一、Tb/s光纤通信传输系统的开发现状及关键技术（论文文献综述）
史峰[1]（2021）在《矿井巷道视频信号光纤传输系统研究与Zynq实现》文中指出矿业井下安全生产一直受到国家矿业监管部门的高度重视,并采取多项措施来保障生产安全。其中,采用信息技术预测、防范是一个重要的手段。影像作为监控技术的一种,无论是正常生产还是发生事故,及时将影像数据可靠传输至指挥中心,对于生产作业和抢救救援都具有重要意义。针对上述问题,本文主要做了以下四点工作:矿井作业环境复杂且干扰源较多,如何保障影像数据的可靠传输是本文的第一个研究内容。为了解决这个问题,本文对光纤通信技术进行了理论和实际使用的研究,最终采用光电转换器方案来实现系统的光纤传输,用来保障传输通道的稳定和安全。影像数据尤其是高清影像数据的数据量对存储空间和传输通道都是一种负担,在影像数据传送前对数据进行压缩编码可减小传输和存储压力。本文首先对静态图像压缩编码算法进行研究并提出了一种基于离散余弦变换的自适应扫描压缩算法,实验证明,该算法在0.5单位像素深度情况下峰值信噪比和结构相似性分别比JPEG算法提高了7.4%和1%。然后对视频编码技术进行研究并确定视频编码方案和总体硬件设计方案。采用Zynq UltraScale+MPSoC EV平台作为系统主控芯片并完成系统设计。其中,视频的采集通过PL端完成;视频的压缩编码通过PL端内置的VCU编码器完成,在视频输入端通过ADV7611芯片实现将输入的TMDS差分信号转换为24位RGB信号,减少了PL端资源的使用。在PS端的通过Gstreamer框架对视频采集、编码和码流的传输进行设计。通过应用程序的设计实现最终的监控系统,在应用程序设计中,通过中断方式将数据送入VCU提高了视频读取速度。本文在ALINX开发板上进行系统功能测试,系统测试的功能包括资源占用分析、时序约束分析、系统功耗分析、基本采集到传输功能、压缩倍数、误码率、编码延迟时间。测试结果证明,本文设计的系统可应用于实际监控场景。
任建新[2]（2021）在《基于概率成形的新型编码调制关键技术研究》文中研究表明全球互联网数据量遵循着每年约60%的增长速率迅速增长,而近些年来光纤通信系统传输容量的增速却从超摩尔定律的78%降至20%,缓慢的增速已远远不能满足急剧增长的传输容量需求,光纤通信系统面临严重的“容量危机”。在有限带宽资源下,编码调制技术通过高阶调制与可靠编码能够有效提升信道频谱效率,而基于概率成形的新型编码调制通过降低高能量星座点发射概率、增加低能量星座点发射概率,能够实现对均匀调制星座的概率分布优化,提升调制格式与传输信道的匹配度,成为改善光纤通信系统传输性能、逼近信道容量极限的有效手段。本论文在研究光纤通信系统中的编码调制理论基础上,针对如何低复杂度产生非均匀分布概率成形信号、如何进一步提升星座成形增益、如何实现概率成形机制安全性能的同步提升三个关键科学问题,重点研究了非均匀分布概率成形信号的产生方法、星座几何概率混合成形技术、以及基于混沌加密的概率成形安全机制。本论文的主要研究工作与创新点如下:1.非均匀分布概率成形信号的产生方法a)提出了基于符号分类的多子集分区映射概率成形信号产生方法,该方法通过将原始数据分类为携带不同比特数的多个符号子集,将子集中具有不同概率的符号映射到星座的不同区域,使得具有较高概率的符号映射到内部,具有较低概率的符号映射到外部,从而有效降低信号平均功率并改善系统误码率性能,该方法不仅具有低实现复杂度优势,还能够实现不同阶数的调制格式以获得灵活的信息熵,实验结果表明,所产生的PS-CAP-12信号比传统CAP-16信号获得了 2 dB的接收灵敏度增益;b)提出了基于霍夫曼编码的比特交织多载波概率成形信号产生方法,该方法通过霍夫曼编码映射与二进制信息比特交织,结合基于传统滤波器组多分支多载波概念的广义频分复用技术,实现了更低峰均功率比、超低带外辐射,并且对频率偏移和相位噪声不敏感的多载波概率成形信号产生,仿真结果表明,该方法具有更好的信号传输性能,能够支撑更高传输速率、更远传输距离。2.星座几何概率混合成形技术a)提出了基于类蜂巢型判决区域设计的二维星座混合成形方案,该方案以星座增益指数最大化为目标,通过增加星形星座中不同幅度圆环的数目,降低每个圆环上的星座点数,使得大部分星座点内缩,并引入概率成形技术优化星形星座中星座点的概率分布,基于星型星座几何结构设计与概率成形的结合,实现了星座平均功率的降低和星座增益指数的提升,实验结果表明,所提出的PS star-CAP-16较传统PS star-CAP-16获得了 1.5 dB的接收灵敏度增益;b)提出了基于正四面体基元设计的三维星座混合成形方案,该方案基于两种星座成形技术在三维星座空间上的结合作用,通过三维空间中以正四面体为基元的拓扑设计,充分发挥了高维空间星座几何概率优化潜力,使得在最小欧氏距离固定的条件下,实现了星座点尽可能的内向聚集与星座平均能量的降低,实验结果表明,所提出的3D-PS-CAP-16较传统3D-PS-CAP-16获得了 1.0 dB的接收灵敏度增益。3.基于混沌加密的概率成形安全机制a)提出了基于两级球形星座掩蔽的3D-CAP-PON系统,该系统基于蔡氏电路映射、一维Logistic映射两种混沌模型,分别实现了三维星座的旋转掩蔽与伸缩掩蔽,掩蔽后的星座呈一定厚壁的空心圆球状,这种多维多级多混沌星座掩蔽方法为星座掩蔽带来了更大的灵活性,有效提升了星座加密所带来的安全性能,实验结果表明,该方案密钥空间达1.2×1073量级,具备可靠的抗攻击能力;b)提出了基于混沌CCDM的PS-OFDM-PON系统,该系统基于可同时生成四组混沌序列的4D超混沌吕氏系统,实现了 QAM映射过程中幅度映射规则的混沌扰动加密以及正负符号的动态混沌配置,不仅能够进行星座概率分布的优化实现误码率性能的提升,而且可以进行数据的物理层加密实现安全性能的提升,实验结果表明,所提出的PS-16QAM-OFDM加密信号较均匀16QAM-OFDM获得了 1.2 dB的接收灵敏度增益,且密钥空间达1.98×1073量级,表现出了良好的初值敏感性。
刘欣雨[3]（2021）在《基于高阶调制格式的相干光通信系统中非线性均衡技术研究》文中研究说明云计算、人工智能、移动互联网等新兴技术的不断突破和发展,推动现代社会迈入了“万物互联”的“大数据时代”。超大数据存储、传送、共享等业务的需求日益增强,进一步推动了网络流量的爆炸性增长。因此,现代通信网络需要更高的传输速率、更大的传输容量以及更好的传输质量来保障日益增长的网络流量需求。以光纤作为传输媒介的光纤通信系统具有衰减小、抗干扰能力强、传输容量大等优点,经过几十年来研究学者们的不断探索与突破,光纤通信系统已经发展成为实现全球互联互通的基石和现代通信网络的支柱。结合了高阶调制格式、相干检测技术以及数字信号处理技术的相干光纤通信技术可以实现高频谱效率、长距离、大容量的信号传输,是应对现代通信网络流量危机的重要技术。然而,在目前的高速相干光通信系统中,非线性损伤是限制高阶调制格式光信号大容量长距离传输的最重要因素。因此,对基于高阶调制格式的相干光通信系统的非线性均衡技术进行探索和研究具有重要的意义。本论文以单载波偏振复用相干光通信系统为研究背景,重点研究适用于高阶调制格式信号的非线性均衡技术,改善信号质量,实现系统传输性能的提升。具体的研究内容包括:具有非线性容忍度的判决算法、基于神经网络的非线性均衡方案、基于微扰理论和回归算法相结合的非线性均衡方案。论文的创新点和主要研究成果如下:1.基于高斯混合聚类的M-QAM调制格式信号非线性判决算法针对传统的基于最大似然估计（MLE）的判决算法不能很好的对非线性失真信号进行有效的判决这一问题,将机器学习中的高斯混合（MoG）聚类算法引入到相干光通信系统数字信号处理的判决模块中,提出了基于高斯混合聚类的M-QAM调制格式信号非线性判决算法。同时,基于高斯混合聚类的优点,本文对直接判决-最小均方（DD-LMS）算法进行了优化和改进,在判决模块中将高斯混合聚类计算得到的均值向量代替标准星座点。经过单载波偏振复用16-QAM相干光通信系统实验验证,相比于传统的基于MLE的判决算法,基于高斯混合聚类的非线性判决算法对非线性损伤敏感度低,能够灵活地根据接收到的数据点的分布进行非线性判决区域划分,实现更准确的信号判决,提高相干光通信系统的非线性容限,提升系统的性能。2.基于特征工程-深度神经网络的非线性均衡方案在相干光通信系统中基于神经网络的非线性均衡技术的基础上,针对由于输入数据特征不丰富,导致神经网络非线性均衡性能受限的问题,提出了基于特征工程-深度神经网络的非线性均衡方案。该方案对接收到的方形M-QAM信号数据进行特征工程处理,丰富数据特征信息,以及在深度神经网络的训练阶段引入加权损失训练机制。经过单载波偏振复用64-QAM相干光通信系统实验验证,所提出的特征工程方案和引入的加权损失训练机制可以有效地提升深度神经网络的收敛速度和非线性均衡性能,在发射光功率为0 dBm时,可以实现1.07 dB的Q因子提升量。3.基于双向门控循环单元神经网络的非线性均衡方案针对相干光通信系统中,非线性效应与色散造成脉冲展宽从而引入符号间干扰的问题,提出了基于双向门控循环单元神经网络的非线性均衡方案,对接收到的高阶调制格式信号数据进行序列化处理。经过单载波偏振复用64-QAM相干光通信系统实验验证,在发射光功率为-3 dBm至3 dBm范围内,提出的非线性均衡方案实现了信号的Q因子超过8.53 dB硬判决前向纠错门限（对应于3.8×10-3的误码率）,最佳发射光功率提升了 2 dB。4.基于双向长短期记忆神经网络-条件随机场的非线性均衡方案在基于循环神经网络的非线性均衡方案的研究基础上,提出了基于双向长短期记忆神经网络-条件随机场的非线性均衡方案。经过单载波偏振复用64-QAM相干光通信系统实验验证,在发射光功率为-3 dBm至3 dBm范围内,提出的非线性均衡方案实现了信号的Q因子超过9.8dB前向纠错门限（对应于1.0×10-3的误码率）,最佳发射光功率由-1 dBm提升至1 dBm,提升了 2 dB。5.基于微扰理论和回归算法相结合的非线性均衡方案在相干光通信系统中基于微扰理论的非线性均衡技术的研究基础上,提出了基于微扰理论和回归算法相结合的非线性均衡方案。不依赖于传输信道的精确参数信息,仅根据接收到的信号序列,使用信道内四波混频和信道内交叉相位调制三重积项作为输入特征,通过回归模型预测出信号在传输过程中受到的非线性损伤,在接收到的符号数据中减去预测的非线性损伤,实现信号的非线性均衡。经过单载波偏振复用64-QAM相干光通信系统实验验证,基于支持向量回归模型的非线性均衡方案实现了当信号发射光功率为1 dBm时误码率低于1.0×10-3,最佳发射光功率提升了 2 dB。
于超[4]（2021）在《全光OFDM系统中的光学传输损伤及其抑制》文中研究表明正交频分复用系统（OFDM）因其子载波在频域可以相互交叠使其具有较高的频谱利用率,满足目前在有限带宽内实现高传输速率等需求。应用于各种场景中的OFDM技术在2010年后一直是无线通信与光通信的研究热点,其中全光OFDM系统是一种不需要高带宽数模转换器就可以产生频谱利用率极高且占据整个C波段的超信道传输系统,已成为光通信领域的研究热点之一。目前全光OFDM系统因两大主要问题限制其应用于商业光网络中,其一为重叠的子载波在使系统具有极高的频谱利用率的同时,也因为子载波频域间隔较小导致系统抗光学传输损伤能力尤其是抗色散与非线性效应的能力较低;其二是为了进行色散补偿以及降低非线性效应对全光OFDM系统的影响,全光OFDM系统中使用了较多的数字信号处理芯片导致系统成本与复杂度较高。因此如何提高全光OFDM系统抗光学传输损伤的能力以及降低系统的复杂度和传输成本成为了目前关于全光OFDM系统的研究热点。本文针对如何提高全光OFDM系统抗光学传输损伤能力、如何降低系统成本这两个问题,重点研究了色散、自相位调制、交叉相位调制和四波混频效应等光学传输损伤对全光OFDM系统传输质量的影响,提出了一种提高全光OFDM系统抗色散能力的方案以及一种提高全光OFDM系统抗四波混频效应能力的方案。这两种方案可以提高全光OFDM系统对色散以及非线性效应的鲁棒性,可以在某些应用场景中减少高速率数字信号处理芯片的使用,降低系统成本以及复杂度。本文的主要工作与创新点如下:1.建立了更加完善的全光OFDM系统传输模型,首次分析了走离、色散与非线性共同作用下光学传输损伤对系统传输质量的影响。在研究传统的光OFDM系统非线性传输模型的基础之上,提出了针对全光OFDM系统子载波间走离效应明显存在的情况下的非线性分析模型。使用改进过的迭代对称分步傅里叶法求解全光OFDM信号在光纤中传输时的非线性薛定谔方程。对子载波走离效应明显时,色散、非线性效应对系统造成的光学传输损伤进行了数值分析。仿真结果表明,色散是影响全光OFDM系统传输质量的主要因素,除色散外四波混频效应极大的限制了系统的传输性能。另外还对比了插入光循环前缀（CP）的全光OFDM系统与插入光保护间隔（GI）的全光OFDM系统的性能。通过仿真找到了系统在插入光CP或光GI之后,接收端sinc型滤波器的最佳接收带宽以及最佳采样点。仿真结果表明插入光CP与光GI都可以在一定程度上提高系统的传输质量,光CP对系统传输质量的提升较大。2.提出了一种提高全光OFDM系统抗色散能力的方法。在研究色散对全光OFDM系统传输质量影响的基础之上,提出了通过修改控制子载波生成的滤波器的滤波函数从而提高全光OFDM系统抗色散的能力的方法。该方法通过使用高斯型滤波器取代sinc型滤波器并对子载波进行频域稀疏化,使受到色散影响后的系统整体误码率明显降低。仿真结果表明具有32个子载波、调制格式为QPSK的全光OFDM系统,在使用sinc型滤波器时经过60km传输之后误码率为8.545×10-2,将sinc型滤波器替换为高斯滤波器将子载波间距增大1.5倍之后,误码率为1.596×10-3。3.提出了一种提高全光OFDM系统抗四波混频效应能力的方法。在研究四波混频效应对全光OFDM系统传输质量影响的基础之上,提出了一种提高全光OFDM系统抗四波混频效应能力的方法。该方法通过插入一定大小的光GI并将子载波进行分组与时延从而降低一部分四波混频效应产物的强度,同时将另外一部分四波混频效应产物作用于光GI之内,使之对每个符号周期内含有光信号的部分产生较小的影响。仿真验证了该方案能够降低四波混频效应对系统的影响,尤其是插入大小为0.33的光GI、相邻的两个子载波的时延差为三分之一个符号周期的全光OFDM系统,其误码率接近在仿真中不考虑四波混频效应的常规的全光OFDM系统的误码率,该方法很好的提高了全光OFDM系统对四波混频效应的鲁棒性,能更好的应对未来光网络中在有限的带宽内传输更大容量信息的需求。
张楠楠[5]（2021）在《高速光纤通信系统中基于卡尔曼滤波器的线性损伤均衡的研究》文中研究说明互联网、云计算和虚拟现实等业务的飞速发展,使得对数据流量的需求呈现急剧增长趋势。大容量、高传输速率的光纤通信系统成为目前发展的主流。为了提高信道容量和传输速率,高阶调制格式、还有近几年提出的概率整形（PS,Probabilistic Shaping）技术,偏分复用（PDM,Polarization Division Multiplexing）技术、相干检测技术以及强大的数字信号处理（DSP,Digital Signal Processing）技术被广泛应用于光纤通信系统中,极大的促进了高速相干光纤通信系统的发展。光信号在光纤链路传输过程中会受到多种损伤的影响,包括色度色散（CD,Chromatic Dispersion）、偏振模色散（PMD,Polarization Mode Dispersion）、偏振态旋转（RSOP,Rotation of State of Polarization）、偏振相关损耗（PDL,Polarization Dependent Loss）、载波频率偏移（CFO,Carrier Frequency Offset）以及载波相位噪声（CPN,Carrier Phase Noise）等,导致信号畸变,通信系统性能下降。上述的损伤都可以在接收机的DSP模块中进行均衡。然而随着相干光通信系统的传输速率、调制格式的提高,使得多种损伤联合作用加剧,接收机中各个损伤均衡模块架构不统一,各自为政,均衡效果不能充分发挥,尤其是在极端偏振场景下（雷雨天,架空光缆遭到雷击或者火车经过时产生巨大震动）,偏分解复用（PolDemux,Polarization Demultiplexing）算法性能急剧下降甚至直接失效,造成通信中断。此外,为了进一步提升光纤通信系统传输性能,将PS技术引入光纤通信系统中来提高信道容量使其接近于香农极限。因此,针对一体化架构的性能优异的DSP算法和稳定性高、复杂度低的偏分解复用算法,以及适用于PS信号的损伤均衡算法的研究具有重大意义。本文围绕高速偏分复用相干光纤通信系统线性损伤均衡这一主题,对高阶调制格式和概率整形调制格式信号的线性损伤均衡技术进行深入研究和分析。探索在基于卡尔曼滤波器架构下,对线性损伤进行一体化的联合均衡方案,为超100G系统提供高性能的算法基础。并且为了提高偏分解复用算法的稳定性以及降低算法的复杂度,提出了基于导频辅助的频域卡尔曼滤波器的偏分解复用算法。此外,研究了适用于PS调制格式的载波相位噪声均衡算法。主要研究工作如下:（1）基于卡尔曼滤波器一体化的线性损伤均衡方案研究提出了基于卡尔曼滤波器一体化的线性损伤均衡方案。该卡尔曼一体化算法包括两个阶段。第一阶段利用时频域滑窗卡尔曼滤波器架构,在频域补偿残余色散（rCD,residual Chromatic dispersion）和 PMD,在时域补偿RSOP。第二阶段利用时域卡尔曼滤波器架构,同时补偿了 CFO和CPN。相比于CMA-IMP-BPS均衡方案,在快速RSOP和大DGD情况下,卡尔曼方案性能更优。在CFO和CPN损伤较小的情况下,两个方案表现出了基本相同的性能（误码率在相同的数量级）,当增大载波损伤时,在归一化线宽大于4×10-4（对于28 GBaud系统,对应的线宽为11.2 MHz）时,卡尔曼滤波器方案表现出了更好的载波恢复性能。（2）基于导频辅助的频域卡尔曼滤波器的偏分解复用研究提出了基于导频辅助的频域卡尔曼滤波器的偏分解复用方案。利用导频符号已知信息,构造卡尔曼滤波器算法的测量量,进行迭代更新得到状态量。所提出的导频辅助的频域卡尔曼滤波器算法对超快RSOP和大PMD的均衡表现出了很好的性能,并且降低了 OSNR代价,复杂度降低,算法更稳定。（3）概率QAM调制格式的载波相位噪声均衡方案研究提出了适用于概率QAM调制格式的基于卡尔曼滤波器的载波相位噪声均衡方案。对于PS 16-QAM和PS 64-QAM信号,在最佳整形因子处,卡尔曼滤波器方案的性能没有降低,并且在其他整形因子处,卡尔曼方案表现出和BPS同样好的性能。提出的卡尔曼滤波器方案克服了 BPS在概率整形系统中的局限性,对于概率QAM信号的载波相位噪声具有很好的均衡性能。
侯鹤鹏[6]（2021）在《少模多芯光纤传输系统中编码调制和信道均衡算法研究》文中认为随着4K视频、“智慧家居”、车载物联网和虚拟现实技术等大数据互联网业务的兴起和普及,网络数据流量飞速增长,根据思科发布的最新报告,2022年全球网络系统的IP数据流量将超过1995年至2016年的流量总和,用户对数据传输速率的需求飞速增长,而基于单模光纤的光通信传输系统的信息容量已逐步逼近香农容量极限。因此,长距离高速信息传输载体的光纤通信系统面临着巨大的容量增长压力。而通过增加芯数和模式两个空间维度能够显着提高光纤通信系统容量,突破单模光纤对传输容量的限制。因此,研究基于少模多芯光纤的空分复用传输系统的关键技术具有重要意义。围绕少模多芯光纤系统中的关键问题,本文首先对空分复用光纤传输系统进行理论模型分析,对空分复用光纤的传输特性进行研究。在分析了基于七芯三模光纤的系统模型的基础上,本文研究了少模多芯光纤传输系统中接收端的MIMO算法。此外,研究了基于OFDM调制技术的少模多芯光纤传输系统性能,对应用OFDM调制的少模多芯光纤通信系统进行仿真和分析。本文的研究工作主要包含以下三个部分:（1）研究了少模多芯光纤的信道理论模型,并利用MATLAB仿真软件搭建了七芯三模光纤传输系统,通过对空分复用信道参数的合理优化设计,实现了 70km光纤链路传输距离,信噪比25dB的条件下误码率低于FEC判决门限1e-3。（2）针对少模多芯光纤传输系统中模式耦合、差分模时延等损伤因素的影响,本文提出了具有低复杂度、快速收敛性能的VSS-SCA以及VSS-SCA-CMMA联合均衡算法,新型算法在七芯三模光纤链路模型的均衡过程中相较于传统的均衡算法获得了约3dB的信噪比增益,实现了较好的均衡效果。（3）研究了基于OFDM调制技术的少模多芯光纤传输系统性能,通过将OFDM调制技术与少模多芯光纤通信系统相结合,能够提高传输系统的频谱效率,有效提升光纤通信系统的传输性能。
唐玺孜[7]（2021）在《低成本短距离光纤传输系统中信道损伤及数字均衡技术研究》文中进行了进一步梳理随着超高清视频、虚拟现实、云计算、云存储等数据业务的蓬勃发展,全球光网络数据流量呈现出爆炸式增长的趋势。其中,以光纤接入网和数据中心光互联为代表的短距离光纤传输场景具有传输距离短、接口密度大、设备数量多等特点,因而其对于成本和功耗极其敏感,是整个光网络扩容的关键部分。因此,研究低成本大容量的短距离光纤传输系统对于应对全球数据流量的持续增长具有重要意义。强度调制/直接检测（IM/DD）系统具有低成本、低功耗、小体积、易于集成等特点,非常适合部署在下一代短距离传输的应用场景。然而,随着传输速率的急剧上升,IM/DD系统对于系统信道损伤极为敏感。因此,面向短距离传输应用场景亟需扩容的需求,本论文围绕高速IM/DD系统中的信道损伤这个主要科学问题,重点研究了器件带宽限制、系统非线性失真、光纤色散等信道损伤的产生机理,并且在光纤接入网和数据中心光互联这两个典型的短距离应用场景中提出了一系列先进的数字均衡技术来补偿信道损伤,为实现下一代低成本大容量短距离光纤传输系统奠定了良好的基础。由于不同应用场景下的关键性能指标不同,本论文的主要研究内容和核心创新点分别从光纤接入网和数据中心光互联这两个应用场景来进行概括。一、低成本高速PON系统光纤接入网采用无源光网络（PON）系统进行承载,其对于成本和功耗极其敏感。基于低带宽器件实现高速PON可以节约系统成本,但其带来的问题是器件带宽不足会使系统受到带宽限制,再加上光纤色散造成的功率衰落和系统的非线性失真,会让PON系统受到较为严重的信道损伤,因此研究先进的数字均衡技术来补偿信道损伤至关重要。由于在点到多点的PON系统中,多载波调制和单载波调制各具优势,本论文分别基于多载波PON和单载波PON开展研究。1.基于多载波I-SC-FDM的低成本高速PON系统。多载波正交频分复用（OFDM）系统具有调制格式灵活、载波可灵活分配的特点,因此OFDM-PON在光纤接入网中被广泛研究。本论文首先针对OFDM系统中信号生成复杂度高和峰均功率比（PAPR）高这两个关键问题,研究了基于实数间插子载波频分复用（I-SC-FDM）的PON系统。相比于OFDM系统,一方面,I-SC-FDM系统将信号生成复杂度由O（N log2N）降低至了 O（N）。另一方面,I-SC-FDM系统将PAPR大大降低。具体而言,基于8-QAM和16-QAM的I-SC-FDM系统将PAPR降低了 8dB左右;基于QPSK的I-SC-FDM系统将PAPR降低了 11 dB左右。然后,本论文基于I-SC-FDMPON系统提出了新型的频域、时域联合信道均衡算法。研究表明,在基于10-G class器件的40 Gbps PON系统中,频域、时域联合均衡相对于单独的频域均衡和单独的时域均衡分别提高了 1 dB和0.6 dB的接收机灵敏度;并且,频域、时域联合均衡的计算复杂度只有单独采用时域均衡的23.7%。2.基于单载波PAM4的低成本高速PON系统。单载波PAM4信号结构简单,PAPR低,且频谱效率是传统NRZ的两倍,因而其在下一·代单载波PON系统中有较大的应用潜力。本论文基于低成本的10-G class器件和PAM4调制格式,研究了 PAM4-PON系统的信道损伤以及传统均衡器在补偿信道损伤时的局限性,并创新性地提出了一系列新型的数字均衡方案,具体可以概括为:1)针对Volterra非线性均衡器（VNLE）内核数多导致均衡复杂度高的问题,本论文通过优化内核选取,提出在PON系统中采用记忆多项式均衡器（MPE）代替VNLE,并且将MPE和VNLE扩展至前馈滤波结合反馈滤波的结构当中,提出了 FFE-DFE-Polynomial和FFE-DFE-Volterra。实验结果表明,在40Gbps PON 系统中,FFE-DFE-Volterra和FFE-DFE-Polynomial实现了相似的均衡性能,但是FFE-DFE-Polynomial 所需的计算复杂度仅为 FFE-DFE-Volterra 的 16.67%。2)针对前馈均衡器（FFE）抽头数多时计算复杂度高的问题,本论文提出了采用圆周卷积代替线性卷积的方式,实现了快速频域均衡。研究结果表明,当FFE抽头数大于20时,快速频域均衡更加有效。并且,针对FFE对系统噪声的增强问题,本论文研究了后滤波+简化最大似然序列检测（MLSD）的级联均衡方案。实验结果表明,在50 Gbps PON系统中,通过采用快速频域均衡+后滤波+简化MLSD的均衡方案比仅采用FFE的均衡方案接收机灵敏度提高了 4dB以上。3)针对如何提高传统判决反馈均衡器（DFE）均衡性能的问题,本论文提出了一种混合判决方案。研究结果表明,在50Gbps PON系统中,分别考虑10-2和10-3的前向纠错（FEC）门限时,最优的混合判决比仅采用单个符号判决分别提升了 0.7 dB和1.3 dB的接收机灵敏度。二、低成本大色散容忍度的超高速数据中心光互联系统下一代数据中心光互联系统的传输速率要高于PON系统,因此其对于光纤色散更加敏感。当光纤色散导致信号产生了谱零点时,其信道均衡方式与没有谱零点时完全不同。本论文针对如何补偿色散导致的信号谱零点这一关键问题,从机理上分析指出基于自回归滤波的DFE能补偿信号谱零点,并提出了一系列新型的大色散容忍度均衡方案,取得了较为领先的研究成果,具体可以概括为:1)针对如何提高有效信噪比（SNR）来增强DFE均衡性能的问题,本论文提出采用降低载波信号功率比的方式来提升有效SNR,并通过MPE均衡器抑制增强的信号拍频干扰,再通过DFE来均衡色散造成的谱零点。实验结果表明,非线性失真与光纤色散联合补偿的MPE-DFE方案能支持C波段56 Gbps PAM4信号传输80 km标准单模光纤（SSMF）,并且其误码率（BER）在7%FEC门限以下。2)针对传统DFE在信道较差时错误传播较长的问题,本论文提出了新型的错误擦除判决方案。实验结果表明,在C波段112 Gbps PAM4信号传输20km SSMF的系统中,基于错误擦除的判决方案将平均错误传播长度从8.7降低至了 2.3。3)针对传统DFE容易产生错误传播的问题,本论文提出了多符号联合判决方案。并且,本论文在多符号联合判决方案中研究了最大似然检测（MLD）算法、M算法和球形译码（SD）算法三种树形搜索算法。实验结果表明,在C波段112 Gbps PAM4信号传输20 km SSMF的系统中,多符号联合判决方案相对于单个符号判决方案将BER从1.2×10-2降低至了6.0×10-4。并且,相对于MLD算法,M算法和SD算法都能将复杂度降低三个数量级左右。综上所述,本论文针对光纤接入网和数据中心光互联这两个典型的短距离传输应用场景,分别研究了在这两个场景下如何补偿信道损伤,并创新性地提出了一系列基于数字信号处理的信道均衡方案,取得了系列研究成果,为实现下一代低成本短距离光纤传输系统奠定了坚实的基础。
周洪航[8]（2021）在《单载波高速光通信系统中数字信号处理技术研究》文中研究表明随着物联网、云计算、虚拟现实、超高清多媒体和移动数据通信等新兴业务和新技术的迅速发展,网络带宽的需求出现爆发式地增长。高速光通信系统作为目前通信网络的基础物理层,正在朝着大容量、高速率等方向不断发展。其中,数据中心光互联和光接入网等短距离传输网络面临着容量和部署成本快速增长等多重压力,下一代短距通信系统成为当下研究热点之一。本论文围绕单载波高速光通信系统,聚焦于短距离高速低成本PAM传输系统中数字信号处理技术,进行了涉及时钟恢复、均衡、FEC编译码和概率整形调制模块的分析与研究工作。本文的主要工作内容与创新点如下:1.研究了 PAM传输系统的总体架构,对发射端和接收端的不同方案进行了对比,分析了链路中常见的包括时钟相位偏移、带宽受限、啁啾效应、幅度相关噪声、色散与功率衰落效应等信号损伤因素。分别对数字信号处理技术中的时钟恢复、均衡、FEC编译码和概率整形调制模块在PAM系统中应用现状进行了调研,分析了不同时钟恢复算法的应用场景,对比各种均衡技术的性能和复杂度,总结了前向纠错编码方案的发展趋势,研究了概率整形调制技术在PAM传输中的特性,分析了现有模块存在的问题。2.提出了基于均衡器抽头权重的全数字时钟恢复与信道均衡联合处理算法（CR-FFE）,在基于10 GHz带宽DML的50 Gbit/s速率PAM4传输系统中进行了离线实验验证,采用CR-FFE实现了 40 km光纤传输后1000 ppm的时钟频率偏移容忍度,相对传统方案将容忍度提升了 50倍,实现了时钟恢复与信道均衡的同步进行,解决了 PAM传输中时钟恢复与信道均衡先决条件不兼容问题。3.提出了基于多维基扩展和聚类的增强型硬判决方法,在基于10 GHz带宽DML调制50 Gbit/s速率下的PAM4传输系统中进行了实验验证。30 km传输后,在采用FFE均衡时,该增强型硬判决方法相对于传统硬判决,实现了误码率在3.8×10-3硬判决门限以下的可靠性传输;在采用VNLE均衡时,该增强型硬判决方法相对传统硬判决,在硬判决阈值处实现了 0.6dB的光功率预算增益。同时,相对于记忆深度为5的传统MLSE算法,该方法在二维基扩展下可实现了 2.5 dB的接收光功率增益。4.首次实验分析了 polar软判决编译码在PAM传输中的性能,基于商用10 GHz带宽DML调制器,完成了 polar编译码的28 Gbaud速率PAM4和PAM8系统C波段10 km单模光纤传输,通过研究非线性传输后PAM信号的概率密度函数,提出基于非等同高斯分布LLR估计的改进型polar软判决译码方法,实验结果表明,相对polar基于等同高斯分布LLR估计的传统译码器,所提出的改进型译码方法在PAM4和PAM8系统中分别获得了 0.7 dB和1 dB的额外光功率预算。5.研究并分析了基于CCDM的概率整形幅度调制方案和基于多对一映射的BICM-ID方案,提出了低复杂度的基于多对一映射的无迭代BICM方案用于概率整形编码调制,采用该方案搭建了 polar编译码的PS-PAM8传输实验平台,提出了针对PS-PAM8的时钟恢复优化技术对抗10 km传输后的眼图倾斜效应,在BTB、2 km和10 km传输后分别实现了 1.2 dB、0.8 dB、0.4 dB的整形增益。最后对概率整形下LDPC码和polar码在不同码长时进行了误码率性能和复杂度对比,实验结果表明,在码长为1024,512,256 时,polar码相对LDPC码分别实现了 1 dB,1.4 dB和2.2 dB的灵敏度增益,所需乘法器数量分别降低了 35%,27%和20%,反映出了所提方案在性能和计算复杂度上的优越性。
万智泉[9]（2021）在《机器学习辅助的高速光纤通信理论与技术》文中指出光纤传输网络作为信息通信的重要基础性设施,具有应用机器学习技术的广阔空间和潜力。在光纤通信系统中,传统分析模型受限于系统参量获取的准确性、建模的局限性以及计算的复杂度等问题,难以应用于大规模动态光网络及复杂链路系统中。而机器学习算法得益于其数据驱动特性,无需获取具体的系统参量、模型,即可实现复杂问题的动态映射。本论文基于光纤系统的理论分析及模型构造“知识”来实现传统数字信号处理（DSP）算法与机器学习算法的联合设计,并通过系统仿真和实验获取的“数据”进一步优化算法性能。基于此“知识驱动”加“数据驱动”所提出的“定制化”算法既能充分利用机器学习算法在解决非线性问题、分类问题上的优势,又能发挥传统DSP算法所具有的可靠性和鲁棒性等特点。论文围绕“利用机器学习技术来辅助传统DSP算法以实现高可靠、高传输速率和智能化的光纤通信系统”这一目标展开研究,探究机器学习技术在光纤传输链路损伤补偿和光性能监测领域的应用。论文具体研究内容和创新成果如下:1.机器学习辅助的光纤链路损伤补偿技术面向高速短距强度调制直接检测（IM/DD）传输系统对多种链路损伤补偿的需求,论文分别提出了一种新型接收机算法结构和一种基于剪枝神经网络的均衡方案,具体的研究内容如下:a)为解决数据中心商用低成本器件传输高速PAM4信号时带来的带宽受限问题,提出了由全响应均衡器、噪声白化后滤波器和最大似然序列检测（MLSD）算法组成的新型接收机算法结构。通过引入低复杂度的变步长多项式非线性均衡器,使得算法结构具有较强的非线性损伤补偿能力。单边带调制（SSB）PAM4信号传输的实验结果表明,在系统10dB带宽仅为13.5GHz的情况下,可实现64Gbps PAM4信号80km以上色散未补偿标准单模光纤（SSMF）的传输。通过将带宽预补偿方案与上述接收算法结构结合,在带宽受限及非线性更严重的垂直腔面发射激光器-多模光纤（VCSEL-MMF）系统中实现了 160m 100Gbps PAM4信号传输。本研究为低成本的数据中心光互连DSP技术工程实现提供了重要参考。b)鉴于多项式非线性均衡器在非线性损伤补偿上的局限性,提出了基于循环剪枝方案的神经网络均衡器以实现低复杂度、高鲁棒性的非线性均衡。112Gbps SSB-PAM4传输实验的结果表明在传输距离为80km色散未补偿SSMF时,此均衡器相较于Volterra均衡器可带来一个数量级的BER性能提升,且循环剪枝方案可在网络连接数减少90%的情况下保证BER低于HD-FEC门限。针对神经网络均衡器面临的异常性能提升问题,探究了其产生原因并通过仿真分析了此均衡器可带来的真实性能提升。本研究为后续深入探究神经网络与均衡技术的联合设计提供了重要参考。2.机器学习辅助的光性能监测技术面向低冗余弹性光网络（EON）对多个网络性能参量监测的需求,论文分别提出了一种多参量联合监测方案和一种非线性区光信噪比（OSNR）监测方案,具体的研究内容如下:a)基于多任务学习神经网络（MTL-ANN）实现了低复杂度、高准确率、高稳定性的调制格式和OSNR联合监测。基于IM/DD和相干传输系统的仿真和实验结果表明,信号调制格式识别和OSNR监测的准确率分别达到了 100%和98.5%。针对手动调整MTL-ANN任务权重时带来的计算资源消耗问题,提出了权重自适应的MTL-ANN并验证了其泛化性。针对监测结果不准确带来的影响,提出了提高监测置信度的二阶段算法,实验结果表明OSNR监测结果在3dB置信区间的置信度达到1。本研究在实现高性能多参量联合监测的同时还大幅降低了计算资源的消耗,有助于实现EON中低成本的多参量联合监测。b)为解决光纤非线性对OSNR监测技术的影响,提出了自适应滤波器抽头系数辅助的非线性区OSNR监测方案,并通过特征提取技术简化了神经网络结构。在波分复用-双偏振相干光传输系统的仿真验证过程中考虑了不同的链路配置及损伤情况以模拟实际EON状况及验证算法泛化性。仿真结果表明此方案实现的非线性区OSNR监测均方误差为0.3dB,相较于未使用抽头系数辅助的情况,监测误差下降了 1dB。本研究可以和现有的相干接收算法有效结合,实现了灵活的低复杂度非线性区OSNR监测。
刘守东[10]（2021）在《相干光通信中基于机器学习的非线性均衡技术研究》文中认为在互联网流量与业务激增的时代背景下,超高速率、超大容量、超长跨距、超强防护的光纤通信系统是一个必然的发展趋势。相干光通信系统可以显着提升光纤传输容量,而量子噪声流加密（Quantum Noise Stream Cipher,QNSC）通过结合物理层加密技术,实现了高速、安全光传输。为了进一步提升上述系统的传输能力,本文主要研究相干光通信系统和量子噪声流加密系统中的非线性均衡技术。现有的非线性均衡算法通常需要较多的信号处理和传输系统的准确先验链路信息。而基于机器学习的非线性均衡方案可以实现端到端的全盲非线性均衡,不需要先验信息和复杂的信号处理。本文从机器学习算法出发,重点研究传统相干光通信系统和QNSC系统的非线性均衡策略,取得的创新性研究成果总结如下:第一,针对传统的相干光通信系统中非线性均衡算法的缺点,比如传统非线性均衡算法需要先验链路知识以及复杂的信号处理,部分基于有监督机器学习算法的非线性均衡策略需要训练开销等,本论文研究了基于模糊逻辑C均值聚类（Fuzzy Logic C-means Clustering,FLC）算法的非线性均衡方案。针对FLC算法的聚类结果容易受到随机选择的初始聚类中心点的影响,而收敛到局部最优解的缺点,引入了基于启发式算法改进的聚类算法,即基于退火进化算法改进的FLC（Fuzzy Logic C-means Clustering Based on Annealing Evolution Algorithm,FLC-AE）算法。并在16QAM 120km无中继相干光传输系统中进行了实验验证,结果表明,FLC、FLC-AE算法都能够较好地补偿光纤中的非线性损失,并且FLC-AE算法的稳定性与即时性更好。第二,为了有效提升QNSC传输系统的传输容量,同时保证QNSC系统本身的安全性能不受影响,本文研究了如何将基于机器学习的非线性均衡算法引入到QNSC系统中。针对随着调制格式阶数升高,聚类算法性能下降以及时间复杂度增大的问题,例如FLC和FLC-AE算法在64QAM传输系统中无法正常补偿光纤中的非线性损失,引入了基于减法聚类的 FLC（Fuzzy Logic C-means Clustering Based on Subtractive Clustering,FLC-SC）算法。并在 16QAM 的实验系统以及16QAM、64QAM的仿真系统中进行了验证。结果表明,FLC-SC算法能够较好地补偿光纤中的非线性损失,并且稳定性、即时性比FLC以及FLC-AE算法更好。第三,为了进一步提高算法的非线性均衡性能,本文尝试在发射端采用限幅技术,同时在接收端采用聚类算法。并在传统相干光通信系统和QNSC系统中进行验证。结果表明,相对于只使用聚类算法,两种技术的结合能够取得更好的效果。
二、Tb/s光纤通信传输系统的开发现状及关键技术（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、Tb/s光纤通信传输系统的开发现状及关键技术（论文提纲范文）
（1）矿井巷道视频信号光纤传输系统研究与Zynq实现（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 矿用视频监控系统国内外发展现状 |
| 1.2.2 压缩编码技术国内外研究现状 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 1.4 论文结构安排 |
| 第二章 视频光纤传输技术 |
| 2.1 光纤传输技术基础 |
| 2.1.1 光纤通信原理 |
| 2.1.2 光纤通信方案与硬件配置 |
| 2.2 流媒体传输协议 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 压缩编码技术及硬件系统方案 |
| 3.1 改进的图像编码技术 |
| 3.1.1 离散余弦变换 |
| 3.1.2 基于DCT的自适应扫描算法 |
| 3.1.3 仿真结果及分析 |
| 3.2 视频编码技术 |
| 3.2.1 H.265 视频编码技术 |
| 3.2.2 视频编码方案选择 |
| 3.3 硬件平台视频传输方案 |
| 3.3.1 系统需求分析 |
| 3.3.2 系统总体设计方案 |
| 3.4 系统硬件配置 |
| 3.4.1 Zynq Ultra Scale+MPSo Cs芯片介绍 |
| 3.4.2 硬件描述语言 |
| 3.4.3 系统开发工具及开发流程 |
| 3.4.4 AXI总线 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 矿井巷道视频传输系统设计与实现 |
| 4.1 系统整体功能结构 |
| 4.2 硬件系统设计与实现 |
| 4.2.1 视频采集模块设计 |
| 4.2.2 实时编码器模块设计 |
| 4.2.3 硬件系统实现 |
| 4.3 软件系统设计与实现 |
| 4.3.1 相关应用框架 |
| 4.3.2 内核层驱动设计 |
| 4.3.3 Linux设备树设计 |
| 4.3.4 采集模块驱动程序 |
| 4.3.5 应用层软件设计 |
| 4.3.6 软件系统实现 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 系统测试与分析 |
| 5.1 系统总体硬件结构 |
| 5.2 系统测试 |
| 5.3 系统评估 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 工作总结与展望 |
| 6.1 工作总结 |
| 6.2 工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
| 攻读硕士期间发表论文 |
| 攻读硕士期间参与项目情况 |
（2）基于概率成形的新型编码调制关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 光纤通信系统研究现状 |
| 1.2.2 基于概率成形的编码调制技术研究现状 |
| 1.3 论文主要工作及创新点 |
| 1.4 论文组织结构 |
| 参考文献 |
| 第二章 光纤通信系统中的编码调制基础理论研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 光纤通信系统概述 |
| 2.2.1 IMDD系统 |
| 2.2.2 相干光通信系统 |
| 2.2.3 IMDD系统与相干光通信系统的比较 |
| 2.3 编码调制技术 |
| 2.3.1 IMDD系统中的先进调制技术 |
| 2.3.2 相干光通信系统中的先进调制技术 |
| 2.4 星座成形技术 |
| 2.4.1 概率成形技术 |
| 2.4.2 几何成形技术 |
| 2.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 非均匀分布概率成形信号的产生方法研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 恒定成分分布匹配器 |
| 3.3 基于符号分类的多子集分区映射概率成形信号产生方法 |
| 3.3.1 方法原理 |
| 3.3.2 实验验证与结果分析 |
| 3.4 基于霍夫曼编码的比特交织多载波概率成形信号产生方法 |
| 3.4.1 方法原理 |
| 3.4.2 仿真验证与结果分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 星座几何概率混合成形技术研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 星座增益指数 |
| 4.3 基于类蜂巢型判决区域设计的二维星座混合成形方案 |
| 4.3.1 方案原理 |
| 4.3.2 实验验证与结果分析 |
| 4.4 基于正四面体基元设计的三维星座混合成形方案 |
| 4.4.1 方案原理 |
| 4.4.2 实验验证与结果分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 基于混沌加密的概率成形安全机制研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 混沌加密基础理论 |
| 5.3 基于两级球形星座掩蔽的3D-CAP-PON系统 |
| 5.3.1 系统原理 |
| 5.3.2 实验验证与结果分析 |
| 5.4 基于混沌CCDM的PS-OFDM-PON系统 |
| 5.4.1 系统原理 |
| 5.4.2 实验验证与结果分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 论文工作总结 |
| 6.2 未来相关工作展望 |
| 缩略语 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的学术论文和申请专利目录 |
（3）基于高阶调制格式的相干光通信系统中非线性均衡技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 论文研究背景和意义 |
| 1.2 非线性均衡技术的研究现状 |
| 1.2.1 相位共轭法 |
| 1.2.2 Volterra级数非线性均衡技术 |
| 1.2.3 数字后向传播算法 |
| 1.2.4 基于微扰理论的非线性均衡技术 |
| 1.2.5 基于机器学习的非线性均衡技术 |
| 1.3 论文的主要研究内容和创新点 |
| 1.4 论文的组织结构 |
| 第二章 相干光通信系统 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 相干光通信系统的高阶调制 |
| 2.2.1 马赫增德尔调制器(MZM)及其工作原理 |
| 2.2.2 I/Q调制器的结构及其工作原理 |
| 2.2.3 高阶调制格式 |
| 2.3 相干光通信系统中的信号损伤 |
| 2.3.1 放大器自发辐射噪声 |
| 2.3.2 激光器引入的频差和相位噪声 |
| 2.3.3 光纤损耗 |
| 2.3.4 色度色散 |
| 2.3.5 偏振模色散 |
| 2.3.6 光纤非线性效应 |
| 2.4 相干检测技术 |
| 2.5 数字信号处理技术 |
| 2.5.1 IQ不平衡补偿和正交归一化 |
| 2.5.2 色散补偿 |
| 2.5.3 时钟恢复 |
| 2.5.4 偏振解复用和偏振模色散补偿 |
| 2.5.5 频偏估计 |
| 2.5.6 载波相位恢复 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 相干光通信系统中非线性判决算法研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 基于高斯混合聚类的非线性判决算法 |
| 3.2.1 高斯混合聚类的基本原理 |
| 3.2.2 基于高斯混合聚类的M-QAM信号非线性判决算法 |
| 3.2.3 高斯混合-最小均方算法(MoG-Least Mean Square) |
| 3.3 实验验证与结果分析 |
| 3.3.1 实验系统设置 |
| 3.3.2 实验结果分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 相干光通信系统中基于神经网络的非线性均衡技术研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基于特征工程-深度神经网络(FE-DNN)的非线性均衡方案 |
| 4.2.1 神经网络基本原理 |
| 4.2.2 用于方形M-QAM信号的基于FE-DNN的非线性均衡方案 |
| 4.3 基于双向门控循环单元神经网络的非线性均衡方案 |
| 4.3.1 双向门控循环单元神经网络(Bi-GRU)架构 |
| 4.3.2 用于M-QAM信号的基于Bi-GRU的非线性均衡方案 |
| 4.3.3 复杂度分析 |
| 4.4 基于双向长短期记忆神经网络-条件随机场的非线性均衡方案 |
| 4.4.1 双向长短期记忆神经网络(Bi-LSTM)架构 |
| 4.4.2 条件随机场(CRF)基本原理 |
| 4.4.3 用于M-QAM信号的基于Bi-LSTM-CRF的非线性均衡方案 |
| 4.4.4 复杂度分析 |
| 4.5 实验验证与结果分析 |
| 4.5.1 实验系统设置 |
| 4.5.2 实验结果与分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 相干光通信系统中基于微扰理论和回归算法的非线性均衡技术研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 基于微扰理论和回归算法相结合的非线性均衡方案 |
| 5.2.1 基于微扰理论的光纤传输模型 |
| 5.2.2 线性回归基本原理 |
| 5.2.3 支持向量回归(SVR)基本原理 |
| 5.2.4 用于M-QAM信号的基于回归算法的非线性均衡算法 |
| 5.3 实验验证与结果分析 |
| 5.3.1 实验系统设置 |
| 5.3.2 实验结果与分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结和展望 |
| 6.1 本文工作总结 |
| 6.2 未来工作展望 |
| 参考文献 |
| 附录: 缩略词列表 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的学术论文目录 |
（4）全光OFDM系统中的光学传输损伤及其抑制（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 光纤通信系统的研究背景 |
| 1.2 全光OFDM系统研究现状 |
| 1.3 论文研究内容和创新点 |
| 1.4 论文组织结构 |
| 第二章 全光OFDM系统原理及关键技术 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 全光OFDM系统原理 |
| 2.3 全光OFDM系统关键技术 |
| 2.3.1 全光OFDM系统发射机相关技术 |
| 2.3.2 全光OFDM系统接收机相关技术 |
| 2.3.3 全光OFDM系统接收端的数字信号处理技术 |
| 2.4 全光OFDM系统在光纤传输中受到的光学传输损伤 |
| 2.4.1 衰减 |
| 2.4.2 色散 |
| 2.4.3 非线性损伤 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 光纤中光学传输损伤对全光OFDM信号的影响 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 全光OFDM信号传输模型 |
| 3.2.1 全光OFDM信号在光纤传输时的非线性耦合方程 |
| 3.2.2 求解非线性耦合方程的数值方法 |
| 3.3 全光OFDM仿真系统搭建 |
| 3.4 仿真结果分析 |
| 3.4.1 色散对系统传输质量的影响 |
| 3.4.2 非线性效应对系统传输质量的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 一种提高全光OFDM系统抗色散能力的方案 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 插入光CP的全光OFDM系统的最佳接收 |
| 4.2.1 光CP的插入方法 |
| 4.2.2 全光OFDM系统插入CP后的最佳采样点 |
| 4.2.3 插入CP前后系统抗色散能力的对比 |
| 4.3 高斯型滤波器对全光OFDM系统抗色散能力的提升 |
| 4.3.1 基于高斯型滤波器的全光OFDM系统 |
| 4.3.2 基于高斯型与sinc型滤波器的系统抗色散能力的对比 |
| 4.3.3 仿真分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 一种提高全光OFDM系统抗FWM效应能力的方法 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 插入GI的全光OFDM系统 |
| 5.2.1 全光OFDM系统插入GI方法 |
| 5.2.2 插入GI后的全光OFDM系统的最佳接收 |
| 5.3 通过对子载波进行分组时延从而提高系统抗FWM效应的能力 |
| 5.3.1 对插入GI的子载波分组时延从而降低FWM效应影响的原理 |
| 5.3.2 仿真系统的搭建与设计 |
| 5.3.3 仿真结果的分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 全文总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 未来相关工作展望 |
| 参考文献 |
| 附录1: 缩略词列表 |
| 附录2: 仿真程序的可靠性验证 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的学术成果 |
（5）高速光纤通信系统中基于卡尔曼滤波器的线性损伤均衡的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 高速相干光纤通信系统的研究背景与发展趋势 |
| 1.2 光纤通信系统信号损伤均衡和概率整形的重要意义 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 光纤通信系统线性损伤均衡算法的研究现状 |
| 1.3.2 概率整形技术的研究现状 |
| 1.4 论文研究内容及创新点 |
| 1.5 论文结构安排 |
| 第二章 偏分复用相干光通信系统理论基础 |
| 2.1 偏分复用相干光通信系统 |
| 2.1.1 发射端 |
| 2.1.2 光纤信道 |
| 2.1.3 接收端 |
| 2.2 概率整形QAM调制 |
| 2.2.1 概率整形技术的基本原理 |
| 2.2.2 概率整形与高阶QAM和FEC联合技术原理 |
| 2.3 可实现信息速率模型 |
| 2.3.1 可实现信息速率 |
| 2.3.2 互信息 |
| 2.3.3 广义互信息 |
| 2.3.4 归一化广义互信息 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 光纤通信系统损伤和均衡技术研究 |
| 3.1 光纤通信系统损伤 |
| 3.1.1 损耗和ASE噪声 |
| 3.1.2 色散 |
| 3.1.3 偏振效应 |
| 3.1.4 载波频率偏移和载波相位噪声 |
| 3.2 光纤通信系统损伤均衡算法 |
| 3.2.1 正交化和归一化 |
| 3.2.2 色散补偿 |
| 3.2.3 偏分解复用 |
| 3.2.4 载波频偏估计 |
| 3.2.5 载波相位恢复 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 基于卡尔曼滤波器一体化的线性损伤均衡算法的研究 |
| 4.1 常用的线性损伤均衡算法CMA-IMP-BPS存在的问题 |
| 4.2 基于卡尔曼滤波器一体化的线性损伤均衡算法的设计 |
| 4.2.1 信号线性损伤模型和损伤补偿模型 |
| 4.2.2 基于卡尔曼滤波器一体化的线性损伤均衡算法的原理 |
| 4.3 基于卡尔曼滤波器一体化的线性损伤均衡算法性能仿真验证 |
| 4.3.1 仿真系统配置 |
| 4.3.2 算法的仿真性能比较与分析 |
| 4.4 基于卡尔曼滤波器一体化的线性损伤均衡算法性能实验验证 |
| 4.4.1 实验系统配置 |
| 4.4.2 算法的实验性能比较与分析 |
| 4.5 基于卡尔曼滤波器一体化的线性损伤均衡算法的复杂度计算与分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 基于导频辅助的频域卡尔曼滤波器的偏分解复用研究 |
| 5.1 帧结构设计 |
| 5.2 导频辅助的CMA算法 |
| 5.2.1 导频辅助的CMA算法的具体帧结构设计 |
| 5.2.2 导频辅助的CMA算法原理 |
| 5.2.3 导频辅助的CMA算法的仿真性能 |
| 5.3 导频辅助的时域卡尔曼滤波器的偏分解复用算法 |
| 5.3.1 导频辅助的时域卡尔曼滤波器的偏分解复用算法的具体帧结构设计 |
| 5.3.2 导频辅助的时域卡尔曼滤波器的偏分解复用算法原理 |
| 5.3.3 导频辅助的时域卡尔曼滤波器的偏分解复用算法的仿真性能 |
| 5.4 基于导频辅助的频域卡尔曼滤波器的偏分解复用算法设计 |
| 5.4.1 基于导频辅助的频域卡尔曼滤波器的偏分解复用算法的具体帧结构设计 |
| 5.4.2 基于导频辅助的频域卡尔曼滤波器的偏分解复用算法的原理 |
| 5.4.3 基于导频辅助的频域卡尔曼滤波器的偏分解复用算法仿真性能 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 概率QAM调制格式的载波相位噪声均衡研究 |
| 6.1 PAS方案产生概率QAM信号 |
| 6.2 基于卡尔曼滤波器的载波相位噪声均衡算法设计 |
| 6.3 基于卡尔曼滤波器的载波相位噪声均衡算法性能比较与分析 |
| 6.3.1 仿真配置 |
| 6.3.2 性能分析 |
| 6.4 基于卡尔曼滤波器的载波相位噪声均衡算法复杂度分析 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 工作总结 |
| 7.2 未来工作展望 |
| 参考文献 |
| 缩略词对照表 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的学术论文目录 |
（6）少模多芯光纤传输系统中编码调制和信道均衡算法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 空分复用系统中的MIMO均衡技术 |
| 1.2.2 高速光通信系统中的编码调制技术 |
| 1.3 论文的主要内容 |
| 1.4 论文的结构 |
| 第二章 空分复用通信系统中的关键技术 |
| 2.1 空分复用光纤通信系统的信道类型 |
| 2.1.1 少模光纤 |
| 2.1.2 多芯光纤 |
| 2.2 基于空分复用技术的光纤通信系统中关键技术分析 |
| 2.2.1 光空分复用和解复用技术 |
| 2.2.2 基于空分复用系统的光纤放大技术 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 基于七芯三模光纤传输系统的模型分析 |
| 3.1 光信号损伤类型分析 |
| 3.1.1 光纤中的色散效应 |
| 3.1.2 光纤中的非线性效应 |
| 3.1.3 少模光纤中的模式耦合效应 |
| 3.1.4 多芯光纤中的芯间串扰分析 |
| 3.2 七芯三模光纤信道链路模型建立 |
| 3.3七芯三模光纤信道仿真分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 七芯三模光纤传输系统中的MIMO均衡算法研究 |
| 4.1 光通信系统中的数字信号处理模块 |
| 4.2 几种常用的MIMO均衡算法 |
| 4.2.1 恒模算法(CMA) |
| 4.2.2 多恒模算法(CMMA) |
| 4.2.3 方形轮廓线算法(SCA) |
| 4.3 变步长方形轮廓线算法(VSS-SCA) |
| 4.4 VSS-SCA-CMMA联合判决MIMO均衡算法 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 基于OFDM调制格式的少模多芯光纤传输系统 |
| 5.1 OFDM系统的发展演变 |
| 5.2 OFDM原理 |
| 5.3 OFDM系统中的关键参数 |
| 5.4 OFDM在少模多芯光纤传输系统中的应用 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 工作总结 |
| 6.1 论文工作内容总结 |
| 6.2 未来工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间取得的研究成果 |
（7）低成本短距离光纤传输系统中信道损伤及数字均衡技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 基于IM/DD的短距离光纤传输系统研究现状 |
| 1.3 论文的主要研究内容及创新点 |
| 1.4 论文的结构安排 |
| 参考文献 |
| 第二章 短距离IM/DD光纤传输系统架构及信道损伤机理 |
| 2.1 IM/DD光纤传输系统架构 |
| 2.2 IM/DD系统信道损伤机理分析 |
| 2.2.1 器件带宽受限 |
| 2.2.2 系统非线性失真 |
| 2.2.3 光纤色散 |
| 2.2.4 系统噪声 |
| 2.3 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 基于多载波I-SC-FDM的低成本高速PON系统 |
| 3.1 实数I-SC-FDM系统的信号生成方案 |
| 3.2 实数I-SC-FDM系统的频域、时域联合均衡方案 |
| 3.2.1 实数I-SC-FDM系统的频域均衡方案 |
| 3.2.2 实数I-SC-FDM系统的时域均衡方案 |
| 3.2.3 实数I-SC-FDM系统的频域、时域联合均衡方案 |
| 3.3 基于10-G class器件的40 Gbps I-SC-FDM PON实验设置 |
| 3.4 基于10-G class器件的40 Gbps I-SC-FDM PON实验结果 |
| 3.4.1 仅采用频域均衡的实验结果 |
| 3.4.2 仅采用时域均衡的实验结果 |
| 3.4.3 采用频域、时域联合均衡的实验结果 |
| 3.4.4 三种均衡方式的计算复杂度和均衡性能对比 |
| 3.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 基于单载波PAM4的低成本高速PON系统 |
| 4.1 低成本高速PAM4-PON的系统架构 |
| 4.2 基于Volterra级数及其简化模型的均衡方案 |
| 4.2.1 Volterra级数及其简化模型的非线性均衡原理 |
| 4.2.2 Volterra级数及其简化模型在PON系统中的实验验证 |
| 4.3 基于快速频域均衡、后滤波及简化MLSD的系统均衡方案 |
| 4.3.1 快速频域均衡原理 |
| 4.3.2 后滤波结合简化MLSD的原理 |
| 4.3.3 实验结果与讨论 |
| 4.4 基于混合判决反馈模型的低复杂度均衡方案 |
| 4.4.1 基于判决反馈模型的混合判决原理 |
| 4.4.2 混合判决反馈模型在PON系统中的实验验证 |
| 4.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 低成本大色散容忍度的超高速DCI系统 |
| 5.1 基于自回归滤波器的谱零点补偿原理 |
| 5.2 非线性失真与光纤色散联合补偿的均衡方案 |
| 5.2.1 IM/DD系统信号传输过程原理分析 |
| 5.2.2 实验设置 |
| 5.2.3 实验结果与讨论 |
| 5.2.3.1 系统频率响应和接收信号的功率谱 |
| 5.2.3.2 均衡器性能分析 |
| 5.2.3.3 均衡器复杂度分析 |
| 5.3 基于判决错误擦除的大色散容忍度均衡方案 |
| 5.3.1 基于错误擦除的判决方案原理 |
| 5.3.2 判决错误擦除方案的实验验证 |
| 5.3.2.1 实验设置 |
| 5.3.2.2 实验结果与讨论 |
| 5.4 基于多符号联合判决的大色散容忍度均衡方案 |
| 5.4.1 多符号联合判决原理 |
| 5.4.2 树形搜索算法原理及复杂度分析 |
| 5.4.2.1 MLD算法原理及复杂度分析 |
| 5.4.2.2 M算法原理及复杂度分析 |
| 5.4.2.3 SD算法原理及复杂度分析 |
| 5.4.3 多符号联合判决的实验验证 |
| 5.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 论文工作总结 |
| 6.2 未来工作展望 |
| 缩略词中英文对照表 |
| 致谢 |
| 本论文资助来源 |
| 攻读博士学位期间学术成果列表与参与项目情况 |
（8）单载波高速光通信系统中数字信号处理技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 高速光通信系统研究背景 |
| 1.1.1 高速光通信的产业需求 |
| 1.1.2 高速光通信的发展历程 |
| 1.1.3 高速光通信的总体架构与先进技术 |
| 1.2 单载波强度调制直接检测技术 |
| 1.2.1 IM/DD系统中的先进调制格式 |
| 1.2.2 短距离PAM传输的研究现状 |
| 1.3 本文主要工作与结构 |
| 参考文献 |
| 第二章 短距离PAM传输系统中的数字信号处理技术 |
| 2.1 基于IM/DD的短距离PAM光传输系统 |
| 2.1.1 传输系统总体架构 |
| 2.1.2 收发机方案对比 |
| 2.1.3 DSP总体方案 |
| 2.2 传输系统常见信号损伤分析 |
| 2.2.1 时钟相位偏移 |
| 2.2.2 带宽受限 |
| 2.2.3 啁啾效应 |
| 2.2.4 幅度相关噪声 |
| 2.2.5 色散与功率衰落效应 |
| 2.3 时钟恢复技术 |
| 2.3.1 PAM系统中时钟恢复算法研究现状 |
| 2.3.2 典型时钟恢复算法原理介绍 |
| 2.3.3 小结 |
| 2.4 均衡技术 |
| 2.4.1 PAM系统中均衡技术的研究现状 |
| 2.4.2 典型均衡器原理介绍 |
| 2.4.3 小结 |
| 2.5 前向纠错编码(FEC)技术 |
| 2.5.1 PAM系统中FEC技术的研究现状 |
| 2.5.2 典型FEC技术原理介绍 |
| 2.5.3 小结 |
| 2.6 概率整形调制技术 |
| 2.6.1 PAM系统中的应用 |
| 2.6.2 概率整形调制基本原理 |
| 2.6.3 技术分析 |
| 2.7 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 基于抽头权重的时钟恢复与信道均衡联合处理技术 |
| 3.1 时钟恢复与信道均衡技术研究背景 |
| 3.2 传统处理方案与联合处理技术基本原理 |
| 3.2.1 传统CR级联FFE方案 |
| 3.2.2 基于抽头权重的CR-FFE联合处理技术 |
| 3.3 基于均衡器抽头权重的联合处理技术性能仿真与分析 |
| 3.3.1 CR-FFE性能仿真 |
| 3.3.2 CR-FFE方案复杂度对比 |
| 3.3.3 CR-FFE收敛速度分析 |
| 3.4 基于抽头权重的CR-FFE技术实验平台验证及结果分析 |
| 3.4.1 实验平台设计与搭建 |
| 3.4.2 实验结果分析与讨论 |
| 3.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 基于聚类算法的高性能判决与译码技术 |
| 4.1 高性能判决与译码技术研究背景 |
| 4.2 基于多维基扩展的增强型硬判决技术 |
| 4.2.1 增强型硬判决的基本原理 |
| 4.2.2 多维基展开复杂度研究 |
| 4.2.3 传输实验平台验证及结果分析 |
| 4.3 基于非等同高斯分布LLR估计的改进型polar软判决译码技术 |
| 4.3.1 polar编译码的PAM传输系统 |
| 4.3.2 改进型polar软判决译码基本原理 |
| 4.3.3 传输实验平台验证及结果分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 基于多对一映射的概率整形编码调制技术 |
| 5.1 概率整形编码调制技术实现方案 |
| 5.1.1 基于CCDM的PAS实现方案 |
| 5.1.2 基于多对一映射的BICM-ID实现方案 |
| 5.1.3 基于多对一映射的无迭代BICM实现方案 |
| 5.2 PAM系统中概率整形调制技术理论性能分析 |
| 5.3 基于多对一映射的概率整形调制技术实验平台验证及结果分析 |
| 5.3.1 实验平台设计与验证 |
| 5.3.2 实验结果与性能分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 总结和展望 |
| 6.1 工作与成果总结 |
| 6.2 工作展望 |
| 附录索引表 |
| 致谢 |
| 博士期间论文成果与工作 |
（9）机器学习辅助的高速光纤通信理论与技术（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号说明 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 光纤通信的演进 |
| 1.1.1 概述 |
| 1.1.2 光纤通信系统的发展历史 |
| 1.2 高速光纤通信系统的发展现状及趋势 |
| 1.2.1 短距高速光纤通信系统的发展现状及趋势 |
| 1.2.2 低冗余弹性光网络光性能监测技术现状及趋势 |
| 1.3 机器学习算法在光纤通信系统中的研究现状 |
| 1.3.1 机器学习算法在光纤传输链路中的研究 |
| 1.3.2 机器学习算法在光性能监测中的研究 |
| 1.4 论文研究意义与主要内容 |
| 1.5 论文结构安排 |
| 第二章 高速光纤通信系统的理论基础与机器学习算法 |
| 2.1 IM/DD光纤通信系统基本原理 |
| 2.1.1 IM/DD光纤通信系统的基本结构 |
| 2.1.2 高速IM/DD光纤通信系统的损伤分析及补偿方案 |
| 2.2 光纤通信系统中的典型数字信号处理算法 |
| 2.2.1 发射端奈奎斯特脉冲成型方案 |
| 2.2.2 时域自适应前馈均衡器 |
| 2.2.3 信号单边带调制方案 |
| 2.3 相干光纤通信系统基本原理 |
| 2.3.1 相干光纤通信系统的调制方案 |
| 2.3.2 相干光纤通信系统的接收方案 |
| 2.3.3 相干光纤通信系统的数字信号处理算法 |
| 2.4 机器学习算法 |
| 2.4.1 机器学习算法概述 |
| 2.4.2 典型的机器学习算法 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 面向高速IM/DD光纤通信系统的损伤补偿方案研究 |
| 3.1 基于带宽预补偿和多项式非线性均衡的方案研究 |
| 3.1.1 基于FIR滤波器的带宽预补偿原理 |
| 3.1.2 基于变步长多项式的非线性均衡原理 |
| 3.1.3 系统实验框图 |
| 3.1.4 实验结果与分析 |
| 3.2 基于带宽后补偿和多项式非线性均衡的方案研究 |
| 3.2.1 基于噪声白化后滤波器和MLSD算法的带宽后补偿原理 |
| 3.2.2 系统实验框图 |
| 3.2.3 实验结果与分析 |
| 3.3 面向VCSEL-MMF高速传输系统的损伤补偿算法实验验证 |
| 3.3.1 系统实验框图 |
| 3.3.2 实验结果与分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 基于剪枝神经网络的均衡算法研究 |
| 4.1 基于剪枝神经网络的非线性均衡原理 |
| 4.1.1 神经网络均衡器与传统均衡器类比 |
| 4.1.2 基于循环剪枝方案的稀疏神经网络原理 |
| 4.2 面向高速IM/DD系统的剪枝神经网络均衡器实验验证 |
| 4.2.1 系统实验框图 |
| 4.2.2 实验结果与分析 |
| 4.3 神经网络均衡器过拟合问题探究 |
| 4.3.1 PRBS码产生规律及神经网络均衡器过拟合问题 |
| 4.3.2 系统实验结果与分析 |
| 4.4 神经网络均衡器真实性能提升探究 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 基于多任务神经网络的光性能监测技术研究 |
| 5.1 基于多任务神经网络的多参量监测研究 |
| 5.1.1 面向调制格式识别和OSNR监测任务的特征选取 |
| 5.1.2 多任务神经网络(MTL-ANN)原理 |
| 5.2 面向IM/DD光纤通信系统的MTL-ANN方案研究 |
| 5.2.1 仿真系统框图与结果分析 |
| 5.2.2 实验系统框图与分析 |
| 5.3 基于自适应权重的多任务神经网络研究 |
| 5.3.1 权重自适应MTL-ANN原理 |
| 5.3.2 调制格式自适应M-QAM信号及其AH |
| 5.4 面向相干光纤通信系统的自适应权重MTL-ANN方案研究 |
| 5.4.1 实验系统框图与分析 |
| 5.4.2 基于仿真系统的自适应权重MTL-ANN性能探究 |
| 5.5 提高光性能监测置信度的二阶段算法 |
| 5.5.1 二阶段光性能监测算法原理 |
| 5.5.2 实验系统框图与分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 非线性区OSNR监测技术研究 |
| 6.1 基于幅度柱状图的特征提取方案 |
| 6.2 非线性区OSNR监测方案 |
| 6.2.1 非线性噪声对OSNR监测的影响 |
| 6.2.2 幅度噪声自相关函数 |
| 6.2.3 自适应滤波器抽头系数 |
| 6.2.4 基于神经网络的非线性区OSNR监测方案 |
| 6.3 面向PDM-WDM 16QAM系统的仿真验证 |
| 6.3.1 仿真系统框图 |
| 6.3.2 仿真结果与分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 论文工作总结 |
| 7.2 未来工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者攻读博士学位期间的学术论文目录 |
（10）相干光通信中基于机器学习的非线性均衡技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 光通信的发展现状与挑战 |
| 1.2 传统非线性均衡技术研究现状 |
| 1.3 光纤物理层防护技术研究现状 |
| 1.4 机器学习理论概述 |
| 1.4.1 监督学习 |
| 1.4.2 无监督学习 |
| 1.5 基于机器学习的非线性均衡算法研究概述 |
| 1.6 论文研究主线和结构安排 |
| 1.6.1 论文研究主线 |
| 1.6.2 结构安排 |
| 第2章 相干光通信系统的非线性损伤 |
| 2.1 传统相干光通信系统 |
| 2.1.1 相干光通信系统的结构 |
| 2.1.2 相干检测原理 |
| 2.2 量子噪声流加密系统 |
| 2.2.1 正交幅度相位调制量子噪声流加密系统 |
| 2.2.2 基于DFTs-OFDM的QAM-QNSC系统 |
| 2.3 非线性效应 |
| 2.3.1 散射效应 |
| 2.3.2 克尔非线性效应 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 相干光通信系统中基于机器学习的非线性均衡算法 |
| 3.1 传统K均值聚类和FLC算法存在的问题 |
| 3.2 基于退火进化算法改进的FLC算法 |
| 3.2.1 算法原理 |
| 3.2.2 算法流程 |
| 3.3 限幅技术 |
| 3.4 实验系统及结果分析 |
| 3.4.1 实验设置 |
| 3.4.2 结果分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 量子噪声流加密系统中基于机器学习的非线性均衡算法 |
| 4.1 FLC-AE算法的不足 |
| 4.2 基于减法聚类的FLC算法 |
| 4.2.1 减法聚类算法 |
| 4.2.2 基于减法聚类的FLC算法流程 |
| 4.3 仿真和实验验证 |
| 4.3.1 仿真和实验系统设置 |
| 4.3.2 仿真结果分析 |
| 4.3.3 实验结果分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 总结与展望 |
| 5.1 全文工作总结 |
| 5.2 后续工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士期间参加项目情况和取得的学术成果列表 |
四、Tb/s光纤通信传输系统的开发现状及关键技术（论文参考文献）
- [1]矿井巷道视频信号光纤传输系统研究与Zynq实现[D]. 史峰. 南京信息工程大学, 2021(01)
- [2]基于概率成形的新型编码调制关键技术研究[D]. 任建新. 北京邮电大学, 2021(01)
- [3]基于高阶调制格式的相干光通信系统中非线性均衡技术研究[D]. 刘欣雨. 北京邮电大学, 2021(01)
- [4]全光OFDM系统中的光学传输损伤及其抑制[D]. 于超. 北京邮电大学, 2021(01)
- [5]高速光纤通信系统中基于卡尔曼滤波器的线性损伤均衡的研究[D]. 张楠楠. 北京邮电大学, 2021(01)
- [6]少模多芯光纤传输系统中编码调制和信道均衡算法研究[D]. 侯鹤鹏. 北京邮电大学, 2021(01)
- [7]低成本短距离光纤传输系统中信道损伤及数字均衡技术研究[D]. 唐玺孜. 北京邮电大学, 2021
- [8]单载波高速光通信系统中数字信号处理技术研究[D]. 周洪航. 北京邮电大学, 2021(01)
- [9]机器学习辅助的高速光纤通信理论与技术[D]. 万智泉. 北京邮电大学, 2021(01)
- [10]相干光通信中基于机器学习的非线性均衡技术研究[D]. 刘守东. 北京邮电大学, 2021(01)