基于非线性编码的叠加概率整形20QAM星座方案 被引量：2

1

作者 卢美霞 郭心悦 《光通信技术》 北大核心 2024年第2期56-61,共6页

针对多输入多输出可见光通信系统计算复杂度高、相邻星座点容易相互交叠的问题,提出一种基于非线性编码的叠加概率整形(PS)20阶正交幅度调制(20QAM)星座方案。首先,基于提出的非线性编码方程,将等概率的4级电平信号编码为PS 5级电平信... 针对多输入多输出可见光通信系统计算复杂度高、相邻星座点容易相互交叠的问题,提出一种基于非线性编码的叠加概率整形(PS)20阶正交幅度调制(20QAM)星座方案。首先,基于提出的非线性编码方程,将等概率的4级电平信号编码为PS 5级电平信号。然后,将PS 5级电平信号映射为梯形形状的PS 5QAM信号以最大化叠加星座的欧氏距离。最后,将PS 5QAM信号与等概率的4QAM信号进行翻转叠加得到PS 20QAM信号。实验结果证明:所提出的叠加20QAM星座方案对系统的非线性失真有较强的鲁棒性,比叠加16QAM、叠加24QAM星座方案的误码率性能更优。 展开更多

关键词 可见光通信 非线性编码 多输入多输出 概率整形 叠加星座

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基于概率整形的离散傅里叶变换扩展的300 GHz OFDM太赫兹无线传输系统 被引量：1

2

作者 姜璐涵 马晗松 +11 位作者 张沁旖 田鹏 韩扬 王明旭 谭景文 徐思聪 张冰 Rehim Uddim 魏怡 杨雄伟 李韦萍 余建军 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期634-641,共8页

为了适应高速大容量的通信需求,提出了采用基于概率整形(PS,Probabilistic Shaping),离散多音调制(DMT,Discrete Multi-tone Modulation)和离散傅里叶变换扩展技术(DFT,Discrete Fourier Transform)实现300GHz太赫兹信号无线传输。概率... 为了适应高速大容量的通信需求,提出了采用基于概率整形(PS,Probabilistic Shaping),离散多音调制(DMT,Discrete Multi-tone Modulation)和离散傅里叶变换扩展技术(DFT,Discrete Fourier Transform)实现300GHz太赫兹信号无线传输。概率整形通过增加星座点距离提升信号接收机灵敏度,可最多降低55%的误码率,可延长传输距离。离散傅里叶变换扩展技术在系统中降低1.68 dB正交频分复用(OFDM,Orthogonal Frequency Division Multiplexing)信号的峰均比,提升抗非线性效应能力。通过结合这些先进的数字信号处理技术,分别实现了12GBaud PS-16QAM的OFDM-DMT信号及10GBaud PS-64QAM的DFT-S-OFDM-DMT信号1 m无线传输。基于300GHz的太赫兹无线传输系统,比较了采用这些数字信号处理技术的性能优势。 展开更多

关键词 概率整形 正交频分复用技术 离散多音调制 离散傅里叶变换扩展技术 太赫兹通信

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基于数字子载波和概率整形的相干光通信系统设计及应用 被引量：1

3

作者 陆源 牛文林 +1 位作者 王永奔 胡子荷 《中兴通讯技术》 2023年第4期78-82,共5页

相比于传统的单载波架构,数字子载波架构更能抵抗光纤传输中的信道损伤。概率整形技术相比于传统的常规调制格式可以更有效地抵抗光放大器引入的噪声。阐述了数字子载波和概率整形技术的原理以及它们在800G系统中的应用。数字子载波复... 相比于传统的单载波架构,数字子载波架构更能抵抗光纤传输中的信道损伤。概率整形技术相比于传统的常规调制格式可以更有效地抵抗光放大器引入的噪声。阐述了数字子载波和概率整形技术的原理以及它们在800G系统中的应用。数字子载波复用技术和概率整形技术的联合使用,可以进一步提升系统的可重构光分插复用器穿通能力和传输容量。现网测试验证了两种技术在800G相干系统中的优越性。 展开更多

关键词 数字子载波复用 概率整形 相干光通信 现网测试

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概率整形技术在带宽受限光纤通信信道中的性能研究 被引量：5

4

作者 王瑞 奚秀娟 +2 位作者 黎梦雪 陶理 谭辉 《舰船科学技术》 北大核心 2020年第5期136-138,189,共4页

概率整形作为一种新兴编码技术,通过改变各星座点的概率分布来获得整形增益,能够提高通信系统的性能。本文阐述概率整形的基本原理,通过互信息、误码率与信噪比的关系曲线,展示概率整形编码相较均匀分布编码带来的性能提升。重点探究了... 概率整形作为一种新兴编码技术,通过改变各星座点的概率分布来获得整形增益,能够提高通信系统的性能。本文阐述概率整形的基本原理,通过互信息、误码率与信噪比的关系曲线,展示概率整形编码相较均匀分布编码带来的性能提升。重点探究了在带宽受限的光纤通信信道中,概率整形对系统传输性能的影响。仿真结果表明,在带宽受限条件下,概率整形对系统的误码性能和带宽容忍度都有提升作用。 展开更多

关键词 概率整形 光通信 带限 编码

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可见光通信中概率整形算法研究 被引量：1

5

作者 潘超 罗也 郭心悦 《光通信技术》 2023年第1期8-12,共5页

概率整形技术通过改变发送信源的概率分布,可进一步提高可见光通信系统的信道容量。提出一种新的概率整形算法,首先引入正交频分复用调制建立可见光通信模型,然后通过理论推导出星座点误符号率,并根据不同星座点的理论误符号率来生成发... 概率整形技术通过改变发送信源的概率分布,可进一步提高可见光通信系统的信道容量。提出一种新的概率整形算法,首先引入正交频分复用调制建立可见光通信模型,然后通过理论推导出星座点误符号率,并根据不同星座点的理论误符号率来生成发送端信源的概率分布。仿真结果表明:该算法生成的信源不仅能更好地适应当前信道状况,还避免了多次发送训练求取接收端误符号率的过程;与现有的概率整形算法相比,所提算法可以获得更高的信息传输速率。 展开更多

关键词 可见光通信 概率整形 误符号率 正交频分复用调制

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概率整形编码调制技术 被引量：4

6

作者 刘博 姜蕾 +5 位作者 毛雅亚 吴翔宇 任建新 徐星 赵建业 韩顺 《南京信息工程大学学报（自然科学版）》 CAS 2020年第1期118-126,I0035,共10页

随着5G通信技术的发展,多样化的应用场景对光纤通信系统的接入灵活性提出了更高的要求.概率整形是一种具有低复杂度、高灵活度的新型调制编码技术.目前,该技术已经在国内外掀起了研究的热潮,引起众多科研工作者的关注.概率整形不仅可实... 随着5G通信技术的发展,多样化的应用场景对光纤通信系统的接入灵活性提出了更高的要求.概率整形是一种具有低复杂度、高灵活度的新型调制编码技术.目前,该技术已经在国内外掀起了研究的热潮,引起众多科研工作者的关注.概率整形不仅可实现灵活的宽带光接入,而且可以对超大星座尺度的正交幅度调制信号进行优化.本文介绍了笔者所在团队在概率整形方面的一系列研究成果并展开讨论,希望能为未来光纤通信系统的研究提供借鉴与依据. 展开更多

关键词 概率整形 灵活性 宽带光接入网

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基于概率整形相位共轭孪生波系统的仿真研究 被引量：3

7

作者 王陈 杜建新 +1 位作者 易航 夏松格 《光通信研究》 2022年第1期37-44,共8页

针对克尔非线性效应限制系统性能的问题,文章提出概率整形(PS)与相位共轭孪生波(PCTW)相结合的非线性抑制方案,以提高光通信系统的性能。利用Optisystem和Matlab软件,在十六进制、六十四进制正交幅度调制(QAM)两种调制格式下,搭建由两... 针对克尔非线性效应限制系统性能的问题,文章提出概率整形(PS)与相位共轭孪生波(PCTW)相结合的非线性抑制方案,以提高光通信系统的性能。利用Optisystem和Matlab软件,在十六进制、六十四进制正交幅度调制(QAM)两种调制格式下,搭建由两种编码PS(哈夫曼编码和标志取反编码)和3种维度PCTW(时域、偏振域和子载波域)组合的PCTW-PS系统。仿真结果表明,PCTW和PS结合的方案最小误码率(BER)大幅度减小;16QAM-时域PCTW方案BER较小。得到以下结论:PS和PCTW都可改善系统性能,两者相结合可大幅扩大改善程度;16QAM-时域PCTW方案性能较优。仿真结果同时表明,PCTW系统中,同相分量I和正交分量Q的BER存在一定差异,据此,文章提出PCTW-IQ不均衡的概念,这种不均衡性在偏振域PCTW方案中尤其明显。 展开更多

关键词 相干光通信 非线性效应 概率整形 相位共轭孪生波 正交频分复用

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基于CNN信噪比估计的MB分布概率整形NOMA-VLC系统研究

8

作者 张峰 侯林欣 +1 位作者 何滨江 刘叶楠 《光子学报》 2025年第8期48-59,共12页

提出了一种基于卷积神经网络(CNN)信噪比估计的麦克斯韦-玻尔兹曼分布(MB)分布概率整形(PS)非正交多址接入可见光通信(NOMA-VLC)系统模型。首先对多用户场景下的系统模型进行理论推导,通过MB分布对系统星座图进行概率整形,形成PS-M-QAM... 提出了一种基于卷积神经网络(CNN)信噪比估计的麦克斯韦-玻尔兹曼分布(MB)分布概率整形(PS)非正交多址接入可见光通信(NOMA-VLC)系统模型。首先对多用户场景下的系统模型进行理论推导,通过MB分布对系统星座图进行概率整形,形成PS-M-QAM模型,以减少噪声和多径效应对系统通信性能的影响;其次,将CNN模型与PS-NOMA-VLC模型联合应用优化通信可靠性;最后建立实验平台,在AWGN+多径信道下通过蒙特卡洛实验对系统性能进行分析,结果表明:当系统误码率达到前向纠错(FEC)误码率阈值时,调制阶次为16的两用户平均可以获得3 dB以上性能增益,调制阶次为64的两用户平均可以获得4 dB以上性能增益。论文算法是NOMA-VLC系统在高阶调制格式下保证通信可靠性的有效方式。 展开更多

关键词 非正交多址可见光通信 概率整形 麦克斯韦-玻尔兹曼分布 卷积神经网络 信噪比估计

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网格编码调制星座整形相位共轭孪生波方案

9

作者 张钰 杜建新 +1 位作者 辛雅洁 王陈 《光通信技术》 北大核心 2024年第6期75-81,共7页

为了进一步提升正交频分复用(OFDM)在密集波分复用(DWDM)光纤通信系统中的表现,提出了一种基于16进制振幅移相键控(16APSK)的多维网格编码调制(TCM)星座整形相位共轭孪生波(PCTW)方案,并设计了一种基于OFDM子载波的多维哈夫曼概率整形(... 为了进一步提升正交频分复用(OFDM)在密集波分复用(DWDM)光纤通信系统中的表现,提出了一种基于16进制振幅移相键控(16APSK)的多维网格编码调制(TCM)星座整形相位共轭孪生波(PCTW)方案,并设计了一种基于OFDM子载波的多维哈夫曼概率整形(PS)方法。通过使用Matlab与OptiSystem构建仿真平台,对比分析了实施星座整形前后的系统性能。仿真实验结果表明:相比于未采用任何星座整形技术的系统,引入多维哈夫曼PS和几何整形策略后系统的频谱效率虽有所下降(减少了0.04),但误符号率显著降低了10.7 dB。 展开更多

关键词 密集波分复用 振幅移相键控 网格编码调制 相位共轭孪生波 概率整形

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高速光通信低复杂度软信息解调技术 被引量：2

10

作者 黄健 朱齐雄 陈登超 《光通信研究》 北大核心 2024年第1期64-71,共8页

【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... 【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1152次和加减法次数1542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。 展开更多

关键词 光通信 数字信号处理 正交幅度调制 对数似然比 概率整形

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融合三元组及复值CNN的PS系统光纤非线性补偿方案

11

作者 范亚萱 王鸣娇 +7 位作者 杜蕾 乔京帅 蓝海龙 李旭升 张义宁 杨立山 许恒迎 白成林 《光通信技术》 北大核心 2024年第6期82-88,共7页

针对概率整形(PS)系统光纤传输中的非线性损伤问题,提出了一种融合三元组及复值卷积神经网络(T-CCNN)的PS系统光纤非线性补偿方案。首先将经过线性损伤处理后的符号生成二维三元组,再将这种三元组输入到T-CCNN中进行光纤非线性补偿,并... 针对概率整形(PS)系统光纤传输中的非线性损伤问题,提出了一种融合三元组及复值卷积神经网络(T-CCNN)的PS系统光纤非线性补偿方案。首先将经过线性损伤处理后的符号生成二维三元组,再将这种三元组输入到T-CCNN中进行光纤非线性补偿,并保留实部与虚部间相位信息的相关性。仿真结果表明:在最佳发射功率下传输800 km,三元组边长长度为13时,该方案Q因子的增益为1.39 dB;当达到硬判决前向纠错阈值时,该方案比DBP-1StPs方案可增加约180 km的传输距离。 展开更多

关键词 光纤非线性补偿 概率整形 微扰理论

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面向中短距光纤通信系统的多维自适应传输技术 被引量：12

12

作者 唐明 陈曦 《通信学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第11期156-170,共15页

基于中短距光纤通信系统特点,开展了3种高性能自适应调制编码技术研究。第一种方案在传统的比特与功率加载(BPL)的基础上引入前向纠错编码维度,实现三维自适应调制编码。该算法基于查找表分配调制与编码格式,比BPL算法的复杂度更低,传... 基于中短距光纤通信系统特点,开展了3种高性能自适应调制编码技术研究。第一种方案在传统的比特与功率加载(BPL)的基础上引入前向纠错编码维度,实现三维自适应调制编码。该算法基于查找表分配调制与编码格式,比BPL算法的复杂度更低,传输速率更高。同样基于查找表,第二种方案借助于分块预编码实现了和传统BPL相同的速率,但削减了最高2 dB的信号功率峰均比,提高了功率效率。第三种方案采用概率整形(PS)QAM作为调制格式,以合理的复杂度为代价换取整形增益与几乎无限精细的调制粒度。依靠自适应分块预编码,在不降低速率的条件下,限制PS-QAM的数目以降低复杂度。实验表明,第三种方案实现了远优于BPL方案的速率与更高的接收机灵敏度。 展开更多

关键词 光纤通信系统 自适应调制编码 离散多音调制 比特与功率加载 前向纠错编码 预编码 概率整形

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光子辅助的宽带太赫兹通信技术 被引量：8

13

作者 余建军 周雯 +1 位作者 王心怡 王凯辉 《通信学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第1期11-23,共13页

首先,介绍了光子辅助的宽带太赫兹通信系统中的关键技术。然后,介绍了大容量和长距离太赫兹无线和有线通信技术方面的研究进展。采用这些关键技术,先后实现了太赫兹信号超过1 Tbit/s的无线传输,以及超过100 Gbit/s太赫兹信号在无太赫兹... 首先,介绍了光子辅助的宽带太赫兹通信系统中的关键技术。然后,介绍了大容量和长距离太赫兹无线和有线通信技术方面的研究进展。采用这些关键技术,先后实现了太赫兹信号超过1 Tbit/s的无线传输,以及超过100 Gbit/s太赫兹信号在无太赫兹放大器的情况下无线传输54.6 m。最后,介绍了采用空芯光纤进行有线传输超过100 Gbit/s的太赫兹信号。 展开更多

关键词 多输入多输出 多维复用技术 概率整形技术 太赫兹空芯光纤

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高速光纤传输技术进展(特邀) 被引量：7

14

作者 张帆 《光通信研究》 北大核心 2017年第6期2-11,27,共11页

光纤通信系统和网络是支撑信息社会的重要基础设施。大数据时代云计算、移动互连和虚拟现实等新型业务的迅速发展对信息传送能力提出了日益增长的迫切需求。为了应对这种需求,光纤传输技术向着更高速率和更大容量不断发展。文章介绍了... 光纤通信系统和网络是支撑信息社会的重要基础设施。大数据时代云计算、移动互连和虚拟现实等新型业务的迅速发展对信息传送能力提出了日益增长的迫切需求。为了应对这种需求,光纤传输技术向着更高速率和更大容量不断发展。文章介绍了高速光纤传输近年来的主要技术进展,讨论了面向长距离的相干检测和面向中短距离的直接检测光纤传输使能技术,总结了高波特率光纤传输技术的最新发展与未来趋势。 展开更多

关键词 高速光传输 相干检测 直接检测 非线性补偿 概率整形

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光子辅助太赫兹通信技术研究进展

15

作者 李小军 王迪 龚静文 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期423-435,共13页

面对互联网时代呈指数增长的全球数据流量,超高速通信的发展需求日益迫切,太赫兹通信因拥有巨大的可用带宽资源,成为下一代超高速无线通信关键技术之一。太赫兹通信系统分为电子学与光子辅助两种类型,其中后者在通信速率、频率灵活调控... 面对互联网时代呈指数增长的全球数据流量,超高速通信的发展需求日益迫切,太赫兹通信因拥有巨大的可用带宽资源,成为下一代超高速无线通信关键技术之一。太赫兹通信系统分为电子学与光子辅助两种类型,其中后者在通信速率、频率灵活调控、与光纤接入网无缝融合等方面具有独特优势。首先介绍了典型光子辅助太赫兹通信系统的基本原理,在此基本原理框架下,梳理了系统中信号生成与接收、多维复用以及概率整形等技术的研究进展,并探讨了该类通信系统需要进一步解决的问题。 展开更多

关键词 光通信 太赫兹通信 光子辅助 信号生成与处理 多维复用 概率整形

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联合物理层损伤感知与PCS的低裕度光网络优化(封面文章)

16

作者 江映毅 侯维刚 +1 位作者 陈斌 徐禺昕 《红外与激光工程》 2025年第10期190-201,共12页

光纤骨干网业务流量激增导致弹性光网络频谱资源面临枯竭,亟需提升资源效率和扩展容量。概率星座整形(Probabilistic Constellation Shaping,PCS)技术通过降低调制格式粒度,低裕度网络通过动态减少冗余信号传输质量(Quality of Transmis... 光纤骨干网业务流量激增导致弹性光网络频谱资源面临枯竭,亟需提升资源效率和扩展容量。概率星座整形(Probabilistic Constellation Shaping,PCS)技术通过降低调制格式粒度,低裕度网络通过动态减少冗余信号传输质量(Quality of Transmission,QoT)裕度,均能提升资源效能。然而,结合两者的跨物理层、网络层联合优化策略尚未提出。为此,低裕度物理层损伤感知(Low Margin Physical-layer-impairments Aware,LMPA)的网络跨层优化算法被提出:结合PCS调制与低裕度思想,利用增强型高斯噪声(Enhanced Gaussian Noise,EGN)模型精准建模物理层损伤,对物理层和网络层资源进行跨层联合优化调度;通过全局压缩网络裕度,实现资源高效利用。仿真表明,LMPA算法提升了70.9%的传输速率,节约了49.3%的频谱占用,提升了85.9%的网络承载容量,为光纤骨干网络整体提速扩容提供了新思路和新方法。 展开更多

关键词 弹性光网络 LMPA算法 低裕度网络 概率星座整形 EGN模型

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