高阶矢量调制格式信号光纤传输损伤及其数字相干接收研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    61271193
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    80.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    F0109.光通信
  • 结题年份:
    2016
  • 批准年份:
    2012
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2013-01-01 至2016-12-31

项目摘要

High-order vector modulation format is one of the development orientations of high-speed optical fiber communication systems and is crucial to ultra-high-speed transmission. Although this format of modulation benefits the transmission system in terms of spectral efficiency, the system is more likely to be aggravated by various factors. Currently, the digital coherent reception fails to meet requirements of future optical fiber transmission systems of Tbit/s, considering the effectiveness and real-time processing of various algorithms. This program will focus on the characteristics and mechanics of transmission impairments of high-order vector modulation signal, like frequency offset, phase noise, chromatic dispersion, nonlinear effects, etc., and on new approaches to extract these features. Furthermore, we plan to propose digital coherent reception algorithms with higher accuracy and lower complexity, attempting to achieve breakthroughs in the following aspects, Mechanisms and Algorithms of Frequency Offset Compensation with Low Complexity, Mechanisms and Algorithms of Phase Noise Estimation with High Tolerance, Research on Blind Dispersion Equalization Algorithms with Low Complexity, and Research of Mechanisms and Algorithms of Nonlinearity Effects Compensation against Various Transmission Impairments. In addition, experimental and simulation platforms are supposed to be set up to verify the principles of high-speed digital coherent reception. Thus, by running this program, we could lay solid foundations for the applications of the next generation of optical fiber transmission system of Tbit/s, thereby enhancing our research capacity in and influence on this filed internationally.
采用高阶矢量调制格式是高速光纤通信系统的发展方向之一,对实现超高信息传输有着重要的意义。高阶矢量调制格式在带来超高频谱效率的好处的同时也更容易受到各种传输损伤的影响。当前的数字相干接收技术在算法的复杂性、鲁棒性和实时性方面还不能满足未来的Tbit/s光纤传输系统的需要。本项目将深入研究高阶矢量调制信号频率偏移、相位噪声、色散、非线性效应等传输损伤的表现特征和统计特性,探索提取这些特征的新方法和新机理,进而提出精度更高、复杂度更低的数字相干接收算法。在"低复杂度频率偏移补偿机理与算法"、"大容限相位噪声估计机理与算法"、"低复杂度色散盲均衡算法的研究"以及"多种传输损伤效应下的非线性效应补偿机理及算法研究"方面取得突破,并搭建高速数字相干接收原理验证平台(实验与仿真),为下一代Tbit/s级的光纤传输系统的实用化提供有力支撑,提升我国在该领域的研究水平和国际影响力。

结项摘要

课题根据高阶矢量调制信号频率偏移、相位噪声、非线性效应等传输损伤的表现特征和统计特性,基于机器学习的概念,首次提出了使用多元支持向量机(SVM)作为非参方法来消除相干光通信系统中的非线性相位噪声(NLPN),降低了计算的复杂性。并基于SVM方法,优化了幅度相位联合调制(APSK)格式,指出了(88-APSK)调制格式有较高的非线性容限的,给出了基于SVM的检测方法。同时,深入分析了传统的分步傅立叶算法(SSFM),指出了传统SSFM中的梯形近似是造成其计算误差和多次迭代运算的原因,并提出了改进的I-SSFM算法,可降低计算复杂度50%。本课题针对光OFDM技术所面临的非线性损伤问题,重点开展了恒包络OFDM的研究,通过恒包络OFDM与MSK调制格式的结合,既兼顾了频谱效率又降低了系统的非线性效应,还提出一种新的调制格式tri-h CPFSK-OFDM去提升MSK-OFDM的频谱效率。课题执行期间,课题组发表SCI收录论文29篇,EI收录论文5篇,申请国家发明专利3项,培养硕士研究生8名,博士研究生3名。.课题圆满完成了预定研究任务。

项目成果

期刊论文数量(27)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(5)
专利数量(0)
An integral split-step fourier method for digital back propagation to compensate fiber nonlinearity
补偿光纤非线性的数字反向传播积分分步傅里叶方法
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    Optics Communications
  • 影响因子:
    2.4
  • 作者:
    Li,Minliang;Chen,Zhixiao;Han,Yi;Gu,Wanyi
  • 通讯作者:
    Gu,Wanyi
Nonparameter Nonlinear Phase Noise Mitigation by Using M-ary Support Vector Machine for Coherent Optical Systems
相干光学系统中使用多进制支持向量机抑制非参数非线性相位噪声
  • DOI:
    10.1109/jphot.2013.2287565
  • 发表时间:
    2013-10
  • 期刊:
    Photonics Journal, IEEE
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Jie, Yang;Zhixiao, Chen;Yi, Han;Wanyi, Gu
  • 通讯作者:
    Wanyi, Gu
Improvement of two-way continuous-variable quantum key distribution using optical amplifiers
使用光放大器改进双向连续可变量子密钥分配
  • DOI:
    10.1088/0953-4075/47/3/035501
  • 发表时间:
    2014-02-14
  • 期刊:
    JOURNAL OF PHYSICS B-ATOMIC MOLECULAR AND OPTICAL PHYSICS
  • 影响因子:
    1.6
  • 作者:
    Zhang, Yi-Chen;Li, Zhengyu;Guo, Hong
  • 通讯作者:
    Guo, Hong
An arbitrary mode converter with high precision for mode division multiplexing in optical fibers
一种用于光纤模分复用的高精度任意模式转换器
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    Journal of Modern Optics
  • 影响因子:
    1.3
  • 作者:
    Qi, Xiaoli;Du, Zhichao;Ma, Chenxing;Gu, Wanyi
  • 通讯作者:
    Gu, Wanyi
Impact of coarse-grained measurement with finite range on continuous-variable quantum key distribution
有限范围粗粒度测量对连续变量量子密钥分配的影响
  • DOI:
    10.1080/09500340.2015.1084392
  • 发表时间:
    2016-03
  • 期刊:
    Journal of Modern Optics
  • 影响因子:
    1.3
  • 作者:
    喻松
  • 通讯作者:
    喻松

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其他文献

基于准相位匹配晶体的宽带可调谐光参量放大过程研究
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  • 发表时间:
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    物理学报
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    --
  • 作者:
    史培明;刘涛;张华;喻松;顾畹仪
  • 通讯作者:
    顾畹仪
数据通信中的自相似模型
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    现代有线传输, 第3期,2004年,p45-48
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    杨万春;喻松;张杰;顾畹仪
  • 通讯作者:
    顾畹仪
相邻OOK 信道对直接检测DPSK 信道的交叉相位调制损伤的研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    光子学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    郭婉舒;顾畹仪;张杰;喻松;王磊;纪越峰;高冠军
  • 通讯作者:
    高冠军

其他文献

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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