《基於靈活調製格式的動態光傳輸理論及最佳化算法研究》是依託北京科技大學，由周嫻擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於靈活調製格式的動態光傳輸理論及最佳化算法研究
- 依託單位：北京科技大學
- 項目負責人：周嫻
- 項目類別：青年科學基金項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
未來應對網路頻寬需求持續增長，提升單波長傳輸速率將不再是光網路解決頻寬壓力的唯一手段，實現光網路“彈性、自適應、可擴展”傳輸有望將網路總傳輸容量進一步提升20~50%。然而，這對於底層光傳輸系統提出了更高的理論和技術挑戰，通過靈活的調製格式實現動態光傳輸將成為必然的發展趨勢。本項目從光傳輸系統靈活調製格式選取策略、調製實現方法與其數字去損傷算法三個方面入手，揭示信號調製格式基於不同光傳輸條件下的協同適變機理及規律；探索靈活、簡單、高效的新型光調製技術；研究基於調製格式透明化的信號損傷電域補償最佳化算法；搭建基於靈活調製格式的動態光傳輸系統仿真平台，對本項目所提出的新策略、新技術、新算法進行系統地驗證和評估。通過本項目的研究，力爭在靈活調製格式動態光傳輸理論及最佳化算法研究方面取得突破性成果，為未來“彈性、自適應、可擴展”光網路提供理論參考依據和技術支撐。
結題摘要
靈活的調製格式對實現光網路“彈性、自適應、可擴展”傳輸具有重要意義。本項目主要從傳輸系統靈活調製格式的選取策略、光調製技術與數位訊號處理算法三個方面入手，研究基於靈活調製格式動態光傳輸理論及關鍵技術。 在調製格式動態選取策略理論研究方面，結合非線性薛丁格方程，長距離光傳輸鏈路OSNR計算方程，多進制調製信號平均誤比特公式，提出了調製格式動態選取策略，該策略可以根據不同業務傳輸質量需求設定信號BER門限值，判定當前信號調製格式下的BER是否滿足需求，從而分析確定當前鏈路狀態及用戶業務需求下，最高效的信號調製方式；光調製技術與數位訊號處理算法方面: (1)提出了適用於任意多進制M-QAM調製信號的載波恢復算法，該算法複雜度較低，有助於減輕其硬體實現的複雜度。(2)提出了信號調製格式的盲識別的一種“Full-Order Detection”的載波相位誤差檢測器。我們可以通過利用最少136（m*2L1）個符號採樣值就可以達到99.95%以上的調製格式識別正確率。(3)提出了基於機器學習技術的高速光傳輸系統信號調製格式識別。基於深度機器學習的調製格式識別技術在60個實驗樣本中，實現了100%的調製格式識別正確率。(4)基於卡爾曼濾波器的任意多進制M-QAM調製信號的快速偏振跟蹤與自適應均衡算法。該算法相比較於傳統的CMA和MMA盲均衡算法，有更快的光纖信道損傷補償與偏振態跟蹤能力。 此外，我們進一步拓展了本項目的研究內容，開展了高速光傳輸系統結構簡化與低成本化方面的套用研究。對不同的低成本調製格式信號在統一的光傳輸平台上進行了綜合性的分析與對比；結合偏振復用技術提出了四種低成本的系統結構。這些開拓性的研究成果可以為未來低成本短距離光傳輸系統傳輸容量倍增提供理論與技術基礎。 光傳輸系統靈活調製格式選取策略和動態調製格式信號傳輸的關鍵技術研究，將有效地保證網路頻寬需求的持續增長，提升單波長傳輸速率。為未來“彈性、自適應、可擴展”光網路提供理論依據與技術支撐。
