摘要：为了缩小矩形正交幅度调制(QAM)方式和香农极限的差距,探究高斯信道下的星座整形性能,设计一种应用于卫星间激光通信的几何整形与概率整形相结合的方案。将星座点的判决范围视为圆形,从图形的紧密排列角度出发提出几何整形的思路,再利用编码映射技术使各个星座点概率分布符合麦克斯韦-玻尔兹曼分布。几何整形与概率整形相结合可以进行非常规星座点数的星座设计。在功率限制的前提下,进行了信息熵为3和星座点数为8~13、信息熵为4和星座点数为16~23的仿真和相干光通信系统实验。在仿真理论中,误码率约为5×10-3时,相比常规8QAM和16QAM,矩形QAM分别取得了约1 dB和1.3 dB的增益。同时还进行了8点和16点的几何整形的仿真和实验,相较于矩形QAM,分别有约0.1 dB和0.22 dB的性能提升。

摘要：考虑大气湍流及电解调模块相位噪声对光通信系统性能的影响,基于低密度奇偶校验(LDPC)编码设计了一种自适应概率整形(PS)的实用自由空间光通信编码调制方案,实现以比特度量解码速率为目标函数的速率自适应,采用启发式算法求解M元正交幅度调制(M-QAM)信号星座点概率质量函数(PMF)分布的最优问题。结果表明:在弱湍流与相位噪声的联合影响下,概率整形正交幅度调制(PS-16-QAM)在最优概率分布下的比特度量解码速率比均匀分布16-QAM下更逼近香农容量。当湍流强度一定时,相位噪声增大对低信噪比下选取的PS分布影响更大,当前向纠错译码前的误码率为10-2时,提出的PS方案与均匀分布编码调制系统相比最高可获得4.8 dB的整形增益。

摘要：提出一种基于符号级标签的分组取反概率整形算法,通过对分组后的信息码元进行取反操作,实现对正交振幅调制(QAM)信号的概率整形。根据取反规则的不同,分为信息位取反和外层星座点取反两种方法,前者基于分组码重进行取反,并相应地设计出一种近似格雷码映射的星座图以提高整形效果;后者根据外层与内层星座点映射的码组正好是反码的规律进行取反操作。在光正交频分复用(OOFDM)系统中,对算法中的码组长度和取反阈值取不同值所产生的影响进行仿真分析,结果表明,该算法具有低复杂度和高编码效率的优点,并可以获得较好的整形效果,改善系统的误码率性能。最后,将该概率整形算法与分层调制技术相结合,进一步提高系统的各项性能指标,并使其具备业务分级的优势。

摘要：概率整形作为一种新兴编码技术,通过改变各星座点的概率分布来获得整形增益,能够提高通信系统的性能。本文阐述概率整形的基本原理,通过互信息、误码率与信噪比的关系曲线,展示概率整形编码相较均匀分布编码带来的性能提升。重点探究了在带宽受限的光纤通信信道中,概率整形对系统传输性能的影响。仿真结果表明,在带宽受限条件下,概率整形对系统的误码性能和带宽容忍度都有提升作用。

摘要：相比于传统的单载波架构,数字子载波架构更能抵抗光纤传输中的信道损伤。概率整形技术相比于传统的常规调制格式可以更有效地抵抗光放大器引入的噪声。阐述了数字子载波和概率整形技术的原理以及它们在800G系统中的应用。数字子载波复用技术和概率整形技术的联合使用,可以进一步提升系统的可重构光分插复用器穿通能力和传输容量。现网测试验证了两种技术在800G相干系统中的优越性。

摘要：为了在保证可靠性的条件下,尽可能的提高卫星通信的效率,本文设计了一种基于概率整形的Ka宽带卫星通信系统。从信号层角度建立了Ka信道模型,分析了卫星信道对信号传输的影响。仿真研究了不同天气条件下采用不同调制方式的信号的传输性能,分析了系统信源熵、误符号率特性。研究结果表明,概率整形方案与均匀分布的正交幅度调制方案相比在误符号率方面得到了提升,在晴天、多云、间歇性小雨的情况下,通过概率整形技术可以获得一定的信噪比增益,随着噪声功率的升高可通过采用不同程度的概率整形来使系统的误符号率满足要求。而在雨天、雷雨天气下,概率整形技术所带来的增益十分有限。

摘要：为了进一步提升正交频分复用(OFDM)在密集波分复用(DWDM)光纤通信系统中的表现,提出了一种基于16进制振幅移相键控(16APSK)的多维网格编码调制(TCM)星座整形相位共轭孪生波(PCTW)方案,并设计了一种基于OFDM子载波的多维哈夫曼概率整形(PS)方法。通过使用Matlab与OptiSystem构建仿真平台,对比分析了实施星座整形前后的系统性能。仿真实验结果表明:相比于未采用任何星座整形技术的系统,引入多维哈夫曼PS和几何整形策略后系统的频谱效率虽有所下降(减少了0.04),但误符号率显著降低了10.7 dB。

摘要：【目的】常用的max-log-map与log-map算法相比降低了软信息计算复杂度,但对高阶正交幅度调制(QAM)资源消耗仍较大,如8QAM、16QAM概率整形(PS)和64QAM PS。【方法】8QAM采用星座区域划分的方式,文章中,软信息采用接收符号到最近比特0与比特1中垂线的距离信息表示,利用角度旋转和区域对称性简化计算距离信息;非麦克斯韦玻尔兹曼(MB)分布的16QAM PS和64QAM PS,比特1所在区域两侧边缘之间的中心界线与区域两侧比特0之间的中心界线不再重合,对区域进行合并近似,处理两界线间区域归属,展开max-log-map算法因式简化距离差计算软信息;基于MB分布的16QAM PS和64QAM PS的软信息可由非MB分布的软信息表达式化简得到。【结果】经上述简化后,与max-log-map算法相比,8QAM软信息计算乘法次数48次和加减法次数75次分别缩减为12和16次,解调性能仅退化约0.05 dB;MB分布的16QAM PS乘法次数192次和加减法次数260次分别缩减为2和4次,解调性能仅退化约0.05 dB;更高阶的64QAM PS资源消耗缩减程度更大,乘法次数1152次和加减法次数1542次分别缩减为3和6次。【结论】文章提出了适用于8QAM、MB分布的16QAM PS、MB分布的64QAM PS、非MB分布的16QAM PS和非MB分布的64QAM PS软信息计算方法。当概率满足MB分布时,非MB分布的软信息计算方法可转化为MB分布计算方法;当PS因子为0时,基于MB分布的表达式可转化为均匀分布软信息计算式,非MB分布、MB分布和均匀分布的软信息计算可使用同一电路统一设计,提高电路复用率,降低硬件资源消耗。

摘要：太赫兹通信由于具有极大的带宽已成为当前的研究热点,在太赫兹系统中进一步提升系统容量也成为了值得探究的问题。本文利用混合概率和几何整形(PGS)的方案对全电子元件构成的太赫兹系统进行优化,使用成对优化(PO)算法对完成概率整形(PS)后的16阶正交幅度调制(PS-16QAM)的星座点进行位置调整,获得所需的混合概率和几何整形的16阶正交振幅调制(PGS-16QAM)信号。通过测试PS-16QAM、几何整形后的16阶正交幅度调制(GS-16QAM)和PGS-16QAM在不同净速率下对16QAM的优化,验证了混合PGS具有最佳的优化效果。实验证明,当无线传输距离设置为2 m、NGMI阈值设置为0.92时,PGS-16QAM相较于传统的16QAM、PS-16QAM和GS-16QAM,净传输速率分别提升了15.6%、11.8%和3.8%。