基于无载波幅相编码调制的高谱效低时延接入网中关键技术研究

Research on the technology of high spectrum efficiency and low latency access network is aimed to provide solutions for the demands of next generation access network, which has the characteristics of ultra wideband, high intelligence and openness. In this project, by studying the technique of carrierless amplitude and phase modulation based on orthogonal shaping filter in-depth, we propose a scheme of probability amplitude shaping based on distributed matcher, establish a function model based on channel state information, and optimize the algorithm of low latency digital signal processing, in order to finish the technological research on high spectrum efficiency and low latency access network theoretically and experimentally, so that we can work out the problems of limited bandwidth resources, high demand for real time services and so on existing on high speed, large capacity access network system. And ultimately we set up a scheme for performance promotion, which can be applied in next generation access network application.

高谱效率低时延接入网的技术研究是为超宽带化、智能化、开放化的下一代接入网络发展需求提供解决方案，本项目通过深入研究基于正交成形滤波的无载波幅相调制技术、提出基于恒定构成分布匹配器的概率幅度整形方案，建立基于瞬时信道状态信息的函数模型，优化低时延数字信号处理算法，从理论和实验上完成高频谱低时延接入网的技术研究，解决高速大容量接入系统中带宽资源有限、业务实时性要求高等问题，最终建立一套适用下一代接入网络应用的性能提升方案。

为了满足下一代光接入网络的超宽带化、智能化、开放化的发展需求，开展大容量高频谱效率低延时的接入网关键技术研究具有重要意义。在大容量接入网系统中，研究高谱效率高阶调制格式以及先进的接收端信号均衡技术是提升接入网系统性能的关键技术，申请人研究了无载波幅度相位调制（CAP）的基本原理及信号编码算法；研究了接入网中概率（PS）整形技术，提出了一种自适应星型CAP-24 PON接入方案以及基于类蜂巢区域判决的星座CAP16/32调制方案；设计了一种基于石墨烯晶体结构的新型二维星座图，有效提升了CAP的传输性能；提出了一种基于Lorenz模型和叠加方法（LS-PS-CAP）的概率成形新方案；提出了一种基于级联分数阶混沌映射的加密方式，并应用于七芯光纤链路的OCDM-PON系统中；提出了一种3D-AH-8/64QAM方案，可根据不同的信道需求调整不同的优先级参数λ进行传输；提出了一种基于记忆神经网络的SDM-OFDM系统物理层安全策略，通过物理层的数据加密来增强接入系统的安全性；针对光纤信道中的非线性及相位噪声影响，研究了基于反馈收敛辅助分步傅里叶方法的改进的数字反向传播方法及导频辅助卡尔曼滤波载波相位恢复算法，提升了传输系统性能。相关成果获得江苏省科学技术奖一等奖，发表高水平论文18篇，其中SCI检索论文15篇，EI会议论文3篇；申请发明专利8项；培养研究生8名，其中博士生4名、硕士生4名。