过一种竞争机制进行非监督学习的方式最小化量化误差来实现量化噪声最小的非均匀量化,从而提高IMDD-UFMC的系统性能。仿真结果表明:在保持系统性能的情况下,SOM非均匀量化方案可以比均匀量化方案降低1 bit量化位数;有些情况下至少能提高1.7 dB的接收灵敏度。

基于C++Builder 6的大气激光通信系统仿真平台的设计

基于大气激光通信原理,总结了大气激光通信系统的数学模型,提出了一种基于C++Builder 6的数值化大气激光通信系统的可视化设计方案。详细讲述了大气衰减信道的设计,并以模拟光强度调制/直接检测通信系统为例对其全过程进行了仿真研究。系统设计简单,参数修改方便,为在C++Builder 6环境下进行激光通信的研究与开发提供了依据,也为教学演示及实验提供了经济、实用的仿真平台。

背对背IIMDD OOFDM系统的仿真研究及分析

光正交频分复用技术具有高频谱利用率、强色散容忍性和灵活的扩展性等优势,已广泛应用于无源光网络(PON)、光载射频通信系统(ROF)及长途骨干网光纤通信系统等领域。从理论上研究了背对背光正交频分复用(OOFDM)系统,结合强度调制直接检测(IMDD),通过仿真验证了正交频分复用(OFDM)PON系统的传输性能,为实际系统设计和实用推广提供了重要参考。

面向短距光互连的隐藏层拓展循环神经网络均衡器

为探究光强度调制/直接检测系统中神经网络非线性均衡器的最优结构,实现更优的光通信性能,通过搭建20 km的112 Gbps四电平脉冲振幅调制无色散补偿的光传输系统,分析了多隐藏层循环神经网络均衡器在该系统中的误码率及算法复杂度性能。结果表明,在同一误码率阈值下,增加隐藏层层数可有效降低单个隐藏层中神经元的数目,从而降低均衡器的算法复杂度。但随着隐藏层数目的进一步增加,均衡器的收敛性能下降,导致误码率及复杂度性能的恶化。通过量化研究隐藏层数目对循环神经网络均衡器性能的影响,发现在112 Gbps容量和20 km传输距离下,2层隐藏层RNNE具有最优的误码率及算法复杂度性能。与单隐藏层均衡器相比,2层隐藏层均衡器在1×10^(-3)误码率阈值下算法复杂度降低23.3%。

实验演示100 Gbaud Delta-Sigma调制信号O波段传输

为了解决传输高阶正交幅度调制(QAM)信号时的非线性损伤问题,提出了一种基于Delta-Sigma调制(DSM)的高阶QAM传输系统。通过采用1-bit量化的DSM,成功将携带有高阶QAM的离散多音调制(DMT)信号量化编码为开关键控(OOK)信号,实现了高阶QAM信号在O波段强度调制/直接检测(IM/DD)系统中的传输。由于DSM拥有较高的量化信噪比,系统最高支持满足软判决2.4×10-2阈值的4096QAM信号的传输。特别地,通过采用预均衡技术,成功实现了50/100 Gbaud DSM信号分别在O波段的50/15 km的传输。实验演示了高速DSM信号在O波段的传输系统,为高阶QAM信号在IM/DD链路的传输提供了解决方案,同时也为未来基于DSM技术的高速移动前传方案设计提供了参考。

基于级联IFFT/FFT的P2MP光收发机可扩展性分析

点对多点(Point-to-Multipoint,P2MP)光收发机,使不同位置的多个低速光收发机同时与集中或分布在网络中心局的几个高速光收发机通信,为5G-Advanced网络提供了一种高效的解决方案。针对基于级联快速傅里叶逆变换(Inverse Fast Fourier Transform,IFFT)/傅里叶变换(Fast Fourier Transform,FFT)多信道聚合/解聚合技术,深入研究了P2MP光收发机在上行强度调制直接检测(Intensity Modulation and Direct Detection,IMDD)无源光网络(Passive Optical Network,PON)中的可扩展性。仿真结果表明:每个光网络单元(Optical Network Unit,ONU)可以自适应地改变其聚合的信道数目,而不会明显降低系统传输容量和ONU发射功率动态范围;ONU数目的增加也可以通过略微降低传输容量和ONU发射功率动态范围来有效实现。因此,该P2MP光收发机为PON提供了良好的可扩展性。

无线激光通信系统弱光干扰技术

为了探求对无线激光通信最有效、最实用的干扰方式,针对目前应用范围最广泛的强度调制/直接检测无线激光通信系统,采用理论分析、仿真和实验相结合的方法详细地研究了无线激光通信系统的弱光干扰的原理和条件,验证了弱光干扰的可行性,发现其干扰现象主要表现为误码率升高。同时,研究了干扰光的不同重复频率、功率和占空比对采用不同通信体制、速率、发射功率等设计的无线激光通信系统产生的不同的干扰原理和现象。发现了同步通信与异步通信因其不同的时钟体制造成的弱光干扰差异,同步通信主要发生"比特干扰"和"时钟恢复干扰",异步通信系统主要发生"起始位干扰"和"数据位干扰"。由于异步通信中帧结构和编码都较为简单,与同步通信相比更易受到干扰光的影响,受到干扰的程度更为严重。

基于正交空时块编码的MIMO自由空间光通信

合适的编码方案可以减小通信系统的误码率,在自由空间光通信中显得尤为重要.空时编码技术是一种空间域和时间域相结合的分组编码方式,它能有效抵抗衰落,改善系统的误码性能.文中首先将Alamouti空时码的正交性和Q-PPM调制技术相结合,提出了一种适合于强度调制/直接检测式光通信的编码方法.其次分析了该系统在无衰落无背景辐射、有衰落无背景辐射、无衰落有背景辐射和有衰落有背景辐射时的误码性能.最后,通过Monte-Carlo仿真实验进一步证明了该理论的正确性.结果表明:采用该编码方法不仅能实现1速率传输,而且能有效抵抗衰落,克服大气湍流所产生的闪烁效应.当误字率为2×10^(-3)时,相对于1×1系统而言,2×1系统的发送功率被节约了约3.5 dBJ,2×2系统的发送功率被节约了约9 dBJ.

OFDM-PON系统中一种抑制峰均功率比的安全算法

安全性低和较高的峰均功率比(PAPR)是正交频分复用无源光网络(OFDM-PON)系统所面临的主要挑战,为此提出一种基于二维混沌加密的选择性映射(SLM)方案。该方案利用二维Logistic映射分别产生随机交织器和相位序列对OFDM信号进行加扰,达到系统加密的同时降低PAPR的目的。仿真结果显示,与传统SLM算法和原始光OFDM(O-OFDM)信号相比,所提出的方案可分别获得0.5dB和3.8dB的PAPR抑制增益。实验证明,7Gbit/s 16QAM (Quadrature Amplitude Modulation)O-OFDM加密信号可通过25km标准单模光纤在强度调制/直接检测OFDM-PON系统中安全传输并且系统误码率性能得到改善。

光无线通信中基于哈特莱变换的翻转OFDM技术

提出了一种新的基于快速哈特莱变换(FHT)的翻转光正交频分复用(OFDM)方案(Flip-FHT)。快速哈特莱变换为实三角变换,当用其处理傅里叶变换时,输入信号不需要厄米对称性。同时,与传统的基于快速傅里叶变换(FFT)的非对称限幅光OFDM(ACO-OFDM)中只有奇数子载波携带信息符号不同,该方案由于翻转了实双极信号的负数部分,使得偶数子载波也可以携带信息符号,故该方案适用于强度调制/直接检测(IM/DD)光无线通信(OWC)系统。与ACO-OFDM相比,Flip-FHT的频谱效率提高了1倍,计算复杂度在接收端降低了50%。仿真结果表明,与采用4QAM和16QAM(正交幅度调制)的ACO-OFDM相比,采用BPSK(二进制相移键控)和4PAM(脉冲幅度调制)的Flip-FHT可以在系统结构更简单、星座尺寸更小的情况下获得相同的性能。

一种降低IM/DD O-OFDM系统峰均比功率的低复杂度SLM方案

抑制高峰均功率比(PAPR)是强度调制/直接检测(IM/DD)光正交频分复用(O-OFDM)系统面临的一个挑战,选择性映射(SLM)是有效降低PAPR值的经典算法。提出一种改进的SLM方案,该方案利用离散多音调制(DMT),通过一次快速逆傅里叶变换(IFFT)和循环移位相加运算获得多个候选信号,达到降低计算复杂度的目的。仿真和实验结果表明,所提出的SLM方案在保证获得较好的PAPR抑制性能的前提下,显著地降低了计算复杂度,同时提高了系统接收灵敏度。