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,對于更大通信容量的迫切需求推動著光纖通信系統(tǒng)的物理層調(diào)制格式的革新。對比傳統(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,傳統(tǒng)數(shù)字相干信號處理技術(shù)需要相應(yīng)改進以實現(xiàn)最優(yōu)化接收,如頻偏估計,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)所帶來的影響。本文主要從判決域選取上對概率整形星座圖在非線性作用下的判決域選擇展開討論。最近幾年,機器學(xué)習(xí)方法在許多學(xué)科中展現(xiàn)了其強大的學(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。本文利用機器學(xué)習(xí)對于非線性函數(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

【文章頁數(shù)】：60 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

不同先驗概率下不同判決門限對于誤碼率的影響

電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文10大后驗概率算法得到的不同的判決門限。圖中的PS-16QAM信號基于仿真信號，紅色實線代表MLE判決算法得到的門限，而綠色實線代表了MAP判決算法得到的門限。從星座圖的形狀和判決門限的位置也可以看出，采用MAP判決算法的門限有著更好的判決效果。圖2-3MAP和MLE判決算法的判決門限對比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)字信號處理補償算法針對的都是線性效應(yīng)，而光纖中還存在著一類被稱為非線性效應(yīng)的機制。光纖非線性效應(yīng)是一系列導(dǎo)致信號畸變效應(yīng)的總稱，常見的光纖非線性效應(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)對信號有著不同的影響。如果同時考慮數(shù)種非線性效應(yīng)對于信道的影響，各種效應(yīng)交織在一起會導(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)實驗條件對非線性效應(yīng)進行了一定的簡化。考慮到SRS和SBS的產(chǎn)生需要達到一定的功率閾值（對于要求較低的SRS，其閾值大約為10mw），而實驗中光發(fā)射機功率一般不會達到該閾值，因此二者對信號的影響可以忽略不計；XPM和FWM的產(chǎn)生則分別需要多個信道/多個特定頻率的輸入光，在單信道、單輸入光條件下也可以忽略。因此本文的實驗數(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。下面將對自相位調(diào)制的產(chǎn)生原因做簡單的介紹。

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度與入射光的光場強度并非呈線性關(guān)系，而是各階張量與光場強度的冪級數(shù)相作用的形式：123PEEEEEE...(2-13)其中P表示極化強度，ε表示真空介電常數(shù)，E表示光場強度。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，所以二階極化率對于極化強度的影響比較小，可以近似忽略。將（2-13）式帶入電矢量與極化強度的關(guān)系式中，可得：203DEE(2-14)2r3E(2-15)對于光纖，其折射率n與相對介電常數(shù)εr和相對磁導(dǎo)率μr滿足關(guān)系rrn。由于光纖中μr約等于1，所以光纖實際的折射率應(yīng)當表示為：23nE(2-16)從（2-16）式可以看出，光纖的折射率會隨著入射光場強度而改變，且入射光場強度越大，折射率也越大。這一效應(yīng)被稱為克爾效應(yīng)。對于波長為λ，傳播長度為L，強度為|E|2的光信號，設(shè)克爾效應(yīng)導(dǎo)致的折射率變化量為Δn，那么光信號產(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)制會使光信號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)的星座圖對比(a)開啟自相位調(diào)制(b)關(guān)閉自相位調(diào)制


本文編號：3008371