基于概率整形相位共轭孪生波系统的仿真研究.docx

在现代通信领域，密集波分复用（DWDM）技术被广泛用于提升光纤通信系统的容量。然而，光纤的非线性效应，如克尔非线性，会限制系统的传输距离和性能。为了解决这个问题，研究人员提出了多种抑制非线性效应的策略，包括数字后向传播补偿、相位共轭和非线性傅里叶变换等。其中，相位共轭孪生波（PCTW）技术在偏振域下被提出，以消除非线性失真。Liu等人进一步发展了此技术，通过共轭数据重复在时域中实现了PCTW。 概率整形（PS）是一种先进的编码技术，其核心是通过调整星座点的分布概率，生成更适应信道传输的星座图，从而降低非线性效应并提高系统信道容量。PS编码中，星座点的分布不再是均匀的，而是根据出现概率进行优化，使得高功率的星座点发送概率减小，低功率点增加，以此减少非线性影响。本文特别提到了两种PS编码方式：哈夫曼编码和标志取反编码。 哈夫曼编码是基于符号出现概率的变长编码，高概率符号使用短编码，低概率符号使用长编码，从而降低平均码长。在16QAM和64QAM星座图中，通过划分功率等级并进行编码，可以减少高功率信号的发送，降低非线性效应，同时引入一定的冗余信息。 标志取反编码则不依赖于比特组合，而是直接改变比特序列中“0”的出现概率。它将每个符号的第一个比特视为独立的随机比特序列，通过对一定数量的符号进行分组处理，确保每组中“0”的数量多于“1”，从而达到概率整形的目的。 在本文的研究中，作者将PCTW技术扩展到子载波域，并结合PS技术，使用Optisystem和Matlab软件进行混合编程，构建了PCTW-PS系统。他们探讨了不同编码方法（哈夫曼编码和标志取反编码）以及不同维度（时域、偏振域和子载波域）的PCTW组合对非线性抑制的影响。同时，文章还注意到在PCTW系统中，同相分量I和正交分量Q的误码率存在差异，作者对这种差异进行了理论分析。 本研究旨在通过概率整形和相位共轭孪生波技术的结合，实现更有效的非线性效应抑制，提高DWDM系统的性能。这种结合策略不仅考虑了信号的功率分布，还涉及了信号的偏振和子载波特性，以期达到最优的传输效果。通过实际仿真和理论分析，本文为光纤通信系统的设计和优化提供了新的思路和方法。