北京交通大学 电子信息工程学院 光波技术研究所，北京 100044
针对极化码在光通信系统中的应用研究，文章将极化编码调制和光纤模分复用（MDM）系统相结合，搭建了基于比特交织极化编码调制的MDM系统，并进行了最大似然（ML）检测算法性能的研究。仿真结果表明，极化码的加入大大提升了系统性能，与非编码的MDM系统相比，采用比特交织极化编码调制的MDM系统在同等模式相关损耗（MDL）值下，系统性能提高了约8 dB。文章还展示了ML和最小均方误差（MMSE）检测算法在MDM系统中的性能以及不同模式损耗对系统性能的影响，其中，ML检测算法相较于MMSE检测算法，在误码性能上提升了约3 dB。
极化编码 模分复用 模式损耗 最大似然检测算法 polar coding MDM mode loss ML detection algorithm
1 北京交通大学 光波技术研究所，北京 100044
2 北京交通大学 EMC全光网络与高级电信网络重点实验室，北京 100044
针对多输入多输出（MIMO）检测算法在大规模模式数目的模分复用（MDM）光纤信道中用来补偿模式相关损耗（MDL）时，会出现计算复杂度过高、性能下降的问题，文章提出将大规模MIMO检测算法应用于光纤信道中。文章研究的算法有最小均方误差（MMSE）、共轭梯度（CG）、高斯-塞德尔（GS）、基于无穷范数的乘子交替方向（ADMIN）法和基于盒约束的优化坐标下降（OCDBOX）法。结果表明，在MDL受损的光通信系统中，OCDBOX算法表现出最好的误码率（BER）性能，但复杂度较高。而ADMIN检测算法具有次好的BER性能和较低的计算复杂度，因此在MDL受损的MDM系统中，ADMIN检测算法可以作为良好的候选方案。
模分复用 模式相关损耗 大规模多输入多输出检测算法 误码率性能 MDM MDL massive MIMO detection algorithms BER performance
北京交通大学 电子信息工程学院 光波技术研究所, 北京 100044
针对极化码在光通信系统中的应用研究, 文章将极化编码调制和光纤模分复用(MDM)系统相结合, 搭建了基于比特交织极化编码调制的MDM系统, 并进行了最大似然(ML)检测算法性能的研究。仿真结果表明, 极化码的加入大大提升了系统性能, 与非编码的MDM系统相比, 采用比特交织极化编码调制的MDM系统在同等模式相关损耗(MDL)值下,系统性能提高了约8 dB。文章还展示了ML和最小均方误差(MMSE)检测算法在MDM系统中的性能以及不同模式损耗对系统性能的影响, 其中, ML检测算法相较于MMSE检测算法, 在误码性能上提升了约3 dB。
极化编码 模分复用 模式损耗 最大似然检测算法 polar coding MDM mode loss ML detection algorithm
对具有模式依赖损耗(MDL)的光纤模分复用(MDM)传输系统进行仿真,同时考虑了MDL与突发干扰对系统性能的影响。分析MDL对4×4 MDM传输系统的影响,同时施加不同强度的快速干扰。采用自适应算法,即最小方均(LMS)算法和递归最小二乘(RLS)算法,进行快速信道补偿,使用方均误差(MSE)计算信道补偿算法的性能。仿真结果表明:MDL使系统性能下降;LMS和RLS算法均能补偿动态干扰对系统的影响,但MDL使补偿后的系统性能变动较大,即MSE的方差变化较大。
光纤光学 模分复用 自适应算法 多模光纤 光学学报
2020, 40(23): 2306006
北京交通大学 光波技术研究所, 北京 100044
提出三种求解多模光纤非线性传输方程的误差估计准则—max, sum, ave准则, 将多模误差向量转换为误差标量, 基于对称分步傅里叶的局部误差法实现多模传输自适应步长统一变化.通过仿真高斯脉冲在渐变折射率多模光纤中的传输, 验证了定变步长方法在不同准则下局部误差与全局误差的性能.实验结果表明三种准则的变步长算法都具有收敛性, 且利用sum准则计算局部误差控制步长变化, 在相同计算量的情况下能得到更高的数值精度, 相同全局误差的情况下计算量相对更少, 对进一步提高多模非线性传输方程的计算效率有参考意义.
光纤光学 非线性薛定谔方程 局部误差法 误差计算准则 多模光纤 Fiber optics Nonlinear Schrdinger equation Local error method Error calculation criterion Multimode fiber
为提高100 Gbit/s光通信系统的传输距离，构造了高增益的NB-QC-LDPC(非二进制准循环低密度校验码)，这种纠错码构建在伽罗华域上，适合于采用QPSK(正交相移键控)或DQPSK(差分正交相移键控)调制格式的100 Gbit/s系统。文章采用对数傅里叶和积译码算法分析了NB-QC-LDPC的误码性能。结果表明，与二进制准循环低密度校验码相比，码长为500、码率为0.8的NB-QC-LDPC，在误码率为10-8时可提供约1 dB的编码增益。同样，在误码率为10-8时，若码率从0.9降低至0.8，NB-QC-LDPC能多提供约0.6 dB的编码增益，即在低码率时，NB-QC-LDPC具有更好的性能。
光传输系统 非二进制准循环低密度校验码 对数傅里叶和积译码算法 准循环低密度校验码 optical communication system NB-QC-LDPC Log-Fourier SPA QC-LDPC
1 北京交通大学 全光网络与现代通信网教育部重点实验室, 北京 100044
2 北京交通大学 光波技术研究所, 北京 100044
在基于宽带CFBG色散补偿的G.652光纤中, 40Gbps NRZ码无电中继传输500km, 在误码率BER=10-10下的功率代价约为2.2dB, 积累1h的误码率为7.3×10-12。传输系统中采用的CFBG的3dB带宽约为1.2nm, 中心波长处时延纹波小于25ps, 反射谱纹波小于2dB, 差分群时延小于1ps。传输时采用低成本的温控法取代昂贵的电路评估版稳定LiNbO3调制器的直流偏置点, 实验效果显著。
光纤通信 色散补偿 G.652光纤 啁啾光纤光栅(CFBG) 调制器偏置 非归零码(NRZ) optical fiber communication chirped fiber Bragg grating (CFBG) dispersion compensation G.652 fiber non-return zero (NRZ) DC bias
1 全光网络与现代通信网教育部重点实验室, 北京 100044
2 北京交通大学光波技术研究所, 北京 100044
针对制作可用于40 Gb/s全光色散补偿的宽带线性啁啾光栅时出现带内群时延纹波波动较大等问题,提出了一种通过设计和改变切趾函数的参量来优化线性啁啾光栅的新方法。该方法实现简单,只需根据需要设计具有不同滚降特性的切趾函数,同时利用遗传算法来优化切趾参量,结合传输矩阵法经过200代获得了低带内时延纹波的线性啁啾光栅。数值结果验证了采取非对称分段切趾法在保持反射谱宽和平坦性的同时可以抑制带内群时延纹波的优越性。利用该方法制作了反射谱工作带宽为1.06 nm、时延纹波不超过45.60 ps、可用于大容量密集波分复用系统(DWDM)色散补偿的线性啁啾光纤光栅。
光通信 线性啁啾光栅 遗传算法 切趾函数 群时延纹波
1 北京交通大学光波所，北京 100044
2 清华大学 国家光盘工程研究中心，北京 100086
采用有限状态机描述光存储伺服系统的状态转换过程。有限状态机通过CPLD硬件实现，以控制光学头的运动状态。根据DVD伺服标准的要求，设计超前滞后补偿器对整个伺服环路进行补偿。利用标准光学头和标准盘片对整个伺服系统进行了测试。测试结果表明，该伺服系统精度较高，聚焦精度小于10%，循迹精度小于20%，对于标准盘片能得到较高的Jitter(＜8%)。
光存储 伺服系统 有限状态机 optical disk storage servo system finite state machine
1 中国科学院半导体研究所，北京 100083
2 北京理工大学 信息科学技术学院光电工程系，北京 100081
3 清华大学 国家光盘中心，北京 100083
首次将最小可分辨对比度(MRC)的概念引入到了直视型微光成像系统。在人眼视觉的基础上，从信号检测的角度出发，推导出了直视型微光成像系统的MRC模型。该模型综合考虑了空间因素和时间因素对成像系统的影响，给出了系统在不同目标照度、不同对比度情况下探测图像时的极限灵敏阈。模拟结果表明，由此得到的直视型微光成像系统的极限分辨率与实际系统给出的分辨率基本一致，是一种能更全面地评价微光成像系统性能的模型。
微光成像系统 人眼视觉 最小可分辨对比度(MRC) watched directly imaging system human vision minimum resolvable contrast
