一、Low-Driving-Voltage Optical Modulation Utilizing FWM for High-Speed Transmission Systems（论文文献综述）
臧圆茹[1]（2021）在《基于自编码器的相干光传输系统非线性损伤补偿技术研究》文中研究说明随着对网络服务需求的爆发式增长,光纤通信正朝着超高速、大容量、长距离的方向快速发展。数字相干光传输技术的应用使系统传输容量和传输距离得以提升,传输过程中的线性损伤如色度色散、偏振模色散等都可以通过接收机数字信号处理算法有效补偿,但是光纤非线性效应损伤还不能被低复杂度地有效补偿。同时,随着高谱效的高阶调制格式被越来越多的使用,需要更高的光信噪比保证信号质量,因此需要更高的入纤功率,但是这样会导致严重的非线性效应。因此,光纤非线性效应已经成为限制大容量长距离相干光传输系统性能的主要因素之一。基于自编码器作星座图几何整形以改善系统性能是近年来的新兴研究方向之一,它利用了机器学习的强大学习能力,能够学习到特定信道条件下的最优星座图,而且具有实现复杂度较低的特点。本文围绕着如何利用自编码器作几何整形来抑制光纤非线性效应和提高光调制器的输出功率等问题进行深入研究,主要研究内容如下。1、基于自编码器作星座图几何整形的光纤非线性损伤抑制方案的关键点之一是确定合适的光纤信道模型。本文对主流光纤非线性效应模型—分步傅里叶变换法、高斯噪声模型、改进型高斯噪声模型和非线性干扰噪声（NLIN,Nonlinear Interference Noise）模型进行了对比分析;依据方案机制对光纤信道模型的要求,确定采用能够反映调制格式对光纤非线性影响、准确度较高的NLIN模型作为光纤信道模型。2、针对高阶调制大容量长距离相干光传输系统性能受制于光纤非线性损伤的这一问题,设计了一种基于自编码器作星座图几何整形的光纤非线性损伤抑制方案,主要包括嵌入NLIN非线性模型的自编码器结构与星座图几何整形设计和适用于几何整形星座图的PM-64QAM（Polarization Multiplexing-64 Quadrature Amplitude Modulation）相干光接收机损伤补偿数字信号处理算法设计。该方案通过在自编码器中嵌入NLIN模型使得星座图整形到能够抑制光纤非线性损伤的形状,通过基于直流导频和单边带副载波调制的数字信号处理算法使系统线性损伤补偿等基本功能在几何整形星座图下得以实现。3×32GBaud PM-64QAM波分复用相干光传输系统仿真结果表明,所设计方案能够有效抑制光纤非线性损伤,增大系统最佳入纤功率0.5dB,并且提升误码率2E-2下的入纤功率范围2dB;传输距离延长80km。3、针对光调制器非线性调制特性限制光发射机输出功率从而劣化高阶调制系统性能的问题,设计了一种基于自编码器作几何整形的光纤非线性和光调制器非线性损伤联合抑制方案。该方案通过在自编码器中不仅嵌入NLIN光纤信道模型,还嵌入光调制器非线性特性,使得几何整形后的星座图在抑制光纤非线性损伤的同时,还能够克服光调制器的非线性调制损伤。3 ×32GBaud 64QAM波分复用相干光传输系统仿真结果表明,所设计方案能够有效抑制光纤非线性和调制器非线性损伤,可使光调制器的最大输出光功率提升3dB。
王东飞[2]（2021）在《光载射频系统中毫米波及矢量毫米波信号的光子生成技术研究》文中提出随着第五代通信系统（5G）的逐渐部署,物联网、大数据、区块链、云计算、人工智能等业务的蓬勃发展,为人们的生活和工作方式、政治、经济都提供了前所未有的体验,进而带来了对网络容量的极大需求,急剧增长的业务流量给移动通信造成了严峻的挑战。由于中低频段无线电频谱资源的日益匮乏和对高速无线宽带接入的迫切需求,让人们将目光转向了频谱资源更加充裕的高频毫米波频段。然而,采用传统电的方式来生成毫米波信号,由于有限的带宽等电子瓶颈的限制,变得愈发困难而且成本倍增,同时,高频率的信号在空中进行无线传输时,由于大气信道的衰减特性,毫米波信号的传输距离也受到了极大的制约。基于光载射频（Radio over fiber,RoF）的毫米波信号及矢量毫米波信号的产生和传输技术不仅可以更加简单灵活地产生高频载波,还可以基于光纤链路作为传输媒介来实现对毫米波信号的长距离低损耗传输,在未来的无线接入网中拥有极为广泛的应用前景。本论文围绕光载毫米波系统的实现,对高倍频因子的毫米波信号产生、矢量毫米波信号产生及矢量信号的RoF传输等方面的关键问题进行了深入的研究,所取得的主要研究成果为:1.针对高倍频毫米波信号产生过程中,结构复杂,精确同步困难,可调谐性差、系统稳定性弱、成本高的问题,提出了三种全新结构的毫米波信号生成方案。第一种方案为,采用单个马赫曾德尔调制器,无需借助光滤波器,实现了频率可调谐的四倍频毫米波信号的产生。与其他已报道的四倍频毫米波信号产生方案相比,本方案仅仅采用一个马赫曾德尔调制器,而且还不需要采用任何光学滤波器,结构更简单,可调谐性更高,在方案中演示了以10GHz的射频源为本振实现了 40GHz毫米波信号的产生。第二种方案为,采用两个马赫曾德尔调制器并联的结构,并联合光子倍频技术实现了频率可调谐的十二倍频毫米波信号的生成,在方案中演示了以10GHz的射频源为本振实现了 120GHz毫米波信号的产生。第三种方案为采用两个马赫曾德尔调制器分别与光衰减器和光移相器并联的结构,并结光子倍频技术,实现了频率可调谐的十六倍频毫米波信号的生成,在方案中演示了以10GHz的射频源为本振实现了 160GHz毫米波信号的产生。这三种方案,与已报道的光学毫米波产生方案相比,结构更简单,成本更低廉,性能更稳定,同时又无需要采用任何光学滤波器,使系统的可调带宽范围更广。2.针对未来无线接入网中业务种类、信号载频频段不断增加的发展趋势,以及调制矢量数据的毫米波在倍频时相位线性加倍所致相位失序问题,提出了一种基于预编码辅助技术的低成本新型四倍频矢量毫米波产生方案。在本方案中,基于两个马赫曾德尔调制器并联,无需采用任何光学滤波器,实现了非对称边带的四倍频矢量毫米波信号的产生。针对矢量毫米波倍频过程中,相位加倍而造成的信息失序,采用预编码技术,对发射端的矢量信号,进行预补偿,最终实现了在不改变接收端的结构和算法的情况下完成矢量毫米波信号的接收。并进行了仿真演示,采用一个20GHz的射频源基于预编码辅助技术产生了 80GHz的W波段的矢量毫米波信号,并搭载10Gbit/s和20Gbit/s的16相移键控（16 Phase Shift Keying,16PSK）信号,经光纤传输了10公里。3.针对矢量毫米波倍频过程中,相位加倍而造成的相位信息失序问题,以及借助预编码辅助技术的矢量毫米波产生方案所引起的相位星座点的欧式距离缩短的弊端,提出了四种无需预编码辅助技术的矢量毫米波信号生成方案。第一种方案为,采用两个马赫曾德尔调制器分别实现光的单边带调制,使得一个单边带信号调制矢量信息,另一个单边带信号不调制矢量信息,然后控制两个马赫曾德尔调制器间的相位差,抑制掉光载波,最后经光电探测器平方率检测实现了频率加倍,相位信息无损伤的矢量毫米波信号生成,以此方案演示生成了频率为65GHz的V波段正交频分复用（Orthogonal Frenquency Division Multiplexing,OFDM）矢量毫米波信号,并搭载不同符号速率的正交相移键控（Quaternary Phase Shift Keying,QPSK）OFDM 信号经光纤传输了 50公里。第二种方案为,采用单个马赫曾德尔调制器实现了无需预编码辅助技术、无需光学滤波器的正交频分复用矢量毫米波信号的生成。该方案相比于第一种方案结构更简单,仅采用单个马赫增德尔调制器即实现了光的双单边带调制,无需采用光滤波器,生成了频率加倍,相位无损伤的矢量毫米波信号,增加了系统的可调谐性并降低了成本,以此方案演示生成了频率为30GHz的OFDM矢量毫米波信号,并搭载不同符号速率的16进制正交幅度调制（16 Quadrature Amplitude Modulation,16QAM）OFDM 信号经光纤传输了 20公里。为了进一步简化结构,降低系统的复杂度,提出的第三种方案为基于两个并行相位调制器的正交频分复用矢量毫米波信号产生。相位调制器由于不存在直流偏置电压,而无需采用额外的电子线路来控制偏置点的漂移,相位调制器相比于马赫增德尔调制器插入损耗更低,以此方案演示生成了频率为50GHz QPSK调制的OFDM矢量毫米波信号,所产生的OFDM矢量毫米波搭载了符号速率为2.5Gbaud/s和5Gbaud/s的QPSK信号进行了背靠背和10公里光纤传输。第四种方案为基于单相位调制器、无预编码辅助技术的多频率矢量毫米波产生方案。在方案中,仅采用了一个相位调制器来实现多频率调制和未调制光边带信号的产生,根据不同需求,采用波长选择开关来选取不同频率间隔的两个光边带信号拍频来产生多频率的矢量毫米波信号。所选择的两个光副载波具有不对称的阶数,并且可以有几种不同的组合,如（-1,2）,（-1,3）,（-2,1）,（-3,1）等等,本方案中以非对称光边带（-2,1）这种组合为例,基于光通信模拟软件仿真产生了频率为48GHz QPSK调制的矢量毫米波信号,所产生的矢量毫米波搭载了符号速率为1Gbaud/s和2Gbaud/s的QPSK信号进行了背靠背和20km传输。
顾金波[3]（2021）在《水下蓝光LED视频传输系统设计与实现》文中研究说明近年来,人们在海洋资源勘探、海洋环境监测等领域的研究不断深入,一些部署在水下的机器人和智能传感器也逐渐增多。因此,作为这些领域重要的技术支撑,水下无线通信迫切需要实现更高带宽和更大容量的数据传输。目前应用最成熟的水下无线通信方案是水声通信,但它存在传输速率低、延时高和收发设备体积大的缺点,并且其使用的声呐设备对水下生物有害。由于海水的电导性,电磁波信号在水下传播时会受到严重的衰减,导致水下射频（RF）通信的传输距离受限,而且电磁波的发射需要很高的功率,也不太适用于水下高速无线通信的场景。基于LED的水下可见光通信是水下无线通信领域一种新的技术,具有高传输带宽、高传输速率、低链路延时和高安全性的优点,目前正受到相关领域科研工作者的密切关注。本课题立足于水下资源勘探和水下环境监测等场景下的实际需求,对水下可见光通信技术进行了研究,设计实现了基于蓝光LED的水下高清视频图像采集和传输系统,并进行了相关测试和验证,论文的主要工作概述如下:（1）通过讨论海洋中四种不同物质对可见光的吸收和散射效应,探究了海水的光学特性,并得出了光在海水中传播时的总衰减模型。在此基础上仿真得出适合在深海水域传播的光波段,为光源的选择及系统方案的设计提供理论依靠。（2）对相干光调制和强度调制两种主要的光通信调制技术在系统复杂度方面进行了对比,并详细阐述了强度调制/直接检测技术中几种主要调制解调方案的原理,选择了在能量效率和抗干扰性能等方面更具优势的PPM调制方案。（3）对LED的各项特性进行了分析,设计了蓝光LED驱动电路,通过硬件预均衡技术提高了LED的调制带宽;利用STM32嵌入式系统实现了RTSP协议,完成了对网络摄像机的控制,然后由FPGA完成对视频数据的调制和发射。（4）设计并制作了高速AD采样模块和以太网通信电路模块,并完成FPGA与上位机的网口通信;研究分析了时域均衡技术的原理,基于Verilog语言设计实现了LMS算法自适应数字滤波器。（5）完成整套蓝光LED视频传输系统的搭建,在水下环境中对系统进行了误码率测试和性能分析,并进行了视频图像的采集传输测试。实验结果表明,系统可在水下1.2米距离内进行可靠通信,传输速率为20Mbps;同时,系统可以完成水下高清视频图像的采集和实时传输。
徐贵勇[4]（2021）在《半导体光放大器的增益饱和特性及波长转换技术的理论研究》文中研究说明光纤通信是为当今电信网络的最终用户提供宽带服务的驱动力之一,能够覆盖更大的地理区域,光纤被用作传输介质,与传统双绞线电缆的铜线相比,具有很多优点,比如光纤的线径细、重量轻、原料丰富,有利于资源利用,正是这些优点是使人们的日常生活变得轻松。为了支持不断增长的互联网流量和多媒体通信服务,未来的光接入网系统将具有超高传输速度和超大容量的特点。目前接入网面临着光网络不透明、频谱效率低、带宽严重不足等问题,为了解决这一系列问题,本文提出利用易集成的半导体光放大器为波长转换提供一种透明光网络方案;利用高阶调制方案替代传统的直接调制来提高频谱效率;利用相干检测技术接收高阶调制信号并为‘λ-to-the-user’提供一种可行性方案,从而缓解目前带宽严重不足的问题。全文的主要工作有以下几个方面:1、建立基于迭代算法的稳态模型。以半导体光放大器（Semiconductor optical amplifier,SOA）宽带理论模型为基础,在考虑载流子浓度和放大自发辐射噪声变化的情况下,对In P-In Ga As P均匀掩埋的半导体光放大器建立了一种有效的数学模型,实时更新其载流子浓度、放大自发辐射噪声、受激辐射等参数,最终通过该稳态模型得到了在一定偏置电流、输入功率下,器件的增益和噪声指数。2、利用SOA来实现快速波长转换。在前期建立的SOA宽带模型的基础上,进一步分析波长转换中SOA四波混频的理论模型,并对该理论在10 Gb/s传输速率下进行全光波长转换的理论验证实验,并针对某一信道实现波长转换;然后进一步搭建了4×10Gb/s的双向传输系统,通过观察其在多信道下的传输误码率和眼图来分析系统的传输性能。3、实现差分相移键控（Differential phase shift keying,DPSK）高阶调制的相干检测。首先讨论了光调制的工作原理,对基于强度调制和相位调制下的几种新型调制格式进行了仿真研究,通过理论分析对比几种调制格式的优劣。然后利用DPSK调制和解调方案,在40 Gb/s传输速率下对平衡检测和相干检测方案进行对比,进一步验证相干检测在误码率、接收机灵敏度等方面的优势。
丁敏[5]（2021）在《光域信号逻辑及安全传输方案研究》文中进行了进一步梳理微电子技术由于自身物理机制的限制,在数据处理速率方面存在应用瓶颈。光信号处理技术可在光域中实现信息的变化处理,具备高速的信息处理能力。而光域信号逻辑作为光信号处理技术中的核心部分,它在很多的领域均有应用。特别地,异或逻辑运算利用其互逆性的特点能够实现对信息的加密处理,该加密算法具有操作简单,效率高等优点。因此,关于光逻辑门的设计方案及其在加密中的应用具有很大的研究价值。本文将主要围绕高速率的光域信号逻辑设计方案和其在保密通信系统中的应用展开深入的研究和分析。主要的研究工作如下:（1）结合经典的杨氏双缝干涉实验,引入类双缝干涉的概念并在此基础上提出了一种基于双驱马赫曾德尔调制器结构的光域信号逻辑方案,通过控制两束相干光的相位差来产生所需的光强。此外,还对AND、OR、NAND、NOR、XNOR和XOR六种基本的光逻辑门进行了参数配置与性能优化。实验成功验证了信号速率为32Gbit/s时六种基本的光域信号逻辑运算。该方案的特点是仅利用一个结构简单的双驱马赫曾德尔调制器即可实现基本的光域逻辑信号,并且使用一套实验设备可以重构多达24种逻辑信号。另外,在调制器和探测器带宽足够高的情况下,利用该方案生成的逻辑信号的速率可达到100Gbit/s。综上所述,所提的方案具有结构简单、成本低、可重构及高速率等优点。（2）提出了基于强度调制器传递曲线非单调特性的光逻辑门实现方案。通过控制强度调制器偏置点的位置,实现信号由四态到两态的转化并通过计算可以得到六个基本逻辑门的参数配置。在此基础上对该方案的参数配置进行了优化,以使逻辑输出信号的消光比达到最佳。实验验证了速率为 1 8Gbit/s 时 AND、OR、NAND、NOR、XNOR和XOR的波形图与眼图,并深入探究了影响信号质量的主要因素。（3）提出了基于信号伪装加密的物理安全光传输方案。通过对调制后的QPSK信号进行“切割”使其伪装成16QAM信号进行传输。并在此基础上,对伪装后的信号进行异或逻辑加密,通过两次加密处理使得信号安全传输。仿真平台验证了该方案的有效性并做了相应的性能分析,其结果表明,在没有密钥情况下,非法窃取方无法得到有用信息。
刘晓[6]（2021）在《QPSK调制格式全光信号处理实验研究》文中提出随着近年来互联网新兴业务的快速发展,网络中的通信流量呈现爆炸式增长的态势,建立一个超高速、长距离和大容量的光通信网络成为研究的热点。而传统的光网络是基于电层交换的网络系统,需要在光网络节点处进行“光-电-光”的转换,随着网络中流量的急剧增长,“电子瓶颈”终将制约光通信系统的高速传输,全光信号处理技术因其能够充分利用光域处理的大带宽以及减小电光转换过程的处理时延等优势,成为当前的研究热点之一。QPSK调制格式由于其优越的传输特性成为光通信系统中常用的调制格式之一,同时凭借其较强的抗干扰性和较高的频谱利用率成为长距离光传输网络中的主要调制格式。QPSK调制格式的光信号在高速灵活的光传输网络中应用十分广泛,因此QPSK调制格式全光信号处理实验研究意义重大。本论文的主要研究工作和内容如下:数字信号处理算法实现及其实验研究。信号调制及接收过程中可能导致信号IQ失衡,影响后续信号判决,需实现IQ正交化算法对其纠正;全光信号处理实验系统中的收发端时钟分离,需实现时钟同步算法解决信号时钟不同步的问题;环境不稳定等因素会使光信号在传输过程中发生中心频率偏移的现象,并且不能保证信号发射端激光器和本振激光器的中心频率完全相同,同时由于激光器会不可避免地存在线宽,这些情况都会引发信号在星座图复平面内发生旋转,从而降低信号判决的正确性,需实现载波恢复算法解决上述问题。本论文通过对DSP算法进行深入的理论研究,设计实现了全光信号处理实验中需用到的IQ正交化算法、时钟同步算法、载波恢复算法和判决解码算法,并搭建仿真系统验证了 DSP算法的正确性。本人通过搭建QPSK背靠背传输系统实验平台,利用DSP算法对实验平台的不同信号调制方案进行性能分析,最终选择具有更好信号质量的集成IQ调制器来进行光信号的调制,为进行全光格式转换实验打下基础。QPSK向BPSK全光格式转换实验。QPSK光信号是长距离广域网中常用的高阶调制格式之一,而BPSK信号因其抗噪性能好、更易接收等性能,成为短距离接入网中常用的调制格式之一。在网络节点处,利用全光信号处理技术对信号进行格式化,将信号从高阶转换为低阶调制格式,已成为重要的研究热点。本论文首先介绍了格式转换的FWM效应和PSA过程,并对其原理进行了理论推导。其次介绍了基于正交分解原理和基于相位擦除原理的全光格式转换方案,分别搭建了基于这两个转换方案的实验系统,通过频谱图和星座图验证了实验系统的准确性。在此基础上,利用DSP算法获得正确的比特流结果,验证了转换方案的可行性,为后续实现更加灵活高速的全光信号处理实验研究奠定了基础。
李隆胜[7]（2020）在《面向5G移动前传的数字与模拟光纤传输关键技术》文中研究表明2018年,3GPP Release 15的冻结标志着第一个可商用的5G标准正式确立。随后,于2020年冻结的Release 16进一步丰富了5G应用场景,加快了全球5G部署进程。传统分布式无线接入网（D-RAN）基于宏基站组网,基站具有完整的基带处理功能。为节省无线接入网建设与运维成本,5G独立组网对集中化无线接入网架构（C-RAN）进行了重构,基带处理功能被解耦并分配到中央单元（CU）、分布单元（DU）和射频单元（RU）,其中DU与RU之间的数据传输由光纤前传链路（fronthaul）承载。“5G部署,承载先行”,前传需提供大容量、高谱效率、低时延与高保真的传输性能且保持低成本,是5G组网中极具挑战的关键环节。前传解决方案可分为基于通用公共无线接口（CPRI）或演进版CPRI（e CPRI）的数字传输、模拟光载无线电（Ro F）传输以及数字模拟集成传输三类技术。本文围绕前传传输性能需求,针对上述三类前传技术方向开展了研究,其关键问题、主要学术贡献及创新点如下:一、面向CPRI数字前传的跃变四电平幅度调制技术基于下一代无源光网络（NG-PON）承载的CPRI链路中,低成本、低带宽器件的使用会造成高带宽信号的畸变,且PAM4等高阶调制格式的引入也会导致链路抗噪声能力降低。CPRI对传输链路的10-12误码率要求给NG-PON带来了巨大的挑战。本文提出了跃变四电平幅度调制（T-PAM4）的光调制格式以提升高速PON传输的可靠性与功率预算并满足CPRI的严苛误码率要求。T-PAM4符号由工作在2倍过采样的数模转换器（DAC）结合特殊设计的电平映射产生,接收端基于2倍过采样对T-PAM4进行二维判决以提升信号的抗噪声性能。实验验证了T-PAM4相较PAM4有5-d B的灵敏度提升。此外,该方案具有较低的硬件实现成本与计算复杂度。二、面向e CPRI数字前传的弹性量化技术相较于CPRI标准,5G前传最新标准e CPRI中传输的数据主要为量化后的频域无线IQ信号,具有更低的带宽开销。然而,采用e CPRI将导致前传数据量随无线网络负载的波动而动态变化。在满足前传峰值请求速率的前提下,过大的负载波动将导致前传带宽部署的冗余,影响了传输效率。此外,无线信道具有时变与频率选择性的功率衰落,加剧了上行IQ信号的量化噪声。针对以上问题,本文进行了如下研究:1)理论分析了频域IQ信号量化后的数据冗余度,提出了一种新型的弹性量化精度方案以缓解e CPRI前传流量的动态特性,减少冗余带宽部署。利用e CPRI功能划分的优势,该方案根据IQ信号的无线信号质量与前传实时负载,自适应地调整IQ信号的量化精度。本工作主要贡献为搭设了符合3GPP标准的无线接入仿真系统,其结果为方案的实际应用提供了可靠的参考价值。系统实现了Low-MAC层与物理层基带功能及无线信道的传输,实验实现了前传IQ信号数据通过光链路的传输。结果表明仅以满载时牺牲1.2～1.9%的终端速率为代价,方案降低了～40%的前传峰值速率,提升了传输效率并节约了链路带宽。此外,本方案基于5G前传广泛部署的e CPRI,比基于CPRI的传输与压缩技术更具实际应用价值。2)理论分析了无线信道衰落对e CPRI前传量化噪声的影响,并据此提出了利用无线系统已有的信道估计结果或解调参考信号对IQ信号进行补偿的方案。该方案在低计算复杂度的基础上能够抑制前传量化噪声高达6.5 d B,可显着提升e CPRI对无线信号的保真度,该效果优于现有针对CPRI的时域补偿方案。三、基于模拟前传的片段时分复用传输技术相较于数字前传,模拟Ro F前传具有更高的传输谱效率。将多路无线IQ信号合并为单路高速模拟信号的复用技术是模拟前传中的关键问题,其中低复杂度的模拟TDM技术是备受业界青睐的候选方案。综合考虑5G多天线（MIMO）场景与低时延要求,TDM方案可采用MIMO信号采样点交织排列的技术以缩短复用时延。该技术依靠大量保护间隔时隙和变频结构来消除光纤传输后采样点间的干扰,分别导致链路传输效率的下降和复杂度上升。本文相应工作如下:1)理论分析了模拟TDM光纤传输对MIMO信号损伤,并针对MIMO交织TDM中采用过多保护时隙导致传输带宽浪费的问题,提出以信号片段为时分复用粒度的改进方案（Se-TDM）。该方案拥有低复杂度的系统结构,在传输谱效率与时延性能间取得平衡。在等效162-Gbps CPRI速率的模拟TDM传输实验中,该方案将传输谱效率提升21%,且支持的QAM阶数从64提升至256。2)提出了一种无变频操作的MIMO交织方案,进一步简化了前传复用结构,并通过理论分析和实验证明了该方案能够实现相同于现有技术的干扰消除效果。该方案直接复用基带IQ信号,更易于减小复用后的信号带宽,提升频谱效率。四、面向数字模拟集成传输的频谱零点填充技术单波长集成共传数字、模拟信号能够实现二者优势互补。集成传输面临硬件结构复杂、谱效率低和信号参数不兼容行业标准等问题。为此,本文开展如下研究:提出了频谱零点填充的集成传输方案,其创新点在于利用56-Gbps PAM4信号在28 GHz处固有的频谱零点,插入5G毫米波射频信号以实现无频谱间隔的高谱效率集成传输;方案中数字信号只需低成本低精度DAC产生,且数字和模拟射频信号分别遵从NG-EPON和5G标准;理论推导了光纤色散对集成传输系统中模拟射频信号质量的影响,并实验演示了频段选择策略以最大化模拟信号传输带宽;基于首次提出的发射机结构,实现了56-Gbps PAM4叠加10×400-MHz模拟射频信号的25-km传输,为目前报道的强度调制直检集成传输方案中最高的容量。综上所述,本文通过理论分析、仿真与实验验证对前传传输中的关键技术开展了一系列研究,为促进光纤承载的5G移动前传演进提供可行的参考方案。
罗鸣[8]（2020）在《新型超高速、超大容量光纤通信系统架构的研究》文中进行了进一步梳理超高速、超大容量光纤通信系统架构是光纤通信最基础和最重要的工程科技问题。单信道传输速率从40Gbit/s提高至100Gbit/s甚至1Tbit/s已经成为必然趋势。业界亟待新的系统架构和技术导入以实现传输性能和容量的革命性提升。针对以上这些问题,本文对新型超高速、超大容量光纤通信系统架构中最重要的三个方面:相干光超大容量光纤传输系统架构、超高速强度调制直接检测（IM-DD）城域网系统架构以及超大容量相干波分复用无源光网络（WDM-PON）系统架构开展了一系列理论与实验研究。在相干光超大容量光纤传输系统架构方面,如何提高单纤传输容量是最核心的问题。随着单模光纤传输容量的潜力即将耗尽,为了进一步提升传输容量,空分复用光纤传输系统的关键技术成为该领域研究的重点。在超高速IM-DD城域网系统架构方面,随着PAM-4调制格式脱颖而出,迅速进入商用阶段,研究如何利用新型数字信号处理算法优化和改进PAM-4调制格式的发送与接收性能成为学术界研究的热点问题。在超大容量相干WDM-PON系统架构方面,由于简化型相干结构与经典相干结构各有其优势,有必要在研究新型简化相干接收技术并将其引入WDM-PON架构的同时积极推进经典相干收发技术在WDM-PON系统中的应用。本文主要成果与创新点如下:（1）针对新型超大容量光纤传输系统架构的特点,提出运用DFT-S OFDM调制格式,在达到高频谱效率的同时,实现信号峰均功率比（PAPR）的降低,减轻光电器件和光纤传输中的非线性效应,并结合该调制格式实现了一系列相干光超大容量光纤传输系统实验。（2）在超大容量空分复用光纤传输系统领域,本文设计制造了一种3模式光纤,提出了利用同步头一致性校验峰值确定少模光纤中模式耦合和模式色散参数的创新方法,并由此确定了应用于少模光纤传输实验中DFT-S OFDM信号循环前缀的长度数值,设计实施了200Tbit/s相干光信号1公里少模光纤传输系统实验。在单模多芯光纤传输方面,分别本文沿着提升纤芯数量的技术路线先后设计制造了低耦合系数的单模7芯光纤和单模19芯光纤,分别实施了560Tbit/s相干光信号10公里传输系统实验以及1.068Pbit/s相干光信号单模19芯光纤传输系统实验。（3）为改进PAM-4调制的发送性能,提出了双二进制编码PAM-4调制格式,从而达到压缩PAM-4信号频谱宽度、提升频谱效率以及降低光纤色散和器件带宽对信号传输性能限制的目的。设计并实施了单通道112Gbit/s双二进制编码PAM-4信号12公里单模光纤传输实验,接收端仅使用一个50GSa/s采样速率的ADC模数转换器,系统整体的-3d B带宽仅为20GHz。在PAM-4信号的接收端,提出了一种较为简化的基于神经网络的非线性均衡接收算法,希望通过该算法提升PAM-4信号的接收性能。设计并实施了基于该神经网络接收算法的4×50 Gbit/s PAM-4信号传输80公里标准单模光纤实验,验证了该算法的可行性,且接收性能相比于常用的基于Volterra滤波器的非线性均衡算法获得了2d B的提升。（4）提出了一种简化型相干检测结构,降低了相干接收系统的成本与复杂度。紧接着,分别基于简化型相干结构和经典相干结构设计了新型超大容量相干WDM-PON系统架构。并针对这两种新型相干WDM-PON系统架构分别进行了实验验证,为相干接收技术在光接入网中的应用提供了有益的指导。实验结果形成的论文在2019年获得国际光通信领域顶级学术会议OFC高分论文称号。
董茹阳[9]（2020）在《基于受激布里渊散射的全光微波信号产生技术研究》文中指出结合微波技术和光子技术的优势,微波光子技术对微波技术的应用提供了新的方法和途径,其中微波光子信号的产生是一个关键和基础。对于微波信号产生,光电振荡器（OEO）或耦合式光电振荡器（COEO）可以产生高稳定性和高谱纯度的微波信号而备受关注。然而,这一类系统中的电子微波器件限制了系统的操作带宽。因此,若采用纯光学手段的全光微波振荡器,可以克服电子微波器件给实验系统带来的不利影响,有利于获得高频微波信号,且易于配合光子系统联用。针对振荡器结构中的选频和反馈两个核心机制,本论文研究了以受激布里渊散射（SBS）作为光域选频机理,半导体光放大器的光-光调制特性实现全光反馈。提出了基于SBS选频的全光微波振荡器结构,并实现光子微波信号产生。论文研究工作包括以下两个部分:提出采用有源小环辅助滤波的全光微波振荡器的研究方案。该方案中,利用布里渊边带选择放大技术实现振荡频率的选择,半导体光放大器（SOA）实现光包络检波和反馈调制。利用有源环形谐振腔（ARRC）作为高品质可调光学梳状滤波器,选择一个微波振荡模式,从而产生单模振荡信号。实验中获得了频率为10.83 GHz、边模抑制比约为48 d B的单模微波信号。此外,通过调整光源的波长可以实现系统的可调谐性。提出基于SBS的耦合式全光微波振荡器的研究方案。在该方案中,光纤环形激光器为微波频率选择提供了一套频率参考基准。同时,它还可以作为一个高品质的有源谐振腔来优化相位噪声性能。通过将腔模转移到光载波上,采用受激布里渊散射对部分腔模进行选择性放大,从而初步选择了振荡频率。利用光纤环形激光器中的SOA实现光包络检测和反馈调制。一旦振荡系统闭合并开始振荡,就会产生高稳定性、高质量的单模微波信号。通过改变布里渊泵浦光的波长,可以得到从2 GHz到26 GHz的连续可调谐的微波信号,其单边带相位噪声约为-90 d Bc/Hz@10k Hz。本论文的相关研究充分利用了微波光子技术,为未来全光微波光子系统提供了新的思路。
蒋林[10]（2020）在《多维光纤通信系统中信号性能监测与均衡》文中研究指明近年来,随着人工智能、互联网+、大数据、云计算等多种信息技术的迅猛发展,以及全球宽带用户数量不断增多和智能终端种类的日益繁多,共同造成了网络数据流量呈现爆发增长趋势。以至于光纤通信系统需要不断扩容和升级来满足日益增长的数据流量需求。目前光纤通信系统主要从偏振维度、波长维度、空间维度、时间维度、调制格式维度等五个物理维度出发,探索单个维度以及多个维度联合提升光纤传输容量,即目前研究最为广泛的多维光纤通信系统。多维光纤通信系统的信号包含多个维度的信息,传统直接检测技术仅能探测光信号的强度信息无法适用于多维光纤通信系统。与直接检测技术相比,相干检测技术可完整获取信号的强度、相位、偏振、波长等相关信息,从而使各种维度信息能够被完整解调出来。然后通过接收端的数字信号处理模块对系统参数及性能进行监测、传输链路损伤进行均衡与补偿。在多维光纤通信系统的发射端被要求能够根据不同的链路条件和服务质量需求,动态改变调制格式、符号率、前向纠错编码等,以至于在接收端被期望在无任何先验信息的情况下自适应的获取调制格式信息。此外未来多维光纤通信系统的传输链路可能会根据整个网络需求灵活的动态的配置以至于传输链路的长度出现变化,以及由于传输链路中光纤老化、制造工艺与光纤类型不一致、链路节点功率波动等造成链路相关参量出现变化而致使损伤补偿不精准造成性能严重下降。因此精准的监测链路相关参数并补偿相应损伤在多维光纤通信系统中将至关重要。本文围绕多维光纤通信系统信号性能监测与均衡技术,主要开展了三个方面的研究:光调制格式监测、色散监测与均衡以及非线性损伤监测与均衡。具体相关工作描述如下:1、针对多维光纤通信系统发射端根据链路需求自主改变调制格式信息的情况,提出了三种光调制格式监测方案自适应的获取调制格式信息以优化信号解调。利用快速密度聚类算法监测调制格式在斯托克斯平面中簇点个数,实现了多种主流调制格式PDM-BPSK/-QPSK/-8PSK/-8QAM/-16PSK/-16QAM的高精度监控。实验结果表明,对所有调制格式都可在7%FEC阈值下实现95%的识别率,并且相对于传统的OPTICS和DBSCAN算法具有更低的复杂度和更高的识别精度。利用调制格式之间的强度波形轮廓不相同的特征通过傅里叶级数拟合辅助,在仿真和实验系统中,实现了多种高阶调制格式信号PDM-QPSK/-8QAM/-16QAM/-32QAM/-64QAM的识别并且监测精度相对较高（在7%FEC阈值下实现100%的识别率）。通过考虑强度噪声特性,进一步提升了调制格式的监测精度（在20%FEC阈值下实现100%的识别率）,并验证了该方案对非线性具有很高的容忍性。（第3章）2、针对多维光纤通信系统传输链路跨段之间色散因子不一致、链路长度动态变化等因素造成链路累积色散变化的情况,提出了快速的自适应的两级色散监测与均衡算法。该算法第一级为粗估计操作,通过采用信号功率自相关方程确定粗估计色散区间;第二级精细估计操作根据该色散区间使用修改的恒常模方程获取精准的链路累积色散值,并对链路色散效应进行均衡。仿真和实验结果表明,在40/112Gbit/s PDM-QPSK和80/224Gbit/s PDM-16QAM系统中该算法可实现监测误差小于40ps/nm的高精度色散监测。并且可容忍很大范围的偏振模色散影响,在偏振模色散小于10ps范围内性能都保持不变。与传统的MCMA算法相比较,在色散监测精度相同的情况下时间复杂度仅为7%。（第4章）3、针对多维光纤传输系统传输链路跨段之间非线性因子不一致、节点功率波动等因素造成非线性补偿不精准的情况,提出了两种非线性损伤监测与均衡算法。一种是基于强度噪声方差的非线性参数监测与均衡算法,在40/112Gbit/s PDM-QPSK和224Gbit/s PDM-16QAM的仿真与实验系统中验证了算法的有效性和可行性。结果表明,该算法与基于相位噪声方差的方案相比,不需要重复使用频率偏移补偿算法以及载波相位恢复算法,因此可大幅度节约计算资源并具有更低的复杂度。相比于只补偿色散的情况发射功率可提升～2d B;另一种是基于Godard’s error的非线性多参量联合监测与均衡方案,在国际上首次实现了接收端功率、非线性因子、以及非线性补偿参数等多个参量的联合监测与均衡。并在传输距离为1040km的256Gbit/s PDM-16QAM的实验系统中验证了多参量联合监测方案的性能。（第5章）4、针对多维光纤传输系统相位共轭传输链路中相位共轭器需要严格放置在中间点进而严重影响其实用性的情况,提出基于KNN算法辅助的非线性损伤均衡方案,分别在两种光纤传输链路中进行仿真验证。在传输距离为800km的112Gbit/s 16QAM的色散管理相位共轭传输链路中,可使相位共轭器偏离中间点位置40km而性能不下降,相比于传统的对称传输系统,可提升相位共轭器在系统中～10%的灵活度;在传输距离为1200km的112Gbit/s 16QAM基于色散位移光纤的相位共轭传输链路中,可使相位共轭器可偏离中间点位置100km而不损失性能。相比于传统的对称传输系统,可提升相位共轭器在系统中～15.6%的灵活度。（第5章）综上所述,针对多维光纤通信系统发射端根据链路需求自主改变调制格式而接收端无法获取调制格式信息的情况,以及传输链路光纤老化、制造工艺与光纤类型不一致、链路节点功率波动等造成链路相关参量出现变化而致使损伤补偿不精准造成性能严重下降。本文围绕多维光纤通信系统信号性能监测与均衡技术,实现了光调制格式监测、色散监测与均衡以及非线性损伤监测与均衡。对提升光纤传输系统的智能化和实用化具有一定的参考意义。
二、Low-Driving-Voltage Optical Modulation Utilizing FWM for High-Speed Transmission Systems（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、Low-Driving-Voltage Optical Modulation Utilizing FWM for High-Speed Transmission Systems（论文提纲范文）
（1）基于自编码器的相干光传输系统非线性损伤补偿技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.1.1 大容量相干光传输系统非线性损伤补偿技术发展趋势与研究意义 |
| 1.1.2 大容量相干光传输系统非线性损伤补偿技术研究现状和主要问题 |
| 1.2 本论文的研究内容及章节安排 |
| 第二章 主流光纤非线性效应模型的对比分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 光纤非线性效应 |
| 2.3 主流光纤非线性模型对比分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 基于自编码器作几何整形抑制光纤非线性效应的方案设计 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 基于自编码器作几何整形抑制光纤非线性损伤的系统方案设计 |
| 3.2.1 自编码器作几何整形抑制光纤非线性损伤的原理 |
| 3.2.2 基于自编码器作几何整形抑制光纤非线性损伤的系统方案设计 |
| 3.3 基于导频的几何整形系统DSP方案设计 |
| 3.3.1 SSB副载波的调制与导频插入 |
| 3.3.2 基于直流导频的频偏估计 |
| 3.3.3 基于直流导频的偏振解复用 |
| 3.3.4 基于直流导频的相位估计 |
| 3.3.5 SSB副载波解调 |
| 3.3.6 RDE自适应均衡 |
| 3.3.7 KNN符号判决 |
| 3.4 仿真分析 |
| 3.4.1 基于自编码器作几何整形的非线性抑制方案的仿真系统模型 |
| 3.4.2 仿真结果与分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 基于自编码器的调制器非线性与光纤非线性损伤联合抑制方案设计 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 MZM非线性调制特性抑制必要性 |
| 4.3 基于自编码器的调制器非线性与光纤非线性损伤联合抑制方案设计 |
| 4.4 仿真分析 |
| 4.4.1 基于自编码器的非线性效应联合抑制方案的仿真系统模型 |
| 4.4.2 仿真结果与分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 工作总结 |
| 5.2 未来展望 |
| 参考文献 |
| 词汇缩写索引 |
| 致谢 |
| 攻读硕士期间发表学术论文和参与科研项目情况 |
（2）光载射频系统中毫米波及矢量毫米波信号的光子生成技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 毫米波光载射频系统的关键技术及研究现状 |
| 1.2.1 光载毫米波系统的基本架构 |
| 1.2.2 毫米波信号倍频技术的研究现状 |
| 1.2.3 光生矢量毫米波信号的研究现状 |
| 1.3 论文研究内容与创新点 |
| 1.4 论文组织结构及章节安排 |
| 第二章 基于外调制器光生毫米波系统的基础理论 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 光外调制器的基本原理 |
| 2.2.1 相位调制器 |
| 2.2.2 马赫曾德尔调制器 |
| 2.3 外调制器的基本调制方式 |
| 2.3.1 光双边带调制 |
| 2.3.2 光单边带调制 |
| 2.3.3 光载波抑制调制 |
| 2.3.4 光偶数边带调制 |
| 2.3.5 光奇数边带调制 |
| 2.4 预编码辅助技术 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 基于外调制器的可调谐毫米波信号产生技术研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 基于单MZM频率可调的四倍频毫米波信号产生方案 |
| 3.2.1 基本结构与工作原理 |
| 3.2.2 仿真验证及结果分析 |
| 3.3 基于DPMZM无需光滤波器的十二倍频毫米波产生方案 |
| 3.3.1 基本结构与工作原理 |
| 3.3.2 仿真验证及结果分析 |
| 3.4 基于双MZM无需光学滤波器的十六倍频毫米波信号产生方案 |
| 3.4.1 基本结构与工作原理 |
| 3.4.2 仿真验证及结果分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 基于预编码辅助技术的矢量毫米波产生技术研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 光纤色度色散对光载毫米波信号的影响 |
| 4.3 基于预编码辅助技术的新型四倍频毫米波产生方案 |
| 4.3.1 基本结构与工作原理 |
| 4.3.2 仿真验证及结果分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 无预编码辅助技术的矢量毫米波产生技术研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 基于DPMZM无预编码的V波段OFDM矢量毫米波产生方案 |
| 5.2.1 基本结构与工作原理 |
| 5.2.2 仿真验证及结果分析 |
| 5.3 基于单个MZM无预编码的OFDM矢量毫米波产生方案 |
| 5.3.1 基本结构与工作原理 |
| 5.3.2 仿真验证及结果分析 |
| 5.4 基于两个并行相位调制器的OFDM矢量毫米波产生 |
| 5.4.1 基本结构与工作原理 |
| 5.4.2 仿真验证及结果分析 |
| 5.5 基于单相位调制器无预编码的矢量毫米波产生方案 |
| 5.5.1 基本结构与工作原理 |
| 5.5.2 仿真验证及结果分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 论文工作总结 |
| 6.2 未来工作展望 |
| 参考文献 |
| 缩略词对照表 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间取得的研究成果 |
（3）水下蓝光LED视频传输系统设计与实现（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 水下无线通信技术的发展 |
| §1.3 水下可见光通信的国内外研究现状 |
| §1.4 研究内容及章节安排 |
| 第二章 水下可见光通信信道特性分析 |
| §2.1 海水的光学特性 |
| §2.1.1 吸收效应 |
| §2.1.2 散射效应 |
| §2.2 海水总衰减模型 |
| §2.3 本章小结 |
| 第三章 水下光通信调制技术 |
| §3.1 相干光调制技术 |
| §3.2 强度调制技术 |
| §3.3 本章小结 |
| 第四章 蓝光LED视频传输发射系统设计 |
| §4.1 发射系统设计方案 |
| §4.2 LED的特性分析 |
| §4.2.1 LED的结构原理 |
| §4.2.2 LED的伏安特性 |
| §4.2.3 LED的功率特性 |
| §4.2.4 LED的调制特性 |
| §4.3 光源的选择及驱动电路设计 |
| §4.4 硬件预均衡技术 |
| §4.4.1 硬件预均衡技术原理 |
| §4.4.2 几种硬件预均衡技术的分析比较 |
| §4.4.3 桥T型幅度均衡器的电路实现 |
| §4.5 STM32嵌入式系统部分设计 |
| §4.5.1 STM32 系统硬件设计 |
| §4.5.2 RTSP协议的介绍 |
| §4.5.3 STM32 嵌入式程序设计 |
| §4.6 发送端FPGA逻辑设计 |
| §4.6.1 FPGA开发流程 |
| §4.6.2 发送端FPGA逻辑设计 |
| §4.7 本章小结 |
| 第五章 蓝光LED视频传输接收系统设计 |
| §5.1 接收系统设计方案 |
| §5.2 高速AD模块设计 |
| §5.3 以太网通信模块设计 |
| §5.4 时域均衡技术 |
| §5.4.1 时域均衡的原理 |
| §5.4.2 LMS自适应算法的介绍 |
| §5.4.3 自适应均衡器的仿真与实现 |
| §5.5 接收端FPGA逻辑设计 |
| §5.6 本章小结 |
| 第六章 系统测试与分析 |
| §6.1 水下通信误码性能测试 |
| §6.2 水下视频传输与播放测试 |
| §6.3 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| §7.1 总结 |
| §7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者在攻读硕士期间的主要研究成果 |
（4）半导体光放大器的增益饱和特性及波长转换技术的理论研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 光纤通信技术的发展 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 光纤通信系统中的新型调制格式 |
| 1.2.2 全光网络波长转换技术的研究概况 |
| 1.3 本课题的研究内容 |
| 第二章 基于迭代算法的半导体光放大器模型构建 |
| 2.1 半导体光放大器的结构和工作原理 |
| 2.2 半导体光放大器基础理论方程 |
| 2.2.1 常用的半导体光放大器模型介绍 |
| 2.2.2 半导体光放大器材料模型介绍 |
| 2.2.3 半导体光放大器行波方程 |
| 2.2.4 半导体光放大器载流子密度速率方程 |
| 2.3 半导体光放大器模型的增益饱和特性分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 利用SOA-FWM效应波长转换的单纤双向传输研究 |
| 3.1 基于半导体光放大器四波混频的波长转换研究 |
| 3.1.1 半导体光放大器四波混频的理论基础 |
| 3.1.2 基于半导体光放大器四波混频波长转换的仿真研究 |
| 3.1.3 波长转换结果与分析 |
| 3.2 基于波长转换的单纤双向光纤通信系统 |
| 3.2.1 单纤双向传输系统 |
| 3.2.2 基于波长转换的单ONU单纤双向传输性能分析 |
| 3.2.3 基于波长转换的多ONU4×10 Gb/s单纤双向传输性能分析 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 DPSK编码原理及40 Gb/s DPSK系统仿真 |
| 4.1 光调制原理 |
| 4.1.1 基于强度调制的新型光调制格式 |
| 4.1.2 基于相位调制的新型光调制格式 |
| 4.2 40Gb/s DPSK信号调制 |
| 4.2.1 NRZ-DPSK信号的产生 |
| 4.2.2 RZ-DPSK 信号和CSRZ-DPSK 信号的产生 |
| 4.3 40Gb/s DPSK信号解调研究 |
| 4.3.1 DPSK信号的平衡检测接收性能研究 |
| 4.3.2 DPSK信号的相干接收性能研究 |
| 4.4 本章小结 |
| 主要结论和展望 |
| 主要结论 |
| 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录:作者在攻读硕士学位期间发表的论文 |
（5）光域信号逻辑及安全传输方案研究（论文提纲范文）
| 论文资助来源 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 基于SOA的光逻辑门研究现状 |
| 1.2.2 基于HNLF的光逻辑门研究现状 |
| 1.2.3 基于其他器件的光逻辑门研究现状 |
| 1.2.4 物理层加密研究现状 |
| 1.3 论文研究内容和结构安排 |
| 第二章 光逻辑门理论基础 |
| 2.1 基于SOA的光逻辑门原理 |
| 2.2 基于HNLF的光逻辑门原理 |
| 2.3 基于IQ调制器实现光逻辑门的原理 |
| 2.3.1 相位调制器的调制原理 |
| 2.3.2 马赫曾德尔调制器的调制原理 |
| 2.3.3 基于IQ调制器的光逻辑门实现原理 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 基于调制器的可重构全覆盖光域信号逻辑方案 |
| 3.1 基于DD-MZM结构的光域信号逻辑实现方案及优化 |
| 3.1.1 基于类双缝干涉原理实现逻辑运算的理论基础 |
| 3.1.2 基于DD-MZM结构实现可重构的光域信号逻辑设计方案 |
| 3.1.3 基于DD-MZM的光域信号逻辑的参数优化 |
| 3.2 基于DD-MZM结构的光域信号逻辑的实验分析 |
| 3.2.1 六种基本光域逻辑信号的实验验证 |
| 3.2.2 影响逻辑信号质量因素的探讨 |
| 3.3 基于强度调制器传输曲线非单调特性的光域信号逻辑实现方案 |
| 3.3.1 基于调制器传输曲线非单调特性的光域信号逻辑方案 |
| 3.3.2 基于调制器传输曲线非单调特性的光域信号逻辑优化与参数设计 |
| 3.4 基于强度调制器传输曲线非单调特性的光域信号逻辑的实验验证与性能分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 基于信号伪装加密的物理安全光传输方案 |
| 4.1 信号伪装安全传输的设计方案 |
| 4.1.1 保密通信系统简单模型 |
| 4.1.2 基于信号伪装安全传输的发射机设计 |
| 4.1.3 基于信号伪装安全传输的接收机设计 |
| 4.2 信号光域逻辑加密安全传输的设计方案 |
| 4.2.1 异或逻辑加密的原理 |
| 4.2.2 光域逻辑运算在伪装传输系统中的加解密 |
| 4.3 基于信号伪装加密的物理安全光传输系统的仿真验证 |
| 4.3.1 信号伪装安全传输仿真分析 |
| 4.3.2 信号加密安全传输仿真分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 工作总结 |
| 5.2 未来工作计划 |
| 参考文献 |
| 缩略词对照表 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间取得的研究成果 |
（6）QPSK调制格式全光信号处理实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 数字信号处理算法技术的研究意义和现状 |
| 1.3 全光信号格式转换实验的研究意义和现状 |
| 1.4 论文内容和章节安排 |
| 第二章 高阶调制格式信号全光正交分解原理 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 非线性介质 |
| 2.3 光波的传输方程 |
| 2.4 四波混频过程 |
| 2.4.1 FWM简介 |
| 2.4.2 四波混频原理 |
| 2.4.3 四波混频的效率 |
| 2.5 相位敏感放大原理 |
| 2.6 正交分解系统原理 |
| 2.7 本章小结 |
| 第三章 数字信号处理算法实现及其实验研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 QPSK背靠背实验系统搭建 |
| 3.2.1 实验系统框图 |
| 3.2.2 信号的调制技术 |
| 3.2.3 信号相干接收原理 |
| 3.3 面向QPSK调制格式的数字信号处理算法 |
| 3.3.1 DSP算法简介 |
| 3.3.2 IQ正交化算法 |
| 3.3.3 时钟同步算法 |
| 3.3.4 载波恢复算法 |
| 3.4 数字信号处理算法验证与实验平台性能分析 |
| 3.4.1 仿真数据验证DSP算法 |
| 3.4.2 实验平台性能分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 QPSK向BPSK全光格式转换实验 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 光梳的产生原理及实验效果 |
| 4.3 基于正交分解的QPSK转BPSK实验 |
| 4.3.1 实验原理介绍 |
| 4.3.2 搭建实验平台及结果分析 |
| 4.4 基于相位擦除的QPSK转BPSK实验 |
| 4.4.1 实验原理介绍 |
| 4.4.2 搭建实验平台及结果分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 全文总结 |
| 5.2 下一步工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（7）面向5G移动前传的数字与模拟光纤传输关键技术（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 光纤承载的无线接入网研究背景 |
| 1.2 光纤前传关键问题及研究现状 |
| 1.3 本论文的研究内容和创新点 |
| 1.4 本文的结构安排 |
| 参考文献 |
| 第二章 高可靠CPRI数字传输与压缩技术 |
| 2.1 基于跃变PAM4 调制格式的低误码传输技术 |
| 2.2 基于椭圆滤波重采样的前传数据压缩 |
| 2.3 CPRI前传FPGA系统仿真及时延验证 |
| 2.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 针对e CPRI数字前传的弹性量化精度技术 |
| 3.1 针对无线信号质量多样性的灵活量化精度技术 |
| 3.2 负载自适应的链路弹性容量方案 |
| 3.3 基于无线衰落补偿的量化噪声抑制技术 |
| 3.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 承载MIMO信号的模拟光纤传输技术 |
| 4.1 基于片段时分复用的模拟前传传输技术 |
| 4.2 无中频变换的基带MIMO交织时分复用方案 |
| 4.3 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 数字与模拟前传集成传输 |
| 5.1 零点填充技术原理及信号质量分析 |
| 5.2 实验系统与结果分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 总结和展望 |
| 6.1 工作总结 |
| 6.2 工作展望 |
| 附录 缩略语 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间已发表的论文 |
| 攻读博士学位期间申请的发明专利 |
| 攻读博士学位期间参与的科研项目 |
（8）新型超高速、超大容量光纤通信系统架构的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题的研究意义 |
| 1.2 光纤通信的兴起与发展 |
| 1.3 超高速、超大容量光纤通信系统架构的研究背景及现状 |
| 1.4 超高速、超大容量光纤通信系统架构中的关键技术 |
| 1.5 论文的主要工作和结构安排 |
| 2 相干光超大容量光纤传输系统架构的研究与实验 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 相干光超大容量光纤传输系统架构中的关键技术研究 |
| 2.3 100Tbit/s相干光DFT-S OFDM单模光纤传输系统实验 |
| 2.4 200Tbit/s相干光DFT-S OFDM少模光纤传输系统实验 |
| 2.5 560Tbit/s相干光DFT-S OFDM单模7 芯光纤传输系统实验 |
| 2.6 1Pbit/s相干光DFT-S OFDM单模19 芯光纤传输系统实验 |
| 2.7 本章小节及主要创新点 |
| 3 超高速PAM-4调制城域网系统架构的研究与实验 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 超高速PAM-4调制城域网系统架构中的新型收发技术研究 |
| 3.3 双二进制编码PAM-4信号单模光纤传输实验 |
| 3.4 基于神经网络接收算法的PAM-4信号单模光纤传输实验 |
| 3.5 本章小节及主要创新点 |
| 4 超大容量相干WDM-PON系统架构的研究与实验 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 适用于接入网的相干调制解调技术及波分复用架构的研究 |
| 4.3 基于新型简化相干结构的UDWDM-PON实验 |
| 4.4 基于经典相干结构的实时UDWDM-PON实验 |
| 4.5 本章小节及主要创新点 |
| 5 总结与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录1 攻读博士学位期间发表论文目录 |
| 附录2 攻读博士学位期间发表的专利目录 |
| 附录3 攻读博士学位期间参与项目 |
| 附录4 论文中英文缩写简表 |
| 附录5 1Pbit/s系统实验平台及第三方检测报告 |
（9）基于受激布里渊散射的全光微波信号产生技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 光通信与光纤通信技术 |
| 1.1.1 光通信技术 |
| 1.1.2 光纤通信技术 |
| 1.2 微波光子学 |
| 1.2.1 微波光子学的研究现状 |
| 1.2.2 微波光子学的关键技术 |
| 1.2.3 微波光子学的应用 |
| 1.3 光微波信号的产生 |
| 1.3.1 光外差法 |
| 1.3.2 光谐波滤波法 |
| 1.3.3 光微波信号的振荡产生 |
| 1.4 基于受激布里渊散射的微波信号产生 |
| 1.5 本文的主要工作 |
| 第二章 受激布里渊散射与振荡器理论分析 |
| 2.1 受激布里渊散射的机理 |
| 2.1.1 受激布里渊散射的物理过程 |
| 2.1.2 受激布里渊散射的增益谱与损耗谱 |
| 2.1.3 受激布里渊散射的阈值分析 |
| 2.2 受激布里渊散射的应用 |
| 2.3 振荡器理论分析 |
| 2.3.1 阈值特性 |
| 2.3.2 相位噪声特性 |
| 2.3.3 频谱特性 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 基于有源小环辅助的全光微波振荡器 |
| 3.1 方案理论分析 |
| 3.1.1 SOA的波长变换 |
| 3.1.2 有源小环辅助滤波的特性分析 |
| 3.2 实验结果与讨论 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 大调谐耦合式全光微波振荡器 |
| 4.1 方案原理分析 |
| 4.2 实验结果及讨论 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 不足与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录A 缩写及中英文对照简表 |
| 附录B 攻读硕士期间取得的研究成果 |
| 第一作者论文 |
| 非第一作者论文 |
（10）多维光纤通信系统中信号性能监测与均衡（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题背景与研究意义 |
| 1.2 多维光纤通信系统中信号性能监测与均衡研究进展 |
| 1.2.1 多维光纤通信系统调制格式监测技术 |
| 1.2.2 多维光纤通信系统色散监测与均衡技术 |
| 1.2.3 多维光纤通信系统非线性损伤监测与均衡技术 |
| 1.3 本论文主要研究内容 |
| 第2章 多维光纤通信系统 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 多维光纤通信系统 |
| 2.3 发射端 |
| 2.3.1 调制器 |
| 2.3.2 调制格式 |
| 2.3.3 偏振复用 |
| 2.3.4 波分复用 |
| 2.4 传输链路 |
| 2.4.1 光纤损耗 |
| 2.4.2 色度色散 |
| 2.4.3 偏振模色散 |
| 2.4.4 非线性效应 |
| 2.5 接收端 |
| 2.5.1 相干检测技术 |
| 2.5.2 数字信号处理 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 多维光纤通信系统中光调制格式监测 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 基于二维斯托克斯平面的光调制格式监测 |
| 3.2.1 工作原理 |
| 3.2.2 仿真结果及分析 |
| 3.2.3 实验结果及分析 |
| 3.3 基于强度波形轮廓的光调制格式监测 |
| 3.3.1 工作原理 |
| 3.3.2 仿真结果及分析 |
| 3.3.3 实验结果及分析 |
| 3.4 基于强度波动的光调制格式监测 |
| 3.4.1 工作原理 |
| 3.4.2 仿真结果及分析 |
| 3.4.3 实验结果及分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 多维光纤通信系统中色散监测与均衡 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基于MCMA的色散监测与均衡方案 |
| 4.2.1 工作原理 |
| 4.2.2 实验设置 |
| 4.2.3 实验结果及分析 |
| 4.3 基于FCMA的色散监测与均衡方案 |
| 4.3.1 工作原理 |
| 4.3.2 仿真结果及分析 |
| 4.3.3 实验结果及分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 多维光纤通信系统中非线性损伤监测与均衡 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 基于强度噪声方差的非线性损伤监测与均衡 |
| 5.2.1 工作原理 |
| 5.2.2 仿真结果及分析 |
| 5.2.3 实验结果及分析 |
| 5.3 基于Godard’s error的非线性损伤监测与均衡 |
| 5.3.1 工作原理 |
| 5.3.2 实验系统设置 |
| 5.3.3 实验结果及分析 |
| 5.4 基于KNN算法的非线性相位噪声均衡 |
| 5.4.1 工作原理 |
| 5.4.2 仿真系统设置 |
| 5.4.3 仿真结果及分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 本论文缩略词列表 |
| 攻读博士期间发表的论文和科研成果 |
四、Low-Driving-Voltage Optical Modulation Utilizing FWM for High-Speed Transmission Systems（论文参考文献）
- [1]基于自编码器的相干光传输系统非线性损伤补偿技术研究[D]. 臧圆茹. 北京邮电大学, 2021(01)
- [2]光载射频系统中毫米波及矢量毫米波信号的光子生成技术研究[D]. 王东飞. 北京邮电大学, 2021(01)
- [3]水下蓝光LED视频传输系统设计与实现[D]. 顾金波. 桂林电子科技大学, 2021(02)
- [4]半导体光放大器的增益饱和特性及波长转换技术的理论研究[D]. 徐贵勇. 江南大学, 2021(01)
- [5]光域信号逻辑及安全传输方案研究[D]. 丁敏. 北京邮电大学, 2021
- [6]QPSK调制格式全光信号处理实验研究[D]. 刘晓. 北京邮电大学, 2021(01)
- [7]面向5G移动前传的数字与模拟光纤传输关键技术[D]. 李隆胜. 上海交通大学, 2020(01)
- [8]新型超高速、超大容量光纤通信系统架构的研究[D]. 罗鸣. 华中科技大学, 2020
- [9]基于受激布里渊散射的全光微波信号产生技术研究[D]. 董茹阳. 贵州大学, 2020(04)
- [10]多维光纤通信系统中信号性能监测与均衡[D]. 蒋林. 西南交通大学, 2020