隨著諸如物聯(lián)網(wǎng),5G等新興技術(shù)的發(fā)展,通信系統(tǒng)的容量需求也在日益增長(zhǎng),對(duì)于更大通信容量的迫切需求推動(dòng)著光纖通信系統(tǒng)的物理層調(diào)制格式的革新。對(duì)比傳統(tǒng)的方形QAM星座圖,由于基于概率整形技術(shù)（Probabilistic shaping,PS）的星座圖有著更接近于香農(nóng)限的信道容量,所以成為一種能夠提升通信容量的可行方案。然而,在發(fā)送端星座圖映射技術(shù)不斷發(fā)展的同時(shí),傳統(tǒng)數(shù)字相干信號(hào)處理技術(shù)需要相應(yīng)改進(jìn)以實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化接收,如頻偏估計(jì),偏振解復(fù)用以及判決域選取等。尤其,在光纖非線性作用下算法的適應(yīng)性。經(jīng)典的最大后驗(yàn)概率（maximum a posteriori probability,MAP）算法適用于概率不均勻分布的情況,但這一算法是在白高斯噪聲信道假設(shè)下得到的,沒(méi)有考慮到調(diào)制相關(guān)非線性以及光纖中非線性效應(yīng)所帶來(lái)的影響。本文主要從判決域選取上對(duì)概率整形星座圖在非線性作用下的判決域選擇展開(kāi)討論。最近幾年,機(jī)器學(xué)習(xí)方法在許多學(xué)科中展現(xiàn)了其強(qiáng)大的學(xué)習(xí)與擬合能力,在光纖通信中也引起了許多研究者的深入研究和應(yīng)用。本文利用機(jī)器學(xué)習(xí)對(duì)于非線性函數(shù)的較好擬合能力,構(gòu)建了一種能夠在概率整形與非線性效應(yīng)影響下工作的分... 

【文章來(lái)源】：電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：60 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

不同先驗(yàn)概率下不同判決門(mén)限對(duì)于誤碼率的影響

電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文10大后驗(yàn)概率算法得到的不同的判決門(mén)限。圖中的PS-16QAM信號(hào)基于仿真信號(hào)，紅色實(shí)線代表MLE判決算法得到的門(mén)限，而綠色實(shí)線代表了MAP判決算法得到的門(mén)限。從星座圖的形狀和判決門(mén)限的位置也可以看出，采用MAP判決算法的門(mén)限有著更好的判決效果。圖2-3MAP和MLE判決算法的判決門(mén)限對(duì)比2.3光纖非線性作用下的判決域選擇2.1節(jié)中展示的數(shù)字信號(hào)處理補(bǔ)償算法針對(duì)的都是線性效應(yīng)，而光纖中還存在著一類被稱為非線性效應(yīng)的機(jī)制。光纖非線性效應(yīng)是一系列導(dǎo)致信號(hào)畸變效應(yīng)的總稱，常見(jiàn)的光纖非線性效應(yīng)包括自相位調(diào)制（SPM），交叉相位調(diào)制（XPM），受激拉曼散射（SRS），受激布里淵散射（SBS），四波混頻等（FWM），這幾種效應(yīng)對(duì)信號(hào)有著不同的影響。如果同時(shí)考慮數(shù)種非線性效應(yīng)對(duì)于信道的影響，各種效應(yīng)交織在一起會(huì)導(dǎo)致非常復(fù)雜的情況，反而難以討論各效應(yīng)具體的影響。因此本文根據(jù)實(shí)驗(yàn)條件對(duì)非線性效應(yīng)進(jìn)行了一定的簡(jiǎn)化。考慮到SRS和SBS的產(chǎn)生需要達(dá)到一定的功率閾值（對(duì)于要求較低的SRS，其閾值大約為10mw），而實(shí)驗(yàn)中光發(fā)射機(jī)功率一般不會(huì)達(dá)到該閾值，因此二者對(duì)信號(hào)的影響可以忽略不計(jì)；XPM和FWM的產(chǎn)生則分別需要多個(gè)信道/多個(gè)特定頻率的輸入光，在單信道、單輸入光條件下也可以忽略。因此本文的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中的光纖非線性效應(yīng)主要由自相位調(diào)制效應(yīng)構(gòu)成。下面將對(duì)自相位調(diào)制的產(chǎn)生原因做簡(jiǎn)單的介紹。

第二章相干光通信中判決方法基礎(chǔ)112.3.1自相位調(diào)制的原理光纖中的極化強(qiáng)度與入射光的光場(chǎng)強(qiáng)度并非呈線性關(guān)系，而是各階張量與光場(chǎng)強(qiáng)度的冪級(jí)數(shù)相作用的形式：123PEEEEEE...(2-13)其中P表示極化強(qiáng)度，ε表示真空介電常數(shù)，E表示光場(chǎng)強(qiáng)度。χ表示各階極化率，χ(1)表示二階張量，以此類推。自相位調(diào)制的產(chǎn)生與三階極化率有關(guān)。由于光纖材料具有各向同性，所以二階極化率對(duì)于極化強(qiáng)度的影響比較小，可以近似忽略。將（2-13）式帶入電矢量與極化強(qiáng)度的關(guān)系式中，可得：203DEE(2-14)2r3E(2-15)對(duì)于光纖，其折射率n與相對(duì)介電常數(shù)εr和相對(duì)磁導(dǎo)率μr滿足關(guān)系rrn。由于光纖中μr約等于1，所以光纖實(shí)際的折射率應(yīng)當(dāng)表示為：23nE(2-16)從（2-16）式可以看出，光纖的折射率會(huì)隨著入射光場(chǎng)強(qiáng)度而改變，且入射光場(chǎng)強(qiáng)度越大，折射率也越大。這一效應(yīng)被稱為克爾效應(yīng)。對(duì)于波長(zhǎng)為λ，傳播長(zhǎng)度為L(zhǎng)，強(qiáng)度為|E|2的光信號(hào)，設(shè)克爾效應(yīng)導(dǎo)致的折射率變化量為Δn，那么光信號(hào)產(chǎn)生的額外相移ΔΦ可以表示為：22LLntnfnc(2-17)由（2-17）可知，自相位調(diào)制會(huì)使光信號(hào)受到隨著距離增加而累積的相位噪聲，效果如圖2-2所示。(a)(b)圖2-4基于仿真數(shù)據(jù)的星座圖對(duì)比(a)開(kāi)啟自相位調(diào)制(b)關(guān)閉自相位調(diào)制


本文編號(hào)：3008371