Geometrically-Shaped Constellation for Visible Light Communications at Short Blocklength
本文提出了一种在峰值和平均强度约束下设计短包可见光通信几何成形星座的通用框架，利用大偏差理论刻画最优成形区域的二阶渐近性，并基于Construction B格的嵌套结构构造多维星座，结合粗成形与细编码策略及快速映射解调算法，实现了显著的编码与成形增益。
2024-04-29 cs.IT eess.SP math.IT
Geometrically-Shaped Multi-Dimensional Modulation Formats in Coherent Optical Transmission Systems
在多维（MD）空间中对调制格式进行整形是在加性高斯白噪声（AWGN）信道和光纤信道中获得频谱效率增益的有效方法。本文第一部分对现有的用于光纤通信的MD几何形状调制进行了综述。研究表明，通过利用维度中的相关性或/和增加调制格式的基数，可以获得较大的增益。实际的限制和挑战也讨论了有效的解决方案。在第二部分中，我们通过最大化AWGN信道的广义互信息，将最近提出的基于正交对称约束的四维（4D）调制格式族扩展到高达10 bit/4D-sym的高频谱效率。多跨光纤传输系统的可达性增加了25%。最后，在最近引入的非线性干涉（NLI）模型的帮助下，为单跨光纤系统设计非线性容忍的4D调制格式的优化。仿真结果表明，所提出的基于NLI模型的4D调制格式可以提高有效信噪比约0.25 dB的AWGN信道优化的4D调制格式。
2022-09-01 cs.IT eess.SP math.IT
Polarization-ring-switching for nonlinearity-tolerant geometrically-shaped four-dimensional formats maximizing generalized mutual information
本文介绍了一种新的四维64进制偏振环开关（4D-64 PRS）调制格式，其频谱效率为6 bit/4D-sym。该格式的设计是通过最大化广义互信息（GMI）和施加一个常数模的4D结构。所提出的格式在相同的频谱效率下产生相对于用于比特交织编码调制系统的现有技术的几何形状的调制格式的改进的性能。与以前发表的结果不同，星座点的坐标和星座的二进制标记是联合优化的。当与偏振复用的8进制正交幅度调制（PM-8 QAM）相比，在加性高斯白噪声（AWGN）信道中观察到高达0.7 dB的信噪比增益。对于8，000 km的长距离非线性光纤系统，观察到高达0.27 bit/4D-sym的增益（5.5%的数据容量增加）。这些收益转化为约16%（1，100公里）的范围增加。所提出的调制格式也被证明是更宽容的非线性比PM-8 QAM。LDPC码的结果也被提出，这证实了GMI预测的增益。
2019-06-06 cs.IT eess.SP math.IT
Beyond 200 Gb/s/lane: An Analytical Approach to Optimal Detection in Shaped IM-DD Optical Links with Relative Intensity Noise
本文针对数据中心下一代 IM-DD 光链路，提出一种考虑相对强度噪声的解析符号错误率表达式，适用于任意概率或几何整形系统，且与数值模拟完美匹配。
2025-06-24 eess.SP
DNN-assisted optical geometric constellation shaped PSK modulation for PAM4-to-QPSK format conversion gateway node
提出了一种将四电平脉冲幅度调制转换为具有整形增益的正交相移键控调制格式的光网关，以利用非均匀相位噪声实现灵活的强度到相位映射。通过在接收器侧对生成的具有非均匀相位噪声的QPSK信号进行基于DNN的决策，可以节省光调制格式转换的功耗。原理验证实验已经表明，光学几何星座形状的QPSK调制信号从具有高斯分布噪声的规则PAM 4信号生成。通过使用数字神经网络信号恢复，整形后的QPSK信号的误码率和广义互信息都有1dB的增益改善。
2021-02-23 eess.SP
Antenna parameterization for effectiveness in horn shaped antenna for 5G communication
喇叭天线是我们在本文中的研究成果。我们正在尝试我们的天线辐射的潜在方法，我们认为这将在很大程度上减少。为什么我们选择喇叭天线是它共振的声音爆炸所做的喇叭状的物质。喇叭通过其形状使发送的信号通过其形状达到最大能力，这是接收器所要求的，因为从发送器和接收器的距离分离。我们的研究将包含各种实现，导致以前的设计改进。我们将使用卑尔根的传统方法，使天线的行为巧妙地在其功能。
2023-02-04 cs.SY eess.SP eess.SY
Spectrally-Shaped Continuous-Variable QKD Operating at 500 MHz Over an Optical Pipe Lit by 11 DWDM Channels
我们展示了高速率CV-QKD支持22 Mb/s的安全密钥速率，通过频谱剪裁和量子接收器带宽的最佳使用。与11个相邻的载波级C波段信道共存，间隔仅为20 nm，实现了> 10 Mb/s。
2020-07-02 eess.SP quant-ph
Experimental Comparison of Cap and Cup Probabilistically Shaped PAM for O-Band IM/DD Transmission System
对于200 Gbit/s的净速率，均匀PAM-4，6和8的实验比较概率形状的PAM-8帽和杯的变体。在背靠背和20公里的测量中，帽形80 GBd PAM-8的接收灵敏度分别比72 GBd PAM-8和83 GBd PAM-6高出3.50dB和0.8dB
2022-05-18 eess.SP
Chemical Reactions-Based Microfluidic Transmitter and Receiver for Molecular Communication
能够通过分子和化学过程处理和交换信息的通信系统的设计是一个快速发展的跨学科领域，它有望彻底改变我们实现计算和通信设备的方式。虽然近年来分子通讯（MC）理论有了很大的发展，但在设计具有MC功能的组件方面，更实际的方面仍然很少探索。基于此，我们设计了一个基于化学反应的微流控微流控系统，该系统包括微流控微流控发射器和微流控微流控接收器。考虑到现有的MC文献的信息传输通过分子脉冲调制，所提出的微流体MC发射器是能够产生连续预定义的脉冲形状的分子浓度的矩形触发信号，使用化学反应的启发，细胞如何产生脉冲形状的分子信号在生物学。我们进一步设计了一种微流控MC接收器，能够使用阈值反应和放大反应将接收信号解调为矩形输出信号。我们的基于化学反应的微流控分子通信系统是可重复的和精心设计的，更重要的是，它克服了细胞中生物过程的速度慢，不可靠和不可扩展性。为了揭示设计见解，我们还推导出我们设计的微流体发射器和接收器的理论信号响应，这进一步促进了发射器的设计优化。我们的理论结果通过COMSOL Multiphysics有限元求解器进行模拟验证。我们证明了预定义的性质所产生的脉冲和解调的矩形信号连同它们对设计参数的依赖。
2019-08-08 cs.ET eess.SP
Multibeam Free Space Optics Receiver Enabled by a Programmable Photonic Mesh
自由空间光学（FSO）是满足下一代网络对无线带宽不断增长的需求的一项有吸引力的技术。为了提高FSO链路的频谱效率，可以利用空分复用（SDM）上的传输，其中正交光束必须根据合适的幅度、相位和偏振分布来成形。在这项工作中，我们表明，一个可编程的光子电路，可调谐马赫-曾德尔干涉仪（MZIs）的硅光子网格组成，可以用作自适应多波束接收器的FSO通信链路。该电路可以自配置为同时接收和分离共享相同波长和偏振的正交FSO光束所携带的信号，相互串扰可以忽略不计。该特征在从正交方向（方向分集）到达接收器或根据不同正交空间模式（模式分集）成形的信号对上被证明，即使在传播期间存在一些混合的情况下。作为自适应多波束接收器的可编程网格的性能通过10 Gbit/s的波长为1550 nm的数据信道传输来评估，但是接收器的光学带宽（>40 nm）允许其以高得多的数据速率以及在波分复用SDM通信链路中使用。
2021-12-16 eess.SP physics.app-ph physics.optics
High-Cardinality Geometrical Constellation Shaping for the Nonlinear Fibre Channel
本文提出了设计方法，高效优化的几何形状的星座，以最大限度地提高光通信中的数据吞吐量。它描述了分析计算信息理论损失和这种损失的梯度作为输入星座形状的函数的方法。\ac{MI}和\ac{GMI}的梯度对于几何形状星座的优化是至关重要的。它提出了相对于输入星座的可实现的信息速率度量的解析导数。所提出的方法允许更高的基数和更高维的星座优化线性和非线性光纤传输吞吐量的改进设计。本文提出了一种在二维和四维空间都能达到8192个点的近容量星座，其广义互信息（GMI）在加性高斯白噪声信道（AWGN）容量的0.06 bit/2Dsymbol以内。此外，设计算法减少设计计算时间从几天到几分钟的介绍，允许线性AWGN和非线性光纤信道的信号噪声比的宽范围内的优化星座的介绍。
2022-09-16 cs.IT eess.SP math.IT
Optimization of Geometric Constellation Shaping for Wiener Phase Noise Channels with Varying Channel Parameters
提出了一种新的方法来研究信道参数变化对采用盲相位搜索算法的通信系统的几何形状星座图的影响。我们发现，引入的不对称性显着提高性能，如果适应不断变化的信道参数。
2022-06-29 cs.IT eess.SP math.IT
74.38 Tb/s Transmission Over 6300 km Single Mode Fiber with Hybrid EDFA/Raman Amplifiers
演示了在90 × 70 km SMF上传输306 × 35 GBd、双极化、64-ary几何形状信道，实现了74.38 Tb/s的净吞吐量。混合光纤跨距和EDFA/拉曼放大器的组合实现了10.8 THz的连续增益带宽。
2019-02-26 eess.SP physics.app-ph
Efficient Spectrum Utilization via Pulse Shape Design for Fixed Transmission Networks
微波回程链路的特征在于允许频谱高效传输的高信噪比。所使用的信号星座大小和可实现的数据速率通常受到收发器损伤的限制，主要受到来自非理想载波生成的相位噪声的限制。在本文中，我们提出了一种新的方法，以提高数据传输速率在这样的微波链路。我们利用的事实，相邻的频率信道是不活跃的，在许多部署方案。我们认为，额外的数据可以被传输的裙子的频谱掩模施加在传输信号的监管。为了完成这一任务，我们提出了一个成形的宽带单载波传输使用非奈奎斯特脉冲形状。特别是，我们设计的频谱裙填充（SSF）脉冲整形滤波器，遵循的频谱掩模响应，并执行检测使用相应增加的采样频率在接收器。我们评估可实现的信息速率的SSF为基础的传输考虑实际的色散信道和非理想的发射机和接收机处理。为了补偿相位噪声损伤，我们推导出载波相位跟踪和估计技术，并利用它们与非线性预编码，从而减轻了由非奈奎斯特SSF成形滤波器引入的符号间干扰。定量性能评估表明，所提出的系统设计实现了更高的数据速率在色散微波传播环境中与传统的传输与奈奎斯特脉冲整形。
2020-10-11 eess.SP
A Unified Pulse-Shaped OFDM Framework for Chirp-Domain Waveforms: Continuous-Time Modeling and Practical I/O Analysis
Osaka Metropolitan University（大阪公立大学）；University of Wollongong（伍伦贡大学）
本文提出了一种统一的啁啾域波形框架，涵盖正交啁啾分乘复用（OCDM）和仿射频率分乘复用（AFDM），并展示了其在传统Weyl-Heisenberg框架中的位置，进一步解释为脉冲形状OFDM，分析了功率谱密度并讨论了实际实现中的频率混叠问题。
2026-11-04 cs.IT eess.SP math.IT
Analysis and Experimental Demonstration of Orthant-Symmetric Four-dimensional 7 bit/4D-sym Modulation for Optical Fiber Communication
提出了一种新的四维正交对称128进制调制格式（4D-OS 128），其频谱效率为7 bit/4D-sym。数值仿真结果表明，在相同的频谱效率下，4D-OS 128比两种已被广泛研究的4D几何形状调制格式128 SP-16 QAM和7 b4 D-2A 8 PSK的性能提高了0.65dB。实验证明，这些增益在11 $\times$ 233 Gbit/s波分复用（WDM）传输系统中工作在5.95 bit/4D-sym超过6000公里和9000公里的EDFA单独和混合放大的情况下，分别。相对于128进制集合划分的16 QAM，达到了15%的增长。此外，还通过仿真将所提出的4D-OS 128与基于$\boldsymbol{D}_4$格的星座和具有有限块长度的概率成形16 QAM进行比较。
2021-02-03 cs.IT eess.SP math.IT
Time Frequency Localized Pulse for Delay Doppler Domain Data Transmission
本文分析了时延多普勒域中分数时延的影响，首次提出将时频局域化（TFL）脉冲成形用于OTFS波形，以克服分数时延引起的干扰，并证明其相比RC-OTFS在分数时延和未补偿分数定时偏移下具有更优的误码率性能和鲁棒性。
2025-01-30 eess.SP
