Few-bit Quantization of Neural Networks for Nonlinearity Mitigation in a Fiber Transmission Experiment
在16-QAM 9 × 50 km双偏振光纤传输实验中，对神经网络进行了量化，以减小非线性失真和分量失真。在6比特处的训练后加性二次幂量化引起可忽略的Q因子惩罚。在5比特时，模型大小减少了85%，损失为0.8 dB。
2022-05-25 eess.SP
A Recursion-Based SNR Determination Method for Short Packet Transmission: Analysis and Applications
本文针对短包传输中信噪比难以显式确定和优化的问题，提出基于递归的信噪比确定方法，分析其收敛速度与函数性质，并验证其低复杂度、快速收敛和接近最优解的性能。
2024-08-23 eess.SP
Inter-Core Crosstalk in Multicore Fibers: Impact on 56-Gbaud/λ/Core PAM-4 Transmission
实验研究了弱耦合和非耦合七芯光纤传输2.5km后，多芯光纤中的芯间串扰对56 Gbaud PAM-4信号质量的影响，揭示了在1540-1560 nm范围内串扰对载波中心波长的依赖性。
2018-11-13 eess.SP
Full C-Band WDM Transmission of Nonlinearity-Tolerant Probabilistically Shaped QAM over 2824-km Dispersion-Managed Fiber
通过定制概率星座成形（PCS）的非线性容限，我们实验证明高达1.1 dB的信噪比（SNR）和6.4%的总净数据速率（NDR）增加相比，线性信道优化的PCS在2824公里色散管理波分复用（WDM）光纤链路。
2020-12-09 eess.SP
SNR-adaptive deep joint source-channel coding for wireless image transmission
针对噪声信道下多用户图像传输的联合信源信道编码（JSCC）问题，提出了一种基于自编码器的深度联合信源信道编码方案。在所提出的JSCC方案中，解码器可以估计信噪比（SNR），并使用它来自适应解码传输的图像。实验结果表明，该方案对不同信噪比的适应性较好，对解码端信噪比估计误差具有较强的鲁棒性。据我们所知，这是第一个深度JSCC方案，专注于对不同SNR的适应性，并可应用于多用户场景。
2021-02-02 eess.IV eess.SP
First Transmission of a 12D Format Across 3 Coupled Spatial Modes of a 3-Core Coupled-Core Fiber at a Spectral Efficiency of 4 bits/s/Hz
我们展示了一个新的十二维调制格式的第一个传输在三芯耦合芯多芯光纤。该格式占用了一个单一的时隙，跨越所有三个线性耦合的空间模式，并显示出改善MI和GMI传输后相比，PDM-QPSK。
2019-09-24 eess.SP
Bandwidth-Efficient Synchronization for Fiber Optic Transmission: System Performance Measurements
在这篇文章中，我们首先简要介绍了光传输系统及其一些性能指标。然后，我们提出了一个简单的，强大的，带宽效率的OFDM同步方法，并进行测量，以验证所提出的同步方法的实验装置的帮助。
2018-01-05 eess.SP
80-Channel WDM-MDM Transmission over 50-km Ring-Core Fiber Using a Compact OAM DEMUX and Modular 4x4 MIMO Equalization
8-每种OAM模式都携带10个波长，具有2.56 Tbit/s的聚合容量和10.24 bit/s/Hz的频谱效率，通过50 km专门设计的环芯光纤传输，使用紧凑的OAM模式分类器和仅模块化的4x 4 MIMO均衡。
2018-10-23 eess.SP
Free-Space Optical Communication Using Non-mode-Selective Photonic Lantern Based Coherent Receiver
研究了一种基于非模式选择光子灯笼相干接收的自由空间光通信系统。在模拟光子分布的基础上，定量地描述了单模光纤端部光致发光的功率分布为单形上的截断高斯分布。分析了采用PL接收机的通信系统在选择合并、等增益合并和最大比合并等不同合并技术下的信噪比。给出了光致发光（PL）接收机、单模光纤接收机和多模光纤接收机在Gamma-Gamma大气湍流信道下的误比特率的积分解、级数下界解和渐近解。我们证明了PL的功率分布没有影响基于PL的接收机的SNR和BER性能时，MRC使用;它只有有限的影响时，使用EGC。然而，当使用SC时，PL的功率分布会极大地影响BER性能。此外，数值研究了在不同非理想器件参数下，采用EGC的PL基接收机相对于单模光纤接收机和多模光纤接收机的信噪比增益，进一步给出了该通信系统的适用范围。
2020-11-24 eess.SP
NOMA-Assisted Grant-Free Transmission: How to Design Pre-Configured SNR Levels?
本文研究NOMA辅助无授权传输中预配置SNR水平的设计问题，通过以信息年龄为指标的分析与仿真，验证了NOMA的性能增益及不同SNR配置设计的优劣。
2023-07-03 cs.IT eess.SP math.IT
Analytical SNR Prediction in Long-Haul Optical Transmission using General Dual-Polarization 4D Formats
双极化4D（DP-4D）调制的非线性干扰模型迄今为止仅用于预测信号-信号非线性干扰。我们表明，包括在长距离DP-4D传输中的有效信噪比的预测中的信号噪声项提高了高达0.2 dB的精度。
2022-07-15 cs.IT eess.SP math.IT
Simultaneous Pre-compensation for Bandwidth Limitation and Fiber Dispersion in Cost-Sensitive IM/DD Transmission Systems
提出基于改进GS算法的pre-BL-EDC方案，在20/28/32 Gbit/s带宽受限IM/DD系统中实现带宽限制与光纤色散的同时预补偿，相比改进GS预EDC获得1.0/1.0/2.0 dB增益。
2025-04-02 eess.SP
Influence of Modeling Methods on the Estimation of the Nonlinear Noise Statistics Considering Joint PMD and Kerr Effects in Fiber Transmission Systems
在当前的软件定义光网络中，快速准确地估计传输链路的传输质量（QoT）是必不可少的。高斯噪声模型，以产生一个快速估计的平均QoT来自确定性的系统参数，但不捕捉QoT的变化。为了对偏振模色散（PMD）和克尔非线性的随机联合效应进行数值分析，系统设计者通常采用基于Manakov-PMD方程的分步傅里叶方法（SSFM），该方法忽略了非线性PMD项，比耦合非线性薛定谔方程（CNLSE）更快，并且对于双折射相关长度较短（约小于10 m）的光纤具有足够的精度。在这项工作中，我们提出的见解的方式来调整这个Manakov-PMD方法的参数和它的局限性时，寻求一个准确的估计的非线性干扰（NLI）噪声的统计分布可能安装在当前的光网络中的所有光纤。特别是，我们比较这Manakov-PMD方法的结果与CNLSE得到的，而不同的光纤双折射相关长度，PMD系数和光纤类型。我们的研究结果突出了一个潜在的差异0.5 dB的Q^2因子的估计在一个跨度偏振分复用正交相移键控（PDM-QPSK）传输与最佳发射功率每信道和产量的指导方针，以选择最合适的数值估计方法。
2020-02-14 eess.SP
Pilot-Aided Joint-Channel Carrier-Phase Estimation in Space-Division Multiplexed Multicore Fiber Transmission
研究了相位相关噪声下空分复用多芯光纤（MCF）传输中导频辅助联合信道载波相位估计（CPE）的性能。为此，一个系统模型描述未编码的MCF传输的相位噪声包括一个共同的激光相位噪声，除了核心和偏振特定的相位漂移，介绍。然后，它表明，系统模型可以被视为一个特殊的情况下，多维随机游走相位噪声模型。该模型的导频辅助CPE算法被用来评估两种策略，即联合信道和每信道CPE。为了量化这两种策略之间的性能差异，他们各自的相位噪声容限进行评估，通过Monte Carlo模拟不同的调制格式，导频开销，激光线宽，空间信道的数量，和跨信道的相位噪声相关度的未编码传输。对于20 GBd的传输与200 kHz的组合激光线宽和1%的导频开销，联合信道CPE产生高达3.4 dB的提高功率效率或25.5%的信息速率增加。此外，通过MCF传输实验，验证了系统模型，并对不同调制格式的未编码传输的误码率性能与传输距离的关系进行了比较。通过使用联合信道CPE，对于1%的导频开销，观察到传输范围增加高达21%。
2019-10-13 eess.SP
SNR optimization of multi-span fiber optic communication systems employing EDFAs with non-flat gain and noise figure
Technical University of Denmark（丹麦技术大学）
光通信系统的吞吐量优化是当前光网络的关键挑战。增益平坦滤波器（GFF）的使用简化了问题，但代价是插入损耗、更高的功耗和可能更差的性能。在这项工作中，我们提出了一个组件明智的多跨传输系统的信噪比（SNR）优化模型。针对没有GFF的C波段放大器的增益和噪声系数频谱轮廓，训练基于机器学习的模型。该模型结合高斯噪声模型的非线性光纤，包括受激拉曼散射和实施惩罚的光谱轮廓测量背靠背，以预测在每个信道的多跨度波分复用系统的SNR。系统模型中的所有基本组件都是可微的，并且允许在跨度数量和每个跨度的长度方面对任意配置的系统进行基于梯度下降的优化。当输入功率分布优化平坦和最大化接收SNR每通道，在任意3跨度实验系统的最低性能提高了高达8 dB w.r.t.具有平坦输入功率分布的系统。同时实现了低至1.2 dB的SNR平坦度。使用该模型和优化方法来优化示例核心网络的性能，并且示出了0.2 dB的增益。不考虑非线性的解决方案。该方法也被证明是有益的系统具有理想的增益平坦，实现高达0.3 dB的增益w.r.t.平坦的输入功率分布。
2021-06-07 cs.LG cs.NI eess.SP
Importance-Aware Robust Semantic Transmission for LEO Satellite-Ground Communication
本文提出一种重要性感知的鲁棒语义传输框架，通过增强分割模型和任务驱动的语义选择方法，提升低轨卫星-地面通信在带宽受限和信道变化场景下的传输性能。
2025-12-15 eess.SP
Physics-Informed Neural Operator for Fast and Scalable Optical Fiber Channel Modelling in Multi-Span Transmission
我们提出了有效的建模光纤通道通过NLSE约束的物理信息的神经操作员没有参考解决方案。这种方法可以很容易地扩展距离，序列长度，发射功率和信号格式，并实现了超快速模拟16-QAM信号传输与ASE噪声。
2022-07-12 eess.SP physics.optics
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
Optical Semantic Communication through Multimode Fiber: From Symbol Transmission to Sentiment Analysis
本文提出一种基于多模光纤模间色散频率敏感性的光学语义传输方案，通过频域高维编码和PAM-4实现容量与频谱效率提升，并验证其在IMDb情感分析中的抗噪应用潜力。
2024-08-23 eess.SP
PAM-4 Transmission at 1550nm using Photonic Reservoir Computing Post-processing
在当代超快光纤传输系统中数据解码的效率在很大程度上取决于所使用的信号处理工具的能力。所接收的信号必须不超过一定的复杂性水平，超过该复杂性水平，所应用的信号处理解决方案变得不足或缓慢。此外，所需的接收信号的信噪比可能是具有挑战性的，特别是当采用具有多级编码的调制格式时。最近，光子库计算（photonic reservoir computing，RC）--一种具有循环连接性的硬件机器学习技术--被提出作为处理光纤传输的确定性失真的后处理工具。在这里，我们表明，RC后处理是非常有效的多级编码和使用非常高的发射光峰值功率高达14 dBm的光纤传输。较高的功率电平在接收机端提供所需的高信噪比（SNR）值，代价是传输信号的复杂非线性变换。我们的演示评估了直接光纤通信链路的4级脉冲幅度调制（PAM-4）编码和直接检测，不包括光放大，色散补偿，脉冲整形或其他数字信号处理（DSP）技术。通过对失真信号应用RC后处理，我们在56 Gb/s和112 Gb/s数据编码速率下数值估计光纤传输距离为27 km和5.5km，同时满足硬判决前向纠错（HD-FEC）数据恢复的误码率（BER）限制。在我们的光子库的实验等效演示中，实现的距离分别为21 km和4.6km。
2019-03-29 eess.SP
Low Complexity Convolutional Neural Networks for Equalization in Optical Fiber Transmission
Telecom Paris（巴黎电信学院）；Infinera Unipessoal Lda（Infinera单一有限责任公司）；Infinera（英飞朗公司）
提出了一种卷积神经网络来减轻光纤传输效应，与替代均衡器相比，可训练参数减少了五倍，与DBP相比，MSE提高了3.5 dB，具有可比的复杂性。
2022-10-11 cs.AI eess.SP
Mode-dependent Loss and Gain Estimation in SDM Transmission Based on MMSE Equalizers
具有耦合信道的空分复用（SDM）系统中的容量从根本上受到在组件和放大器中产生的模式相关损耗（MDL）和模式相关增益（MDG）的限制。在这些系统中，MDL/MDG必须准确估计的性能分析和故障排除。具有耦合信道的SDM的最新演示基于多输入多输出（MIMO）自适应均衡器的系数通过数字信号处理（DSP）技术执行MDL/MDG估计。尽管这些方法提供了链路上累积的MDL/MDG的数量级的有效指示，但是MIMO均衡器通常根据最小均方误差（MMSE）准则来更新，已知最小均方误差（MMSE）准则取决于信道信噪比（SNR）。因此，基于自适应滤波器系数的MDL/MDG估计技术也受到噪声的损害。在本文中，我们分析了SNR对基于DSP的MDL/MDG估计的影响，并表明该技术容易出错。基于MIMO MMSE均衡器的传递函数，并假设一个已知的SNR，我们计算出一个校正因子，提高了中等水平的MDL/MDG和SNR的估计过程。通过6模长距离传输链路的仿真和3模传输链路的实验验证了校正因子。结果证实了标准估计方法在高加性噪声和MDL/MDG的情况下的局限性，并指出校正因子作为实际SDM情况下的可能解决方案。
2020-08-31 eess.SP
Analysis of Nonlinear Fiber Interactions for Finite-Length Constant-Composition Sequences
为了在概率幅度整形（PAS）框架内实现概率整形的信令，整形设备输出遵循某种非均匀分布的序列。在恒定组成（CC）分布匹配（CCDM）的情况下，序列仅在其组成符号的排序上不同，而每个符号的出现次数在每个输出块中是恒定的。Amari \textit{et al.}最近的研究结果表明，CCDM块长度对光纤传输后的有效信噪比（SNR）有相当大的影响。到目前为止，还没有对这种行为做出解释。此外，SNR的块长度依赖性似乎与文献中的先前结果不完全一致。本文详细分析了CC序列的非线性光纤相互作用。我们确认在光纤模拟的SNR与CCDM块长度成反比，并提出两种解释。第一个，这只在短长度制度，是基于二维符号是如何产生的PAS框架中的形状的振幅。第二，更一般的解释涉及序列内的诱导混洗，或等效地相同符号的有限集中，其是短CC块的固有属性，但不一定存在于长块。对于短CC序列，这种时间属性导致较弱的非线性相互作用，从而导致较高的SNR。对于一个典型的多跨光纤设置，SNR的差异被数值证明是高达0.7dB。最后，我们评估了一个启发式的品质因数，捕获的运行相同的符号在串联的几个CC序列的数量。对于高达大约100个符号的中等块长度，该度量表明限制相同符号运行的数量可能是有益的。
2020-06-12 cs.IT eess.SP math.IT
Learning-based multiplexed transmission of scattered twisted light through a kilometer-scale standard multimode fiber
复用多轨道角动量（OAM）光模式具有增加光通信中的数据容量的潜力。然而，这种模式的远距离分布仍然具有挑战性。在光纤通信中，大气湍流和光散射对自由空间传输有很大的影响，而光纤中的模色散引起的波失真使OAM解复用失效。在这里，开发了一种基于深度学习的方法来从分散的OAM信道中恢复数据，而无需测量任何相位信息。在1km长的标准多模光纤上，该方法能够识别不同的OAM模式，在24个分散的OAM信道的并行解复用中，准确率超过99.9%。为了证明传输质量，彩色图像被编码在多路复用的扭曲光和我们的方法实现了解码传输的数据的错误率为0.13%。我们的工作表明，人工智能算法可以受益于OAM复用在商业光纤网络和高性能的光通信在动荡的环境中的使用。
2022-01-17 eess.SP physics.optics
Single-ended Recovery of Optical fiber Transmission Matrices using Neural Networks
针对超薄多模光纤成像中光纤校准易受环境影响且需单端体内重测的问题，提出基于神经网络的单端光纤传输矩阵重建方法，速度提升4500倍且鲁棒性更强。
2023-10-03 eess.SP physics.optics
Optimizing Bipolar Constellations for High-Rate Transmission in Short-Reach Fiber Links with Direct Detection
针对直接检测短距离光纤链路，提出利用调制器偏置偏移优化双极星座，并结合带连续干扰消除的神经网络均衡器，实现较标准接收机超过100 Gbit/s的速率提升。
2024-07-06 cs.IT eess.SP math.IT
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
Design of Fiber-Longitudinal Optical Power Monitor
该研究针对光纤纵向光功率监测（LPM）的精度问题，通过定义逐位置方差与功率剖面SNR推导指标公式，统一实现LPM的方案设计与性能预测，明确相关设计参数与性能指标，为建立LPM设计原则提供基础。
2024-10-31 eess.SP physics.optics
389.3-Tb/s 1017-km C-band Transmission over Field-Installed 12-Coupled-Core Fiber Cable with >12-Tb/s Spatial MIMO Channels
NTT Network Innovation Laboratories, NTT Corporation（NTT网络创新实验室，NTT公司）；NTT Access Service Systems Laboratories, NTT Corporation（NTT接入系统实验室，NTT公司）；NTT Device Technology Laboratories, NTT Corporation（NTT器件技术实验室，NTT公司）；Optical Communications Laboratory, Sumitomo Electric Industries（住友电工光学通信实验室，住友电气工业株式会社）；Faculty of Engineering, Chiba Institute of Technology（千叶工业大学工学部）
本研究在已铺设12耦合芯光纤上实现高速WDM/SDM传输，刷新现场耦合芯容量纪录，同时达成超千公里的高净比特率空间MIMO信道传输。
2025-12-10 eess.SP physics.optics
Fiber Transmission Model with Parameterized Inputs based on GPT-PINN Neural Network
Nanjing University of Posts and Telecommunications（南京邮电大学）；Nanjing University of Aeronautics and Astronautics（南京航空航天大学）；Tsinghua University（清华大学）；Beijing National Research Center for Information Science and Technology（北京信息科学与技术国家研究中心）
本研究提出基于GPT-PINN的原理驱动型参数化输入短距光纤传输模型，通过降基展开将输入转化为非线性薛定谔方程参数化系数，无需重训或预采信号即可适配2Gbps-50Gbps比特率，兼顾计算效率与物理可解释性。
2024-08-19 cs.AI eess.SP
On Optimum Enumerative Sphere Shaping Blocklength at Different Symbol Rates for the Nonlinear Fiber Channel
我们表明，0.9 dB的SNR改善，可以通过短块长度枚举球成形单跨度传输在56 GBd。对于更高的符号速率和更大数量的跨度，该增益消失。
2022-07-08 cs.IT eess.SP math.IT
Adaptive optical signal-to-noise ratio recovery for long-distance optical fiber transmission
本文提出基于6 MHz法布里-珀罗腔和双伺服频率锁定机制的自适应光信噪比恢复方案，可同时滤除载波与边带噪声，显著提升长距离光纤传输中的OSNR并改善传输稳定度。
2024-08-02 eess.SP physics.optics
Distributed vibration sensing based on forward transmission and coherent detection
提出了一种基于前向传输和相干检测的超长距离分布式振动传感系统。在该方案中，部署了一对多跨光纤用于传感，并通过在远端连接两个光纤来使用环回配置。零差相干检测用于恢复由振动引起的相位和偏振态（SOP）波动，而振动的本地化通过跟踪沿两个光纤的相位变化来实现。由于前向传输和相干检测的性质，所提出的方案具有高信噪比（SNR）和超长感知距离的优点。此外，使用前向散射而不是后向散射允许在长感测范围内检测高频振动信号。经过长距离传输后，可以获得大于50dB的感知信噪比。同时，400 Hz，1 kHz和10 kHz的振动的本地化已被实验证明与空间分辨率小于50米，超过1008公里的传感光纤。使用更多的光纤跨距和掺铒光纤放大器（EDFA），传感长度可以进一步扩展到甚至跨洋距离，使其成为长距离和超长距离光纤链路中主动故障检测和定位的有希望的候选者。
2019-07-17 cs.SY eess.SP eess.SY
Transmit Power Optimization in Optical Coherent Transmission Systems: Analytical, Simulation, and Experimental Results
在本文中，我们建议使用所谓的增强高斯噪声（EGN）模型的离散化版本来估计光纤的非线性效应的光相干和无补偿传输（CUT）系统的性能。通过计算非线性干扰噪声的功率，并考虑光放大器噪声，得到了CUT的信噪比和可达速率。为了分配每个CUT信道的功率，我们考虑了两个优化问题，其目标是最大化最小SNR裕度和可达速率。我们表明，通过使用离散EGN模型，引入的优化问题的复杂性降低了现有的优化问题的基础上开发的所谓的离散高斯噪声（GN）模型。此外，基于离散EGN模型的优化导致更好的信噪比和可达速率。我们验证我们的分析结果与模拟和实验结果。我们模拟了一个五通道相干系统的OptiSystem软件，其中观察到的优化和模拟之间的密切协议。在此基础上，分别对单信道和三信道相干光系统，在300 km单模光纤（SMF）和非零色散位移光纤（NZDSF）上，对商用100 Gbps相干光发射机的信噪比进行了测量。我们观察到实验和分析结果之间存在性能差距，这主要是由于其他噪声源，如发射机缺陷噪声，热噪声和散粒噪声，在实验中。通过将这些噪声源包括在分析模型中，减少了分析结果和实验结果之间的差距。
2020-02-15 eess.SP math.OC
Structure and Needed Properties of Reasonable Polarization Mode Dispersion Emulators for Coherent Optical Fiber Transmission
提出了一种科学合理的相干光纤传输偏振模色散（PMD）仿真器。指导方针是偏振色散光纤的物理正确建模，在那里发生的时变偏振变换，包括由雷击引起的偏振事件的仿真，采用可接受的折衷以保持实现成本足够低，以及生产这种PMDE的有竞争力的工业基础。提出了一种由N +1个时变普通延迟器或扰偏器之间的N个差分群延迟（DGD）段组成的偏振模色散器。这些应该是一般的椭圆延迟器，能够改变极化率高达20 Mrad/s的庞加莱球。这应该包括偏振旋转的爆发，来回高达20 Mrad/s。DGD部分可以是固定的或可变的，并且应当能够构成可选地例如20 ps、50 ps、100 ps、200 ps或另一组各种离散值的总PMD。我们建议甚至N和平等的个人DGD，这使得总的PMDE假设一个中立的状态，没有任何PMD的任何顺序。数目N可以选择相对较小; N = 2似乎是可接受的。有各种组件和子系统供应商，并且市场上可买到拟议的PMDE。
2019-03-12 eess.SP physics.optics
Deep Joint Source-Channel Coding for Wireless Image Transmission
University College London（伦敦大学学院）；Imperial College London（帝国理工学院）
我们提出了一种联合信源和信道编码（JSCC）技术的无线图像传输，不依赖于显式编码的压缩或纠错，而是直接映射的图像像素值的复值信道输入符号。我们通过两个联合训练的卷积神经网络（CNN）来参数化编码器和解码器功能，并且可以被认为是中间具有代表噪声通信信道的不可训练层的自动编码器。我们的研究结果表明，所提出的深度JSCC方案优于数字传输级联JPEG或JPEG 2000压缩，具有在低信噪比（SNR）和信道带宽值下实现信道编码的能力，在存在加性高斯白噪声（AWGN）。更引人注目的是，深度JSCC不受“悬崖效应”的影响，并且当信道SNR相对于训练期间假设的SNR值变化时，它提供了适度的性能降级。在慢瑞利衰落信道的情况下，深度JSCC学习噪声弹性编码表示，并在所有SNR和信道带宽值下显著优于基于分离的数字通信。
2019-06-17 cs.IT cs.LG eess.SP
Quantization of Neural Network Equalizers in Optical Fiber Transmission Experiments
针对双偏振光纤传输的失真问题，本文研究神经网络均衡器的量化方法，提出压扩连续α混合量化算法，在低比特量化下损失极小，可将复杂度和存储量降低超90%。
2023-09-09 eess.SP physics.optics
Optimal launch states for the measurement of principal modes in optical fibers
多模光纤的模式色散特性可以使用最近提出的模式相关的信号延迟的方法进行。该方法包括通过多模光纤使用不同的模式组合发送光脉冲，并测量光纤输出处的模式群延迟。从这些测量，它是可能的，以估计模式色散矢量，主模式，和它们相应的差分模式群延迟。在本文中，我们修改和扩展的模式相关的信号延迟方法的理论框架，包括接收机噪声和模式相关的损失的影响。我们计算最佳的发射模式，最大限度地减少光纤模式色散矢量的估计中的噪声误差。我们表明，对于一个40模式的光纤，电子信号噪声比（SNR）的渐近改善了近6 dB相比，传统的模式组合。
2018-07-26 eess.SP physics.optics
Ultralow complexity long short-term memory network for fiber nonlinearity mitigation in coherent optical communication systems
光纤克尔非线性是限制长距离光纤通信容量的一个重要因素。数字反向传播（DBP）是一种主要的方法，通过求解逆传播非线性薛定谔方程（NLSE）来减轻线性和非线性损伤，这需要详细的链路信息。近年来，提出了基于神经网络的光通信系统非线性传输损伤抑制方法。然而，几乎所有的基于神经网络的均衡方案产生高的计算复杂度，这阻碍了在商业传输系统中的实际实施。本文提出了一种面向中心的长短期记忆网络（Co-LSTM），在均衡操作中引入了一种简化模式和循环机制，能够以极低的复杂度降低相干光通信系统中的光纤非线性。为了验证所提出的方法，我们进行了一个实验，10通道波分复用（WDM）传输64 Gbaud偏振分复用16进制正交幅度调制（16-QAM）信号。Co-LSTM和DBP实现了相当的非线性缓解性能。然而，具有简化模式的Co-LSTM的复杂度几乎与传输距离无关，这远低于DBP。提出的Co-LSTM方法为神经网络的低复杂度非线性缓解提供了一种有吸引力的方法。
2021-08-12 eess.SP physics.optics
Dual-polarization NFDM transmission with continuous and discrete spectral modulation
信号在其通过光纤传播期间所经历的非线性失真强烈地限制了光通信系统的吞吐量。近年来，非线性的抑制和补偿技术成为研究的热点。与此同时，一种更具破坏性的方法，非线性傅里叶变换（NFT），旨在设计更适合非线性光纤信道的信令方案。在很短的时间内，通过调制连续光谱或离散光谱，已经报道了令人印象深刻的结果。此外，最近的工作进一步引入了调制两种光谱以实现单极化传输的机会。在这里，我们扩展的联合调制方案的双偏振传输引入的框架，以构建一个具有所需的连续和离散光谱的双偏振光信号。在简要分析了用于实现所提出的方案的数值算法之后，首次报道了用于高达3200 km的低损耗传输光纤的双偏振联合非线性频分复用（NFDM）调制的实验演示。所提出的双偏振联合调制方案使得能够利用由单模光纤（SMF）提供的用于调制（两个偏振和两个光谱）的所有自由度。
2019-02-26 eess.SP physics.optics
High-quality quantum process tomography of time-bin qubit's transmission over a metropolitan fiber network and its application
我们采用量子态和时间仓量子比特的过程层析成像技术对一个城市范围的城域量子通信系统进行了基准测试。在该网络上，我们实现了用于稳定时间仓量子比特相位的实时反馈控制系统，并获得了对理想信道的99.3%的量子过程保真度，表明整个量子通信系统的高质量。这使我们能够实现高性能的量子密钥分发的现场试验，使用相干的单向协议，在12小时内的平均量子比特错误率为0.25%和99.2%的可见性超过61公里。我们的研究结果为采用城域光纤的高性能量子网络铺平了道路。
2021-01-19 eess.SP physics.optics quant-ph
Robust Secure Transmission for Active RIS Enabled Symbiotic Radio Multicast Communications
本文针对有源RIS使能的共生无线电多播系统，在存在多窃听者和不完美CSI条件下，通过联合优化发射与反射波束成形最小化系统功耗，并提出交替优化算法求解，较无源RIS降低27.0%功耗。
2023-04-13 cs.IT eess.SP math.IT
