Dynamic Dispersion Accumulation in Fiber Loops for Realizing Record-High Frequency Resolution or Ultra-Low Signal Sampling Rate in Dispersion-Based Photonics-Assisted Wideband Microwave Measurement Systems
Shanghai Key Laboratory of Multidimensional Information Processing, East China Normal University（上海多维信息处理重点实验室，华东师范大学）
通过动态色散累积技术，实现高频率分辨率或超低信号采样率，突破基于色散的微波测量系统性能限制。
2026-02-12 eess.SP physics.optics
Multi-Carrier Agile Phased Array Radar
现代雷达系统期望在拥挤的环境中可靠地运行。满足这些需求的候选技术是频率捷变雷达（FAR），其随机地改变其载波频率。FAR被认为可以提高电子对抗（ECCM）性能，同时促进拥挤设置中的操作。为了提高复杂电磁环境下远距离雷达的目标恢复性能，提出了两种将远距离雷达扩展到多载波波形的雷达方案。第一种是宽带多载波捷变雷达（WMAR），它用每个天线同时发射/接收宽带波形。为了减轻WMAR使用的宽带波形对硬件的要求，我们提出了多载波相控阵雷达（CAESAR）。CAESAR使用窄带单调波形，从而便于系统的实现，同时引入{ \em空间灵活性}。我们所提出的方案的发射和接收信号的特点，并开发一种算法来恢复目标，从压缩感知的概念的基础上估计的距离-多普勒参数的目标。然后，我们得到的条件，保证其准确的重建。我们的数值研究表明，这两个多载波方案提高性能相比，FAR，同时保持其实际利益。我们还表明，CAESAR的性能，它使用单调的波形，是在一个小的差距从宽带雷达。
2020-02-23 cs.IT eess.SP math.IT
Time-Limited Waveforms with Minimum Time Broadening for the Nonlinear Schrödinger Channel
简单的光纤通信系统可以使用隔离的时间限制脉冲的能量调制来实现。基本孤子是这种脉冲的一种可能的解决方案，它提供了一个基本的优点：它们的形状不受光纤色散和非线性的影响。此外，可以在接收机处使用简单的能量检测器来检测所发送的信息。然而，基于孤子的能量调制的系统在数据速率方面没有竞争力。这部分是由于孤子的有效持续时间取决于它所选择的振幅。在本文中，我们提出了新的时间限制的波形，可以检测到使用能量检测器，并免疫光纤失真，以取代基本孤子。我们提出的解决方案依赖于长椭球波函数和数值优化程序。沿光纤进行最小时间展宽的时间限制的波形，并显示优于基本孤子。在二进制传输的情况下，一个单一的跨度的光纤，我们报告的速率增加了33.8%和12%的损耗和无损光纤，分别。此外，我们表明，所提出的系统的传输率增加的数量使用的能级的增加，这是不是基本孤子的情况下，由于其有效的时间-振幅约束。例如，当使用四个能级时，报告了分别在有损和无损光纤上的164%和70%的速率增加。
2022-06-22 eess.SP
Low-complexity Frequency Domain Equalization for filtered-AFDM over General Physical Channels
The University of New South Wales（新南威尔士大学）
本文提出一种低复杂度的频域均衡方案，用于处理具有非网格延迟和多普勒效应的通用物理信道中的滤波AFDM，有效减少计算复杂度并提升性能。
2026-04-09 eess.SP
Fast and accurate waveform modeling of long-haul multi-channel optical fiber transmission using a hybrid model-data driven scheme
光波在光纤中传播的建模是一项快速准确求解非线性薛定谔方程（NLSE）的任务，可以使光学系统设计、数字信号处理验证和快速波形计算成为可能。传统的全时全频信息波形建模方法是分步傅立叶方法（SSFM），由于其非常耗时，长期以来一直被认为是长距离波分复用（WDM）光纤通信系统中的挑战。在这里，我们提出了一种线性-非线性特征解耦分布式（FDD）波形建模方案来建模长距离WDM光纤信道，其中信道线性效应由NLSE导出的模型驱动方法建模，非线性效应由数据驱动的深度学习方法建模。同时，该方案只关注单跨光纤距离拟合，然后递归传输模型，以达到所需的传输距离。仿真结果表明，该建模方法具有较高的精度和计算速度，并具有较强的泛化能力，适用于不同的光发射功率、调制格式、信道数和传输距离。对于41路1040 km光纤传输，FDD波形建模方案的总运行时间仅为3分钟，而对于每个输入条件使用SSFM超过2小时，这实现了98%的计算时间减少。考虑到通过调整系统参数进行多轮优化，复杂度降低显著。这些结果代表了非线性光纤建模的显著改进，并为解决NLSE偏微分方程和光纤物理问题开辟了新的视角。
2022-05-16 cs.LG eess.SP
Hyperbolic Frequency Multicarrier Modulation for Wideband Linear Time-Varying Channels
Tsinghua University（清华大学）；University of New South Wales（新南威尔士大学）；Southwestern University of Finance and Economics（西南财经大学）
本文提出了一种双曲频率多载波调制方法，用于在宽带线性时变信道中实现超可靠调制框架，通过将时延和多普勒频移转化为仿射域中的1D位移，提供紧凑的双散射离散时间通道表征，同时通过参数优化平衡效率和可靠性。
2026-05-19 eess.SP
A Continuous Payload-Bearing Discrete Multitone Modulation Framework for Fiber-Optic Integrated Sensing and Communication
School of Electronic and Information Engineering, Soochow University（苏州大学电子与信息工程学院）
该研究针对光纤ISAC的关键挑战，提出连续DMT框架，实现同一波形同时支持IM/DD通信与DAS，经10km光纤实验，两种DMT方案定位精度高、相位恢复相关性好且通信无错码。
2026-09-01 eess.SP
Polynomial Closed Form Model for Ultra-Wideband Transmission Systems
本文提出 PCFM 闭式 GN/EGN 模型，通过多项式表示信道功率分布实现解析积分，并在 C+L+S 拉曼场景及多点集总损耗下验证其高精度与通用性。
2025-08-29 eess.SP
Two-Stage Rotation-Based Joint ToA-AoA Estimation for Spatial Wideband Systems
针对毫米波/太赫兹系统中空间宽带效应导致的AoA-ToA区间偏移及网格失配引发的频谱泄漏问题，提出两阶段基于旋转的超分辨率特征估计算法，可处理多种场景的波束斜视效应，经仿真验证优于现有窄带算法。
2026-10-30 eess.SP
A TDD Distributed MIMO Testbed Using a 1-Bit Radio-Over-Fiber Fronthaul Architecture
本文提出了一种基于1-bit光纤无线电前传架构的低成本、可扩展TDD分布式MIMO测试平台，实验验证了其在上下行链路、多用户预编码及OFDM波形下均能实现较低的EVM并具备抗干扰鲁棒性。
2024-03-26 eess.SP
CFM6, a closed-form NLI EGN model supporting multiband transmission with arbitrary Raman amplification
本研究提出支持任意拉曼放大多频段传输的闭式NLI EGN模型CFM6，引入后向拉曼放大贡献提升CISCO-POLITO-CFM5性能，可处理频率相关光纤参数与信道间受激拉曼散射。
2024-05-14 eess.SP
A Streamwise GAN Vocoder for Wideband Speech Coding at Very Low Bit Rate
Fraunhofer（弗劳恩霍夫）；Fantasmo（范塔斯莫）
最近，GAN声码器在语音合成方面取得了快速进展，开始以更高的生成速度在感知质量方面优于自回归模型。然而，自回归声码器仍然是以非常低的比特率编码的语音信号的神经生成的常见选择。在本文中，我们提出了一个GAN声码器，它能够产生宽带语音波形的参数编码在1.6 kbit/s。该模型是一个修改版本的StyleMelGAN声码器，可以运行在逐帧的方式，使其适合于流媒体应用。实验结果表明，该模型在极低比特率语音编码中的性能明显优于LPCNet等自回归声码器，计算复杂度约为5 GMAC，为该领域提供了一个新的发展方向.此外，这种流式对抗声码器在干净语音上以5.9 kbit/s提供与高级语音编解码器（例如EVS）竞争的质量，这促使前馈全卷积模型进一步用于低比特率语音编码。
2021-08-09 cs.LG cs.SD eess.AS
End-to-end optimization of coherent optical communications over the split-step Fourier method guided by the nonlinear Fourier transform theory
优化给定信道的调制和检测策略对于最大化通信系统的吞吐量是至关重要的。这种优化可以很容易地进行分析的通道，承认封闭形式的分析模型。然而，这个任务对于非线性色散信道如光纤变得极具挑战性。通过自动编码器（AE）的端到端优化可以应用于定义符号到波形（调制）和波形到符号（检测）映射，但到目前为止，它主要用于依赖于近似信道模型的系统。本文首次提出了一种适用于非线性薛定谔方程（NLSE）描述的全光信道的AE方案。发射器和接收器通过精确模拟光纤的分步傅立叶方法（SSFM）进行联合优化。在该第一数值分析中，检测由神经网络（NN）执行，而符号到波形映射由非线性傅里叶变换（NFT）理论辅助，以便简化和指导调制侧的优化。因此，这种概念验证AE方案是以标准的基于NFT的系统为基准的，并且证明了可实现的距离增加了三倍（从2000到6640公里）。
2020-10-07 eess.SP
Performance Analysis of UWB Based Wireless Sensor Networks in Indoor Office LOS Environment
随着无线传感器网络（Wireless Sensor Network，WSN）的快速发展，WSN的高数据传输速率越来越受到重视，因此在IEEE 802.15.4a标准中，超宽带（UWB）被引入作为物理层技术之一，以支持高数据传输速率和精确定位应用。为了分析超宽带无线传感器网络的误比特率性能，提出了一种考虑符号内干扰（IASI）、符号间干扰（ISI）、多用户干扰（MUI）和加性高斯白噪声（AWGN）的系统模型，并进行了仿真验证。给出了符合IEEE802.15.4a标准频谱要求的脉冲波形，并在此基础上分析了传输数据速率和用户数对脉冲波形的影响。结果表明，随着信噪比的增加，符号内干扰会显著降低系统性能，采用符号内干扰小的脉冲波形可以提高系统性能。
2018-01-07 eess.SP
An Improved Model of Nonlinear Fiber Propagation in the Presence of Kerr Nonlinearity and Stimulated Raman Scattering
超宽带光纤传输同时受到克尔非线性和受激拉曼散射的影响。存在解决克尔非线性和SRS之间相互作用的数学模型。这些模型是基于高斯噪声（GN）和增强型高斯噪声（EGN）模型。在本文中，我们提出了一个调制格式相关的模型，占增强的链路功能，这是有效的非相同的跨度，光纤跨度损耗和SRS增益/损耗不一定由放大器在每个跨度结束补偿。还介绍了一种新的信号功率分布，包括频率相关的光纤衰减。所提出的分析模型考虑了非线性干扰（NLI）的所有条款，包括自信道干扰，跨信道干扰和多信道干扰。它还表明，该模型具有预测的NLI功率具有更高的精度比以前的模型可以。分步傅立叶仿真表明，当SRS和任意调制格式都被考虑时，以前的模型可能不准确地预测NLI功率。对于具有10 Gbaud的1001个通道的10.011 THz系统，该差异可以高达4.3 dB。
2020-12-03 eess.SP
MobiVital: Self-supervised Time-series Quality Estimation for Contactless Respiration Monitoring Using UWB Radar
Qualcomm（高通公司）；UCLA（加利福尼亚大学洛杉矶分校）；Samsung Research America（美国三星研究院）；Meta；Amazon（亚马逊公司）
提出 MobiVital，通过自监督自回归波形提取与生物学启发的反转校正提升 UWB 雷达呼吸波形质量，并发布 12 人 24 小时同步真值数据集。
2025-03-14 cs.LG eess.SP
Time-Domain Channel Estimation for Extremely Large MIMO THz Communication Systems Under Dual-Wideband Fading Conditions
本文针对太赫兹频段超大规模MIMO在双宽带衰落下的信道估计问题，提出基于单载波系统的时域稀疏建模与交替最小化求解方法，性能优于传统方案并接近理想下界。
2024-07-08 cs.IT eess.SP math.IT
On the Doppler Squint Effect in OTFS Systems over Doubly-Dispersive Channels: Modeling and Evaluation
大量的工作已经证明了正交时频空间（OTFS）调制在高移动性场景中的优异性能。时变宽带信道估计是OTFS接收机的关键组成之一，因为数据检测需要准确的信道状态信息（CSI）。在实际的宽带OTFS系统中，高移动性带来的多普勒频移是频率相关的，这被称为多普勒斜视效应（DSE）。不幸的是，在OTFS系统中采用的总体先验估计方案中，DSE被忽略，这导致信道估计和随之而来的数据检测的严重性能损失。本文在时延-多普勒域研究了宽带时变信道的DSE问题，重点研究了考虑DSE的OTFS信道系数的特性。在考虑DSE的情况下，给出了理想波形和矩形波形的OTFS输入输出关系的公式和计算方法。将信道估计问题转化为稀疏信号恢复问题，并采用基于正交匹配追踪（OMP）的方法进行求解，仿真结果证实了DSE的重要性以及与传统的忽略DSE的信道估计方法相比的性能优势。
2023-02-13 cs.IT eess.SP math.IT
Dual Polarization Full-Field Signal Waveform Reconstruction Using Intensity Only Measurements for Coherent Communications
传统的光学相干接收器通过测量信号波形对稳定的连续波本地振荡器（LO）的干扰来捕获信号波形的全部电场，包括振幅和相位。在光相干通信中，在全电场上操作的强大的数字信号处理（DSP）技术可以有效地消除诸如色散（CD）和偏振模色散（PMD）的传输损伤。更简单的直接检测技术无法访问完整的电场，因此缺乏补偿这些损伤的能力。我们提出了一种全场测量技术，只使用直接检测，不需要任何跳动与一个强大的载波LO。相反，相位检索算法的基础上交替的投影，利用色散元件进行了讨论，允许恢复的光相位从强度只有测量。在该演示中，相位恢复算法是修改的Gerchberg Saxton（GS）算法，其在2倍10-2的误比特率下实现了与理论相比小于4dB的模拟光信噪比（OSNR）损失。基于所提出的相位恢复方案，我们实验证明了信号检测和随后的标准2x2多输入多输出（MIMO）均衡的偏振复用30-Gbaud QPSK传输超过520公里的标准单模光纤（SMF）跨度。
2019-12-04 eess.SP
Class-E, Active Electrically-Small Antenna for High-Power Wideband Transmission at the High-Frequency (HF) Band
本文设计并实验验证一种E类有源电小HF天线，通过集成高效开关电路驱动高Q天线，实现24 kHz以上宽带、近100 W辐射和最高80%效率。
2024-04-04 cs.SY eess.SP eess.SY
An Open-Source Hardware-Aware Sub-THz Radio-Stripe Simulator
KU Leuven（荷语鲁汶大学）；Chalmers University of Technology（查尔姆斯理工大学）
本文提出一个开源的配置驱动模拟器，用于模拟从中心单元生成的CP-OFDM基带信号到具有可配置非线性、噪声、同相和正交失衡以及振荡器相位噪声和载波频率偏移的 booster/active 无线电单元的完整波形级信号链。
2026-04-16 eess.SP
Ultra-wideband free-space optical phase stabilisation
自由空间光通信（FSO）以其固有的安全性、高方向性、高可用带宽和小的物理占用空间等优点，有可能给无线通信带来革命性的变化。大气湍流的影响目前限制了FSO通信的性能。在这封信中，我们证明了一个系统能够不加区别地抑制大气相位噪声所遇到的独立的光信号分布在7.2太赫兹（包括全光C波段）的范围内，通过主动相位稳定在193.1太赫兹（1552 nm）的主要光信号。我们在整个范围内显示了~30 dB的无差别相位稳定，当使用声光调制器（AOM）作为多普勒致动器时，在10 Hz处的平均相位噪声为-39.6 dBc/Hz，当使用光纤展宽器作为群延迟致动器提供相位稳定系统的反馈时，为-39.9 dBc/Hz。我们证明了这种抑制受到独立光信号的噪声的限制，并且预期可实现的抑制大于40 dB，在10 Hz时达到约-90 dB/Hz。我们的结论是，40 Tbps的地面到空间的FSO传输将与我们的稳定系统和其他演示技术的组合成为可能。
2021-01-21 eess.SP physics.ins-det physics.optics
Cyclic-Prefix OFDM Probing for Spatial-ISI-Free Distributed Acoustic Sensing via Frequency-Domain Channel Reconstruction
School of Electronic and Information Engineering, Soochow University（苏州大学电子与信息工程学院）
提出使用循环前缀正交频分复用（CP-OFDM）波形作为传感探头，通过频域信道重构消除匹配滤波脉冲压缩中的空间符号间干扰（ISI），实现无空间ISI的分布式声学传感，并同时恢复通信数据，展示共享波形集成感知与通信（ISAC）。
2026-10-23 eess.SP
Sub-THz Power Amplifiers: Measurements, Behavioral Modeling and Predistortion Algorithms
针对THz频谱中功率放大器非线性导致系统性能下降的问题，本文对300 GHz PA进行测量与行为建模，并设计预失真算法，证明优化预失真器参数可显著提升性能。
2025-08-13 eess.SP
Deep-Learning-Based Channel Estimation for Distributed MIMO with 1-bit Radio-Over-Fiber Fronthaul
Chalmers University of Technology（查尔姆斯理工大学）；Ericsson Research（爱立信研究院）
本文研究1比特光纤前传分布式大规模MIMO上行信道估计，将深度学习信道估计算法适配到该架构，并通过仿真证明其显著优于Bussgang线性MMSE估计器，且对AGC和比较器引入的额外失真具有鲁棒性。
2024-07-05 cs.LG eess.SP
Data Transmission based on Exact Inverse Periodic Nonlinear Fourier Transform, Part II: Waveform Design and Experiment
非线性傅里叶变换具有克服当非线性干扰被当作噪声处理时在现代光纤通信系统中出现的对性能和可达到的数据速率的限制的潜力。与基于消失边界条件的周期非线性傅里叶变换相比，周期非线性傅里叶变换（PNFT）的研究较少。在本文中，我们设计了第一个实验的基础上PNFT中的信息被编码在不变的非线性主谱。为此，我们提出了一种方法来构建一组周期波形，每个周期波形具有相同的固定周期，通过采用在第一部分中开发的精确逆PNFT算法。我们证明了传输方案的可行性，在实验中与模拟良好的一致性，并获得了超过2000公里的距离的误码率为$10^{-3}$。它示出的传输范围是显着长于预期从一个天真的估计的基础上的群速度色散和循环前缀的长度，这是解释通过一个占主导地位的孤子分量在传输波形。我们的星座设计可以推广到任意数量的非线性自由度。
2020-12-22 cs.IT eess.SP math.IT
Deep Generative Model for Simultaneous Range Error Mitigation and Environment Identification
Tsinghua University（清华大学）；BCAM-Basque Center for Applied Mathematics（巴斯克应用数学中心）；IKERBASQUE-Basque Foundation for Science（伊克巴斯克-巴斯克科学基金会）
本文提出深度生成模型，通过贝叶斯建模接收波形中的距离特征与环境语义隐变量，以端到端学习同时实现距离误差抑制和环境识别，并在超宽带数据集上验证了其优越性能与可扩展性。
2023-05-23 cs.AI cs.LG eess.SP
Experimental realization of Fermi-Pasta-Ulam-Tsingou recurrence in a long-haul optical fiber transmission system
可积非线性薛定谔方程（NLSE）是非线性科学的一个基本模型，在工程应用中具有重要意义。周期性逆散射变换（IST）的强大框架提供了非线性现象调制不稳定性和Fermi-Pasta-Ulam-Tsingou（FPUT）复发的精确解的描述。它将复杂的非线性动力学与可用于编码信息的不变的非线性谱自由度相关联。虽然光纤是其预测的理想试验场，但在足够长的距离上保持可积性以观察复发，以及在典型实验的皮秒时间尺度上合成和测量场的振幅和相位是具有挑战性的。在这里，我们报告的FPUT复发的实验实现方面的一个精确的空间-时间-周期解的可积NLSE在光通信实验的测试平台。利用有限间隙积分法构造复值初始条件，在任意波形发生器的驱动下，将复值初始条件调制到光载波上，并发射到具有周期放大的循环光纤环中。在预定旋转次数后使用内差相干接收器进行测量，提供了时空动态的非侵入性全场表征。在9000公里的距离上，经常性的时空演化与理论预测非常一致。非线性谱分析揭示了一个不变的非线性谱。的空间-时间尺度超过了三个数量级的光纤FPUT复发以前的实验。
2019-11-25 eess.SP nlin.SI physics.optics
On the Suboptimality of Rate--Distortion-Optimal Compression: Fundamental Accuracy Limits for Distributed Localization
The Alexander Kofkin Faculty of Engineering, Bar-Ilan University（巴伊兰大学亚历山大·科夫金工程学院）
研究在仅能获取独立速率-失真最优压缩多传感器观测的情况下，分布式定位的基本精度限制，通过高斯RD测试信道模型和Whittle频谱Fisher信息特性，推导出频域Cramér-Rao下限，并揭示速率诱导的性能转变。
2026-03-24 cs.IT eess.SP math.IT
Robust Detection of Underwater Target Against Non-Uniform Noise With Optical Fiber DAS Array
Southern Marine Science and Engineering Guangdong Laboratory (Guangzhou)（南方海洋科学与工程广东省实验室（广州））；Ocean College, Zhejiang University（浙江大学海洋学院）
本文提出利用光纤DAS系统与广义稀疏协方差拟合框架，在非均匀噪声环境下实现水下目标的鲁棒检测，通过实验验证了其高灵敏度和准确性。
2025-12-12 eess.AS eess.SP
Non-sliced Optical Arbitrary Waveform Measurement (OAWM) Using a Silicon Photonic Receiver Chip
本文提出首个集成于硅光子芯片的波长无关非切片OAWM前端，无需切片滤波器和主动控制，通过四个IQ接收机实现170 GHz采集带宽，并在100 GBd 64QAM信号接收中达到与传统相干接收机相当的星座信噪比，推动紧凑型OAWM系统走向实验室外应用。
2023-10-21 eess.SP physics.optics
Data Transmission based on Exact Inverse Periodic Nonlinear Fourier Transform, Part I: Theory
非线性傅里叶变换（NFT）将通过光纤传播的波形分解成非线性自由度，这些自由度在传输期间被保持。通过对非线性光谱上的信息进行编码，获得了与非线性光纤固有兼容的传输方案。尽管具有潜在的优势，但由于逆变换的数学复杂性，与基于消失边界条件的对应物相比，周期性NFT（PNFT）的研究较少。在本文中，我们提取理论的algebrogeometric积分方法的逆PNFT从文献中，并将其调整到通信问题。我们提供了一个完整的算法来计算逆PNFT。作为应用，我们采用该算法设计了一种新的调制方案称为非线性频率幅度调制，其中四个不同的非线性频率被独立调制。最后，我们提供了两个进一步的调制方案，可以考虑在未来的研究。在本文的第二部分，该算法被进一步应用于基于PNFT的通信实验的设计。
2020-12-22 cs.IT eess.SP math.IT
