基于达布变换的特征值通信性能研究

发布时间：2020-12-30 17:57

　　光纤中传输的信号会受到衰减、色散和非线性效应的影响导致波形或频谱中包含的信号失真,可采用特征值通信的方式来克服色散和非线性效应。文章首先使用达布变换(DT)合成孤子信号承载信息,通过对比非线性傅里叶变换(NFT)中的解析和数值法,选取合适的方法解调恢复信息。然后通过仿真实验对特征值通信方式进行了验证,并研究了传输过程中影响特征值的幅度、脉冲持续时间和采样点数等因素,仿真结果表明,使用文章所提方法通信距离能达到2 000 km以上。在此基础上,文章还对特征值的选取范围进行优化,使得接收端能够更为准确地解调出特征值承载的信息。 

【文章来源】：光通信研究. 2020年04期 北大核心

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

NFT连续谱和离散特征值关系图

式中:λ*k+1为第k+1个特征值λk+1的共轭对称特征值;φ(t,λk+1)为式(2)的解,该解为一个2×1的矩阵;φ1和φ2为式(2)解的两个分量;φ*2为φ2的共轭对称分量。则可以得出,一个孤子信号q(t,λ)经过DT可构造出一个新的孤子信号s(t,λ),s(t,λ)的特征值包含q(t,λ)的特征值加上解φ(t,λk+1)对应的新特征值。因此,可从q(t,λ)=0开始递归生成具有所需特征值的多孤子信号。图2(a)所示为λ=0.5j时经DT后合成的单特征值波形,图2(b)所示为λ1=0.25j、λ2=0.50j、λ3=0.75j和λ4=j时合成的4-特征值波形。2 系统模型

从理论上讲,光谱域中的4个自由度都可进行调制,即特征值的虚部产生归一化的振幅并调节脉宽;第2自由度是特征值的实部,调节频率偏移;第3和4自由度分别是离散谱的相位和振幅,它们分别改变了孤子的相位和位置。本文采用调制特征值虚部的方式来进行信号传输。系统框图如图3所示。第1步,建立特征值与发送码元的对应关系。本文在验证过程中选取λ1和λ2两个特征值,发送端由纯虚数[8]特征值结合DT合成传输信号,用λ1合成的信号调制发送码元0,用λ2合成的信号调制发送码元1。信号通过光调制器产生适合在光纤中传输的光信号。


本文编号：2948058