1 烽火通信科技股份有限公司，武汉 430205
2 武汉飞思灵微电子技术有限公司，武汉 430205
【目的】常用的max-log-map与log-map算法相比降低了软信息计算复杂度，但对高阶正交幅度调制（QAM）资源消耗仍较大，如8QAM、16QAM概率整形（PS）和64QAM PS。
【方法】8QAM采用星座区域划分的方式，文章中，软信息采用接收符号到最近比特0与比特1中垂线的距离信息表示，利用角度旋转和区域对称性简化计算距离信息；非麦克斯韦玻尔兹曼（MB）分布的16QAM PS和64QAM PS，比特1所在区域两侧边缘之间的中心界线与区域两侧比特0之间的中心界线不再重合，对区域进行合并近似，处理两界线间区域归属，展开max-log-map算法因式简化距离差计算软信息；基于MB分布的16QAM PS和64QAM PS的软信息可由非MB分布的软信息表达式化简得到。
【结果】经上述简化后，与max-log-map算法相比，8QAM软信息计算乘法次数48次和加减法次数75次分别缩减为12和16次，解调性能仅退化约0.05 dB；MB分布的16QAM PS乘法次数192次和加减法次数260次分别缩减为2和4次，解调性能仅退化约0.05 dB；更高阶的64QAM PS资源消耗缩减程度更大，乘法次数1 152次和加减法次数1 542次分别缩减为3和6次。
【结论】文章提出了适用于8QAM、MB分布的16QAM PS、MB分布的64QAM PS、非MB分布的16QAM PS和非MB分布的64QAM PS 软信息计算方法。当概率满足MB分布时，非MB分布的软信息计算方法可转化为MB分布计算方法；当PS因子为0时，基于MB分布的表达式可转化为均匀分布软信息计算式，非MB分布、MB分布和均匀分布的软信息计算可使用同一电路统一设计，提高电路复用率，降低硬件资源消耗。
光通信 数字信号处理 正交幅度调制 对数似然比 概率整形 optical communication digital signal processing QAM log likelihood ratio PS 光通信研究
2024, 50(1): 23010301
1 西安邮电大学通信与信息工程学院，陕西 西安 710121
2 西安邮电大学电子工程学院，陕西 西安 710121
灵活光发射机可根据不同应用场景需求软定义信号的调制格式，从而进一步优化光信号的传输性能。本文提出了一种基于双平行马赫-曾德尔调制器（MZM）和单MZM级联的灵活高阶正交幅度调制（QAM）光发射机方案，理论分析了圆形16QAM、4幅4相16QAM、圆形32QAM以及4幅8相32QAM光信号产生与自适应切换的原理与方法。在虚路径标识符（VPI）仿真环境下，分别验证了上述4种信号在5 Gbaud和10 Gbaud调制速率下的产生和传输性能。结果表明，通过灵活配置发射机的驱动信号（二进制或四进制）与直流偏置电压，可实现8/16/32QAM信号间的自由切换，同时，生成的上述4种信号经一定长度单模光纤传输后具有良好的信噪比。
光纤光学与光通信 双平行马赫-曾德尔调制器 正交幅度调制 调制格式切换 激光与光电子学进展
2023, 60(5): 0506003
1 西安邮电大学通信与信息工程学院，陕西 西安 710121
2 西安邮电大学电子工程学院，陕西 西安 710121
光子辅助方法易于产生和调制宽带矢量毫米波或太赫兹信号。基于强度调制器与同相/正交（I/Q）调制器级联的相干光路结构，结合概率整形技术，在VPI和MATLAB环境下对其多波段矢量毫米波信号的产生和传输性能进行了联合仿真分析。在载波频率分别为70 GHz和130 GHz的两个波段上，针对净比特速率为32 Gbit/s的均匀16阶正交幅度调制（16QAM）格式与概率整形16QAM格式的单边带矢量毫米波信号，分析对比了两者的产生与传输性能。研究结果表明：概率整形16QAM毫米波信号的光纤传输性能均优于均匀16QAM毫米波信号，且发现在考虑光纤非线性效应时其概率整形的矢量信号具有更大的传输优势。
光通信 单边带矢量毫米波信号 概率整形 16阶正交幅度调制 非线性效应 激光与光电子学进展
2021, 58(21): 2106002
1 大连理工大学信息与通信工程学院, 辽宁 大连 116024
2 新疆大学信息科学与工程学院, 新疆 乌鲁木齐 830046
采用Log-normal分布模拟海洋弱湍流信道,接收机采用等增益合并方式,在考虑雪崩光电二极管(APD)散粒噪声、信道衰减、几何损耗、Log-normal湍流和孔径平均因子等链路条件下,从理论上推导了水下无线光通信多输入多输出系统平均误码率和信道平均容量的上界表达式,并定量分析讨论了不同链路参数对系统平均误码率和信道平均容量的影响。数值结果表明,采用调制指数合适的正交幅度调制方式以及较大的天线数、接收孔径、发射光功率,均有助于提升系统性能。
海洋光学 弱湍流 正交幅度调制 孔径平均 平均误码率 信道平均容量 光学学报
2021, 41(19): 1901002
南京邮电大学 电子与光学工程学院，南京 210046
为抑制光传输系统的非线性效应，提出了一种改进的高阶调制格式与非线性分离技术相结合的32信道正交脉冲整形双相位共轭孪生波(QPS dual-PCTW)非线性抑制方案。利用Optisystem和Matlab联合仿真，分别搭建了16阶正交幅度调制(16QAM)和64QAM下有无QPS dual-PCTW方案的32信道非线性分离模型，通过仿真分析不同条件下的系统误码率来研究该方案对非线性效应的抑制效果。仿真结果表明：无论是否使用QPS dual-PCTW方案，四波混频(FWM)效应都对系统性能有较大程度的影响；当使用QPS dual-PCTW方案时，影响系统性能的主导因素为码间干扰。
双相位共轭孪生波 正交脉冲整形 非线性效应 四波混频噪声 正交幅度调制 dual-phase conjugate twin waves quadrature pulse shaping nonlinear effect four-wave mixing noise quadrature amplitude modulation
1 江苏电子信息职业学院 计算机与通信学院，江苏 淮安223003
2 北京航空航天大学 计算机学院，北京 100191
3 郑州升达经贸管理学院 信息工程系，河南 郑州 451191
针对室内漫射光无线通信问题，提出一种采用离散多音/正交幅度调制和空时块编码的多输入多输出 (MIMO)光无线通信技术。基于离散多音/正交幅度调制技术，并通过考虑室内全光无线信道的脉冲响应和其噪声特性，建立起室内红外光无线链路的信道模型；再采用空时块编码技术，提出一种实现室内漫射光无线通信的 MIMO无线通信系统，并通过分析得到接收机端重要的性能指标信噪比和误码率；仿真实验结果表明，提出的室内 MIMO光无线通信技术与其他传统的技术方案相比，可以降低系统的误码率，获得更好的信噪比，降低所需要的发射光功率。
离散多音/正交幅度调制 光无线系统 空时块编码 多输入多输出 光功率 误码率 Discrete Multi-Tone/Quadrature AmplitudeModulation optical wirelesssystem Space-Time Block Coding Multiple Input Multiple Output optical power Bit Error Rate 太赫兹科学与电子信息学报
2021, 19(1): 42
1 复旦大学通信科学与工程系和电磁波信息科学教育部重点实验室,上海 200433
2 复旦大学上海先进通信与数据科学研究院,上海 200433
提出了一种采用单个光调制器产生频率稳定、偏振复用的矢量毫米波信号新方案。通过将双极化马赫-曾德尔调制(DP-MZM)和偏振复用16阶正交幅度调制(PDM-16QAM)相结合,实现了PDM-16QAM信号在系统链路中的有效传输,传输速率为64 Gbit/s@28 GHz,误码率被控制在4.2×10 -2以内。系统结构简单,频谱效率高,传输速率大幅提升,在未来光载无线通信网络中具有巨大的应用价值。
光通信 偏振复用 双极化马赫-曾德尔调制器 偏振复用16阶正交幅度调制 光载无线 光学学报
2020, 40(23): 2306002
1 兰州理工大学理学院, 甘肃 兰州 730050
2 兰州理工大学计算机与通信学院, 甘肃 兰州 730050
针对交错正交幅度调制的相干光滤波器组多载波通信系统,提出了一种新型联合估计算法。该算法通过对训练序列进行特殊的设计,同时完成了时间同步与信道估计任务,有效地提高了频谱效率。首先,根据相干光滤波器组多载波系统模型,仔细推导了时域波形的共轭对称性条件。在此基础上,提出了一种时间同步方法,该方法将伪随机序列与共轭对称性结合,提高了时间同步的准确性。然后,利用双相关导频原理进行信道估计,该方法既能规避固有虚部干扰的影响,同时又能保持时域波形的共轭对称性。最后,通过搭建数值仿真平台,研究了该系统的传输性能,仿真结果表明该算法可以有效地完成对时间同步和信道响应的联合估计任务。
光通信 滤波器组多载波通信系统 交错正交幅度调制 双相关导频 时间同步 信道估计 伪随机序列 中国激光
2020, 47(11): 1106001
电子科技大学 信息与通信工程学院, 成都 611731
提出一种脉冲位置调制光标记(PPM)与正交幅度调制(QAM)净荷相结合的光标记交换系统。利用仿真对携带40Gbit/s 16QAM净荷和2.5Gbit/s 2PPM标记的系统传输特性进行验证。通过优化系统频率间隔, 得到BER=10-9时, 标记和净荷的接收灵敏度与光信噪比(OSNR)分别为-28.51dBm/13.65dB和-22.03dBm/15.02dB。经96km光纤传输后, 传输代价均未超过1.5dB。结果证明: 16QAM/2PPM光标记交换系统具备良好的传输特性。
光标记交换技术 脉冲位置调制 高速光通信 正交幅度调制 optical label switching pulse position modulation high speed optical communication quadrature amplitude modulation
1 中山大学电子与信息工程学院, 广东 广州 510006
2 中山大学工学院, 广东 广州 510006
3 温州大学数理与电子信息工程学院, 浙江 温州 325035
4 温州大学电气数字化设计技术国家地方联合工程实验室, 浙江 温州 325035
相干光通信系统中,传统的盲相位搜索(BSP)算法具有良好的激光线宽容忍度,但传统BSP算法的高计算复杂度限制了其应用场合。针对这一问题,提出了一种低复杂度的相位噪声估计方法。该方法基于激光线宽所产生的相位噪声缓变的特点,对相位测试范围进行限定,并在此范围内搜索最佳相位估计值,最终降低了相位搜索的数目,极大地降低了算法的复杂度。同时,由于该算法避免了传统BSP方法可能存在的少数相位误估计的问题,因此在性能上略优于传统的BSP方法。最后,在偏振复用相干光通信系统中验证了该新方法的正确性与有效性。
光通信 相位估计 计算复杂度 激光线宽 偏振复用 正交幅度调制 光学学报
2018, 38(12): 1206003
