Author Affiliations
Abstract
1 Nanjing University of Information Science & Technology, Nanjing 210044, China
2 Key Laboratory for Information Science of Electromagnetic Waves (MoE), Fudan University, Shanghai 200433, China
We propose a neural network equalization delta-sigma modulation (DSM) technique. After performing DSM on the multi-order quadrature amplitude modulation (QAM) orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) signal at the transmitting end, neural network equalizer technology is used in the digital signal processing at receiving end. Applying this technology to a 4.6 km W-band millimeter wave system, it is possible to achieve a 1 Gbaud 8192-QAM OFDM signal transmission. The data rate reached 23.4 Gbit/s with the bit error rate at 3.8 × 10-2, lower than soft-decision forward-error correction threshold (4 × 10-2).
multi-order quadrature amplitude modulation W-band delta-sigma modulation neural network equalization nonlinear compensation Chinese Optics Letters
2024, 22(4): 040601
1 桂林电子科技大学广西无线宽带通信与信号处理重点实验室，广西 桂林 541004
2 中国电子科技集团公司第三十四研究所，广西 桂林 541004
光混沌信号受限于光纤中的色散和非线性效应，难以实现远距离同步。同时，由于光注入混沌同步采用纯光域信号处理，无法与现有通信系统中的电域非线性补偿融合。因此，从非线性薛定谔方程出发，提出色散管理与基于光域的非线性管理相融合的技术方案，实现激光混沌远距离同步。然后，详细研究了不同传输距离、不同注入强度下的同步和传输特性。结果表明，在传输距离为1000 km、注入强度为0.5 mW情况下，系统能够实现信息速率为1 Gb/s的保密通信，同步载波相关系数能够达到0.97以上。
光通信 光混沌同步 非线性补偿 光域补偿 远距离传输 激光与光电子学进展
2023, 60(17): 1706004
介绍了多晶硅电阻非线性度对信号链整体电路性能的影响, 分析了多晶硅电阻非线性产生的原因。提出了衬底电位补偿和组合多晶补偿两种非线性补偿设计方法。采用仿真和测试, 对比了未经补偿、新补偿方法的12位D/A转换器的性能。结果表明, 经过多晶硅电阻补偿和非线性补偿后的D/A转换器达到了更优的线性度。
多晶硅电阻 非线性补偿 自热效应 D/A转换器 polysilicon resistor nonlinear compensation self-heating effect D/A converter
1 东南大学移动通信国家重点实验室，江苏 南京 210096
2 网络通信与安全紫金山实验室，江苏 南京 211111
作为一种针对调制格式的优化技术，星座整形技术极大提高了传统编码调制方案的灵活性、非线性补偿和误码性能，具有能够在不增加系统发送功率、复杂性的前提下，获得高频谱效率和实现接近香农极限的信号传输等特性，在多个领域得到广泛的应用。本文介绍了国内外星座整形技术方案的研究现状和最新进展，特别是基于概率整形技术实现类型、方法、架构等层面，从多个角度着重分析了算术编码概率整形的基本原理、性能对比和相关应用，在不同的系统和场景下对比评估概率整形技术带来的增益，并总结了光通信中概率整形技术目前面临的问题及未来的发展趋势。
光通信 概率整形 编码调制 高速光传输 非线性补偿 整形增益 算术编码 激光与光电子学进展
2022, 59(11): 1100004
1 上海电力大学自动化工程学院，上海 200090
2 新南威尔士大学电气工程与电信学院，新南威尔士州悉尼 2052
光纤法布里-珀罗可调滤波器（FFP-TF）是组成光纤布拉格光栅传感器解调系统的核心器件之一，其稳定性对解调精度至关重要，而温度漂移是影响其稳定性的关键因素之一。最小二乘支持向量机（LSSVM）的非线性映射能力可以对漂移进行有效补偿，针对传统LSSVM模型参数选取易陷入局部最优的问题，基于改进的天牛须搜索粒子群优化算法在全局范围内寻找LSSVM模型的最优惩罚因子和核参数。实验结果表明，用优化的LSSVM对FFP-TF进行温度漂移补偿，可将最大温度漂移误差从1025.21 pm减小到±3.03 pm，提高了变温环境下FFP-TF解调的温度稳定性。
光栅 光纤法布里-珀罗可调滤波器 粒子群优化算法 最小二乘支持向量机 波动补偿 非线性补偿 激光与光电子学进展
2022, 59(3): 0305002
1 成都信息工程大学通信工程学院, 四川 成都 610225
2 上海大学特种光纤与光接入网省部共建重点实验室, 上海 200072
为应对相干光通信系统中光纤非线性损伤,结合由非线性薛定谔方程的一阶摄动解推导出的三元组,提出一种基于深度神经网络(DNN)和改进型主成分分析(IPCA)的光纤非线性补偿(NLC)算法。为了验证提出的NLC方案的可行性,构建了单通道32 GBaud偏振复用16阶正交幅度调制(PDM-16QAM)的光传输系统。综合数值仿真结果表明,相较于DNN-NLC方案,IPCA-DNN-NLC方案以Q值降低0.06 dB为代价,使计算复杂度降低了90.7%,由此证明IPCA-DNN-NLC方案能以很低的复杂度实现相近的NLC性能;相较于数字反向传播(DBP)方案,IPCA-DNN-NLC方案在800 km的传输距离下Q值提升了0.91 dB,并可在不预知链路参数的情况下工作,具有普适性和鲁棒性。
光纤光学 相干光通信 深度神经网络 改进型主成分分析 非线性补偿 光学学报
2021, 41(24): 2406002
太原理工大学 物理与光电工程学院，太原 030024
对于完全补偿了信号-信号间非线性相互作用的相干光纤传输系统，系统的通信性能主要受到非线性信号-噪声间相互作用(NSNI)的限制。提出了全阶NSNI的理论模型，以速率为256 Gb/s、调制格式为基于偏振复用的16阶正交振幅调制(16QAM)信号的奈奎斯特光传输系统为例，对全阶NSNI模型进行了验证。实验结果表明：仅考虑一阶和二阶NSNI效应会高估系统的通信性能，全阶NSNI模型则能较准确地反映NSNI效应对系统的影响。
相干光通信 非线性补偿 数字后向传输算法 非线性信号-噪声相互作用 信噪比 coherent optical communication nonlinear compensation digital backward transmission algorithm nonlinear signal-noise interaction signal noise ratio
1 中国科学院海西研究 泉州装备制造研究所, 福建 泉州 362000
2 中北大学 大数据学院, 太原 030051
非线性是限制可见光通信(VLC)系统传输性能的一个重要因素。正交频分复用(OFDM)技术虽然可以有效提升VLC的频谱效率, 但其较高的峰均值比使得系统受到更多非线性损伤的影响。提出了一种基于长短期记忆网络(LSTM)的后失真补偿方法, 建立局部信号的联系, 补偿VLC系统中的线性与非线性传输损伤。仿真表明: 视距传输下, 相比于基于线性递推最小二乘法、基于沃尔泰拉级数和基于记忆多项式的后失真补偿方法, 基于LSTM的后失真补偿方法改善了信号的前向误差幅度性能, 在达到相同误码率条件下提高了信号的偏置电压和动态范围, 降低了约4 dB的信噪比需求。
可见光通信 非线性补偿 长短期记忆网络 visible light communication nonlinear compensation long short term memory network
电子科技大学信息与通信工程学院光纤传感与通信教育部重点实验室, 四川 成都 611731
考虑少模光纤中自相位调制和交叉相位调制效应对导波光传播特性的影响,给出了相应非线性耦合模方程的解析解,并用于计算少模光纤的非线性系数和分析少模光纤通信系统的非线性补偿。以支持两个线偏振(LP)模的四相相移键控(QPSK)信号系统为例,仿真分析了模式损耗和非线性效应对模分复用系统性能的影响,重点分析了模间相位调制的补偿作用和补偿算法的适应性。研究表明,补偿后能够正确解调QPSK信号所容许的模式损耗偏离会随着其参考值的增加而增大,少模光纤通信系统中非线性补偿效果主要受限于模间非线性系数,其所容许的最大偏离为0.146 W -1·km -1。
光通信 少模光纤 交叉相位调制 非线性补偿 光学学报
2019, 39(12): 1206006
