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基于MIMO神经网络均衡的16QAM模分-波分复用相干传输系统

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光学学报 2024年第3期44卷 38-45页

作者：张尧王晨桑博涵张宇王心怡周雯余建军复旦大学信息科学与工程学院上海200433

提出了一种基于神经网络的多输入多输出(MIMO)均衡器,并在大容量模分-波分复用通信系统中进行了实验验证。该系统基于6模掺铒光纤放大器实现了16通道波分复用双极化48 Gbaud 16阶正交振幅调制(16QAM),在LP01、LP02、LP11a、LP11b、LP21a... 详细信息

提出了一种基于神经网络的多输入多输出(MIMO)均衡器,并在大容量模分-波分复用通信系统中进行了实验验证。该系统基于6模掺铒光纤放大器实现了16通道波分复用双极化48 Gbaud 16阶正交振幅调制(16QAM),在LP01、LP02、LP11a、LP11b、LP21a、LP21b六种模式上传输了100 km少模光纤(FMF)。为降低非线性的影响,在接收端数字信号处理中,采用基于多标签技术的MIMO神经网络均衡器,能够显著提升系统性能。实验结果表明,经100 km的FMF传输,MIMO神经网络均衡器的强大性能使得系统的比特误码率能满足15%软判决前项纠错阈值要求。

关键词：光纤光学光纤通信模分复用波分复用神经网络均衡

高速相干频分复用无源光网络系统辅助管理和控制通道传输与性能

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光学学报 2024年第8期44卷 1-8页

作者：申王伟王佳叶李国强邢思哲颜安李忠亚施剑阳迟楠张俊文复旦大学信息科学与工程学院电磁波信息科学教育部重点实验室上海200433

为了在保持帧结构完整性的同时,低代价地传输管理和控制信号,提出面向高速频分复用相干无源光网络(FDM-CPON)的两种传输管理和控制信号传输机制,即数字端辅助管理和控制通道(AMCC)和数据通道的相加和相乘。通过将AMCC传输的通断键控(OOK... 详细信息

为了在保持帧结构完整性的同时,低代价地传输管理和控制信号,提出面向高速频分复用相干无源光网络(FDM-CPON)的两种传输管理和控制信号传输机制,即数字端辅助管理和控制通道(AMCC)和数据通道的相加和相乘。通过将AMCC传输的通断键控(OOK)信号映射为数据通道信号幅值的变化,完成数据通道信号幅值再调制,成功将AMCC与数据通道相结合,实现了管理和控制信号与数据通道信号的同步传输。实验结果表明,在基于16QAM传输20 km光纤的200 Gbit/s FDM-CPON系统中,当AMCC的带宽和调制因子(MI)相同时,乘性AMCC对于信号性能的影响更小,自身传输信号的质量也更高。在AMCC的MI为26.1%、带宽为24.4 MHz时,乘性AMCC对信号灵敏度的惩罚比加性AMCC小3 dB。以上研究为未来高速相干频分复用无源光网络AMCC传输与系统设计提供重要参考。

关键词：光通信相干无源光网络相干光通信光纤通信频分复用辅助管理和控制通道

360m 20 Gbit/s的W波段无线通信系统

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通信学报 2014年第10期35卷 17-22页

作者：许育铭肖江南张自然余建军复旦大学信息科学与工程学院电磁波信息科学教育部重点实验室上海200433

为了满足未来空间高速通信的迫切需求,进行了W波段（75～110 GHz）无线高速通信的研究.通信系统中采用光子上变频技术产生传输速率为20 Gbit/s的W波段QPSK信号,解决了电子器件带宽受限的瓶颈问题.在接收机端采用模拟下变频和先进数字信... 详细信息

为了满足未来空间高速通信的迫切需求,进行了W波段（75～110 GHz）无线高速通信的研究.通信系统中采用光子上变频技术产生传输速率为20 Gbit/s的W波段QPSK信号,解决了电子器件带宽受限的瓶颈问题.在接收机端采用模拟下变频和先进数字信号处理技术,实现了无线传输360m距离后信号的离线解调.最终系统的误码率小于硬判决前向纠错（FEC）门限3.8＆#215;10-3.

关键词： W波段光子上变频 QPSK信号无线通信

基于概率整形的离散傅里叶变换扩展的300 GHz OFDM太赫兹无线传输系统

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红外与毫米波学报 2024年第5期43卷 634-641页

作者：姜璐涵马晗松张沁旖田鹏韩扬王明旭谭景文徐思聪张冰 Rehim Uddim 魏怡杨雄伟李韦萍余建军专用集成电路与系统国家重点实验室复旦大学电磁波信息科学教育部重点实验室复旦大学信息科学与工程学院上海200433

为了适应高速大容量的通信需求,提出了采用基于概率整形(PS,Probabilistic Shaping),离散多音调制(DMT,Discrete Multi-tone Modulation)和离散傅里叶变换扩展技术(DFT,Discrete Fourier Transform)实现300GHz太赫兹信号无线传输。概率整形通过增加星座点距离提升信号接收机灵敏度,可最多降低55%的误码率,可延长传输距离。离散傅里叶变换扩展技术在系统中降低1.68 dB正交频分复用(OFDM,Orthogonal Frequency Division Multiplexing)信号的峰均比,提升抗非线性效应能力。通过结合这些先进的数字信号处理技术,分别实现了12GBaud PS-16QAM的OFDM-DMT信号及10GBaud PS-64QAM的DFT-S-OFDM-DMT信号1 m无线传输。基于300GHz的太赫兹无线传输系统,比较了采用这些数字信号处理技术的性能优势。

关键词：概率整形正交频分复用技术离散多音调制离散傅里叶变换扩展技术太赫兹通信

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光子太赫兹通信技术研究进展(特邀)

激光与光电子学进展 2024年第1期61卷 31-53页

作者：余建军复旦大学信息科学与工程学院上海200433

具有高载波频率与可用大带宽的太赫兹频带(频率范围0.1~10 THz)已成为满足未来6G移动通信网络所需的100 Gbit/s甚至1 Tbit/s超高数据速率的候选频段。与完全使用电子器件生成太赫兹信号的全电方式相比,光子辅助技术可以突破电子器件带... 详细信息

具有高载波频率与可用大带宽的太赫兹频带(频率范围0.1~10 THz)已成为满足未来6G移动通信网络所需的100 Gbit/s甚至1 Tbit/s超高数据速率的候选频段。与完全使用电子器件生成太赫兹信号的全电方式相比,光子辅助技术可以突破电子器件带宽限制的瓶颈,生成高频率、大带宽、频率灵活可调,并易与大容量光纤链路集成的太赫兹信号。基于光子学辅助技术与各种先进器件及数字信号处理算法,在宽带太赫兹通信和感知的多个领域取得了重大成果:在大容量太赫兹传输领域,综合应用多维复用技术,实现了最大容量6.4 Tbit/s的光子太赫兹信号传输;在远距离太赫兹传输领域,设计了高增益太赫兹天线模块,实现了长达400 m的335 GHz太赫兹无线传输距离;在实时太赫兹通信领域,基于商用数字相干光学模块实现了创纪录的100、2×100 GbE太赫兹实时通信系统;在太赫兹通信与感知一体化领域,分别基于时分复用与频分复用方案生成了通信与感知一体化信号,同时实现了太赫兹频段的大容量通信与高精度感知功能;在太赫兹有线传输领域,基于镀银金属空芯光纤,实现了300 GHz频段太赫兹信号的1 m有线传输,系统净容量超过140 Gbit/s。本文分别对以上系统的实验装置进行了详细的介绍,并对实验结果进行了讨论。

关键词：光子辅助技术大容量太赫兹传输长距离太赫兹传输太赫兹实时通信太赫兹通信感知一体化金属空芯光纤

基于LSTM非线性均衡的64QAM波分模分复用通信相干传输系统

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中国激光 2024年第17期51卷 206-212页

作者：张尧桑博涵王晨龙健宇王凯辉周雯刘博余建军复旦大学信息科学与工程学院专用集成电路与系统国家重点实验室上海200433

为满足新兴应用对通信能力日益增长的要求,提出一种基于长短时记忆网络(LSTM)的非线性均衡器,并演示一个长距离大容量波分模分复用(MDM-WDM)通信系统。该实验在650 km的少模光纤(FMF)上,实现80通道波分复用双极化48 GBaud 64QAM信号在LP... 详细信息

为满足新兴应用对通信能力日益增长的要求,提出一种基于长短时记忆网络(LSTM)的非线性均衡器,并演示一个长距离大容量波分模分复用(MDM-WDM)通信系统。该实验在650 km的少模光纤(FMF)上,实现80通道波分复用双极化48 GBaud 64QAM信号在LP11a、LP11b、LP21a、LP21b四种模式上传输。为减小系统中非线性效应的影响,在接收端数字信号处理(DSP)中,采用基于LSTM的非线性均衡技术,显著提升系统性能。实验结果表明,经650 km的少模光纤传输,系统的比特误码率(BER)能满足25%软判决前项纠错阈值(SD-FEC),净速率达到147.4 Tbit/s,属于国内领先水平。

关键词：光纤通信模分复用波分复用少模光纤神经网络均衡

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一种基于文档模式的GML压缩方法

计算机研究与发展 2011年第9期48卷 1704-1713页

作者：魏勍颋关佶红周水庚同济大学电子与信息工程学院上海201804 南昌大学软件学院南昌330046 上海市智能信息处理重点实验室(复旦大学) 上海200433 复旦大学计算机科学技术学院上海200433

GML已成为地理空间数据编码的事实标准.GML文档一般体积庞大,存储和传输时占用巨额资源.提出了一种基于文档模式的有效GML压缩方法,通过用文档推导出的模式验证文档本身,对树自动机的状态转换路径进行比特编码,对坐标数据增量编码,实现... 详细信息

GML已成为地理空间数据编码的事实标准.GML文档一般体积庞大,存储和传输时占用巨额资源.提出了一种基于文档模式的有效GML压缩方法,通过用文档推导出的模式验证文档本身,对树自动机的状态转换路径进行比特编码,对坐标数据增量编码,实现GML文档压缩.对真实GML文档的压缩实验表明,所提出方法的压缩率优于通用文本压缩器(gzip和PPMD)、主要高性能XML压缩器(XMill,XMLPPM和XWRT)以及现有GML压缩器GPress.

关键词： XML压缩 GML压缩模式增量编码树自动机

基于特征提取的人工智能调制格式识别算法研究现状

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激光与光电子学进展 2023年第9期60卷 218-227页

作者：覃国津迟楠复旦大学信息科学与工程学院通信科学与工程系电磁波信息科学教育部重点实验室上海200433

随着信息领域不断发展,B5G/6G时代接踵而来,数字通信发展迈入更新、更快的阶段。为了适应更高速的通信、更多样的信道,不同的调制格式应运而生,被应用于不同环境。在不同时间、不同信道中改变调制格式,有利于最大化信道利用率。然而,发... 详细信息

随着信息领域不断发展,B5G/6G时代接踵而来,数字通信发展迈入更新、更快的阶段。为了适应更高速的通信、更多样的信道,不同的调制格式应运而生,被应用于不同环境。在不同时间、不同信道中改变调制格式,有利于最大化信道利用率。然而,发射端改变的调制格式对于接收机而言是未知的,这不利于不同通信子系统之间的连接,从而影响构建大型的空天地海一体化通信网络,自动调制格式识别算法将成为破局关键。由于人工智能算法在信号处理和基于特征的分类方面具有很大优势,因此基于特征提取的人工智能分类算法在调制格式识别领域拥有巨大的研究价值和实用价值。介绍了几种基于特征提取、人工智能分类的识别方法,并对其在通信领域的应用进行了分析、探讨和总结。

关键词：调制格式识别特征提取人工智能神经网络

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一种局部化的线性流形自组织映射

自动化学报 2008年第10期34卷 1298-1304页

作者：郑慧诚沈伟中山大学信息科学与技术学院电子与通信工程系媒体处理与传输实验室广州510275

提出一种局部化的线性流形自组织映射方法,可自主学习高维向量空间中的一组有序的低维线性流形,与现有的基于Kohonen的自适应子空间自组织映射网络(Adaptive-subspace self-organizing map,ASSOM)方法相比较,本文方法有效地克服了流形... 详细信息

提出一种局部化的线性流形自组织映射方法,可自主学习高维向量空间中的一组有序的低维线性流形,与现有的基于Kohonen的自适应子空间自组织映射网络(Adaptive-subspace self-organizing map,ASSOM)方法相比较,本文方法有效地克服了流形表达中出现的数据混淆现象,网络中各神经元渐近学习各自区域内样本数据的平均向量和主元子空间,数据表达更加清晰可辨.实验中,新方法对数据簇的分类准确率明显优于参与对比的其他三种方法,其对手写体数字识别的准确率在MNIST训练集和测试集上分别达到了98.26%和97.46%.

关键词：自组织映射流形学习手写体数字识别