一种极化码MLC编码优化方案

为了降低极化码(Polar Codes)多层编码(Multilevel Coding)的实现复杂度,提出了一种改进的MLC编码实现算法。改进的算法中利用固定比特矩阵自包含特点,设计了一种使用单一编码器实现不同码率多层编码的方案,克服了算法中需要使用多个编码器的缺点,降低了系统复杂度和资源使用率。同时利用编码矩阵中BN可通过比特翻转实现的特点,提高了编码速度。理论推导和仿真结果表明改进的实现算法编译码性能与MLC算法性能一致,资源消耗更低。     

用光电混合系统迭代解线性方程组

到目前为止,用光学方法实现解线性方程组的报道甚少。本文提出用单个全息透镜组成的光学系统实现矢量与矩阵相乘运算,用CCD与微机组成的系统实现矢量的测量与反馈,使用这样的迭代方法求解线性方程组。     

光多输入多输出系统信道容量的研究

提出了一种发射端不同偏置入射、接收端由多段检测器(MSD)构成检测器阵列的多模光纤多输入多输出(MIMO)系统.通过对MIMO信道矩阵的计算,研究了这种系统的信道容量随激光器和MSD的数目、距离、光束宽度和接收信噪比(SNR)等参数的变化情况.结果表明:光MIMO信道容量随激光器和MSD数目的增加而线性增加,增加入射光斑的尺寸会使信道容量增加的斜率变大并逐渐趋于饱和;入射光斑间的距离和MSD的构成对MIMO信道容量也有较大影响,尤其是当激光器和MSD数目较大时,需要足够大的距离才能提供信道响应在空间的差异性;对于模式足够丰富的N×N的MIMO系统,SNR每增加3 dB,信道容量会增加Nbps/Hz.     

基于多符号检测的连续相位频移键控信号定时同步方法

连续相位频移键控(CPFSK)作为遥测体制标准被广泛采纳。多符号检测(MSD)技术能够降低CPFSK信号的解调门限,这要求CPFSK定时同步方法能够在更低的信噪比条件下正常工作。针对现有的CPFSK定时同步方法在低信噪比下同步困难的问题,该文提出一种基于MSD的CPFSK定时同步方法,且适应可变符号速率CPFSK信号接收。数值仿真结果表明,在E_b/N₀为0 dB,符号速率为2 Mbps的情况下,该方法的误比特率性能比传统单符号间隔似然检测同步方法提高2 dB;与MSD迟早门时延同步方法性能相近,但消耗的硬件资源不及后者的40%。原理样机实测结果验证了数值仿真和资源评估的正确性。     

用比特串实现的实时信号处理-剪裁平均滤波

本文基于比特串实现原理,对传统的多电平-剪裁平均摅波(TMF),提出了一种新的比特串-TMF概念。要工作包括:(1)给出了比特串-TMF的定义;(2)作为示例列出了演算-TMF算法的具体过程;(3)讨论了比特串-TMF的基本特性;(4)给出了用模拟和数字电路相结合实现的实时信号处理电路及实验结果。     

多比特扩散码中最大相关度的研究

提出了Z_2上矩阵的列间距、多比特扩散矩阵、偏移量等概念,并给出了一些性质。根据这些性质,对多比特扩散码中最大相关度作了较深入的研究,得到了一些很有价值的结论。     

基于半导体光放大器的光学向量矩阵乘法器的实现方法

提出了一种基于半导体光放大器(SOA)的光学向量矩阵乘法器(OVMM)的实现方法。与传统的向量矩阵乘法器相比,本文方法采用的是非空间光的实现方案,且SOA的增益补偿作用可对计算所得的光功率进行校正,从而提高计算精度。对提出的方法进行了1×2向量与2×2矩阵乘法运算的实验验证,结果表明可以实现向量矩阵乘法器的运算功能。利用SOA的大范围增益可调特性,可有效提高信号动态范围,利于多路信号间均匀性的改善,且易于集成。     

改进的光纤光栅多层膜分析方法

将多层膜理论与传输矩阵方法相结合 ,提出了一种光纤光栅的分析方法。该方法将光纤光栅看作一多层膜系统 ,每层薄膜用 2个 2× 2的矩阵 (界面传输矩阵和膜层传输矩阵 )来表示。将每层的传输矩阵依次相乘 ,最后得到 1个 2× 2的矩阵 ,进而可以得到光纤光栅的特性。该方法避免了传统传输矩阵方法中对耦合模微分方程的求解 ,可以对各种光纤光栅作出灵活、精确的分析 ,且与传统的多层膜方法相比更简单、直接。用该模型模拟了多种光栅的光谱特性 ,分析讨论了计算参数设定对计算精度的影响以及计算误差。     

光学并行矩阵乘法器的实验研究

本文介绍全并行矩阵乘法的实验研究过程和结果,运算充分利用光的并行性,做一次三个矩阵乘法或二维变换只要一个系统时钟周期。文中讨论了误差的来源和误差的消除方法,给出了两个和三个(正实数)矩阵乘法的实验结果(模拟运算),两个矩阵相乘的精度为1.2％,三个矩阵相乘的精度为1.23％。     

面向短数据包URLLC的功率分配稀疏矢量编码

稀疏矢量编码(Sparse vector coding,SVC)是针对超高可靠低延时通信提出的短数据包编码方案。由于SVC的扩频索引矩阵存在自干扰,使得其误块率(block error ratio,BLER)性能受到限制。针对该问题,提出了功率分配(power allocation)的SVC(PA-SVC)方案。具体为:(1)把传输比特拆分为一个索引比特流和多个调制比特流,其中索引比特用于确认稀疏矢量的长度以及稀疏矢量的非零位置索引号。(3)多个调制比特将分别进行正交幅度调制作为稀疏矢量的非零位置处的非零元素。该过程中,通过功率分配为每一个调制星座分配特定的功率。(2)稀疏矢量乘以一个预先产生的随机扩频矩阵,时频资源上将产生发送信号。仿真结果表明,合适的功率分配方案可进一步提升SVC的BLER性能,且可通过功率调整使PA-SVC适用于不同的信道模型。     

集成光波导开关阵列真延时模块设计

阐述了光波导真延时器件的工作原理及其在相控阵雷达中的应用,通过氟化聚酰亚胺聚合物条形光波导和光开关阵列的集成,提出了一种集成光波导开关阵列真延时模块的设计方案,将光波导和开关阵列集成在一个基片上,具有集成度高、体积小、成本低、一致性好、插入损耗小等诸多优点.并根据光开关的种类分析了光学真延时模块的拓扑结构,改进了光开关和光波导的组合模式.     

OBS网络中基于扩展Benes矩阵的节点串扰分析

光突发交换(OBS)的提出,一定程度上满足了对高速业务的需求,但由于交换结构中光路器件自身的特性以及信号的相互作用,其内部存在严重的串扰问题,阻碍了通信的进行,极大地限制了光突发交换的性能。为了进一步研究OBS光网络节点结构中的串扰问题,仿真模拟了OBS网络中基于扩展Benes光交换矩阵的节点串扰情况,证明了OBS网络节点结构中,光交换矩阵本身、输入输出光纤数和每根光纤中的复用波长数都会不同程度的引起串扰的变化,从而影响整个光通信网络的质量。     

硅基光子材料和器件的进展

评述硅基光子材料和器件的进展,包括硅二极管的受激发射、具有量子结构的RCE(谐振腔增进型)光电二极管、MOS高频光调制器、SOI光开关阵列和可调谐波长滤波器,重点介绍低插入损耗、快响应的SOI基热光波导开关阵列的最新结果.以SOI为基片,成功地研制出带有全内反射(TIR)镜的重排无阻塞型光开关阵列,并首次研制出16×16阻塞型光开关阵列.在1.55μm波段,插入损耗和偏振相关性随着器件长度的增加而略微增大.如果器件的末端镀上抗反射膜,插入损耗会降低2～3dB,这些器件的上升和下降时间分别为2.1和2.3μs.     

智能OXC在ASON中的应用

IP与光技术的融合要求底层光网络具有高度的灵活性和可扩展性，产生了全新的ASON（自动交换光网络），智能OXC（光交叉连接）设备是ASON中的最关键的设备。文中简单介绍了智能自动交换光网络的概念、网络结构，详细分析了ASON中智能OXC矩阵硬件结构和OXC控制平面信令路由功能，最后讨论了智能OXC相关协议及扩展的GMPLS技术。智能OXC强大的光交换能力结合智能信息路由协议，必将与现有网络融合向全智能光网络发展。     

基于矩阵光学的光镊设计

光镊已经成为研究单分子生物物理特性的一个基本工具, 因而光镊设计是一个极为重要的课题。光镊捕获光路一般由激光器、扩束系统、光束调控系统、共焦系统、光束耦合系统和大数值孔径的物镜组成, 通过保持物镜后瞳充满度来实现光镊稳定性。本文根据几何光学, 利用矩阵光学进行光镊捕获光路计算, 得到了各个透镜间距、透镜和光束调控系统距离、物镜后瞳处光斑大小与光束调控系统处光斑大小的关系、光束调控系统处光斑大小和入射激光光斑大小的关系。本文计算结果表明光镊横向位置和物镜高度无关, 并指出了物镜后瞳位于成像透镜后焦面、光束调控系统位于共焦系统后透镜像方焦面处, 才能在光镊阱位纵向操控时保持物镜后瞳充满度不变。本文工作为光镊设计和调整提供了非常简洁而有效的理论指导。     

自由空间光互连洗牌型神经网络模型

首先介绍一种洗牌型自由空间光互连多层全互连神经网络模型。该模型的高神经元／权重比可以极大地压缩神经网络的互连权矩阵IWM（interconnectweightmatrix）。对于具有N2个神经元的单层二维全互连神经网络的IWM为N2×N2,而洗牌型全互连神经网络的IWM仅为4N2log2N。另外,洗牌型全互连神经网络整齐、简单的结构方便了网络的综合,特别是网络隐单元的综合,并且十分适合于神经网络的光学实现。然后描述了采用数字光技术实现光互连的洗牌型神经网络的系统模型、关键芯片结构以及关键技术。本文提出的模型和方法使实现与人脑神经网络规模（104量级）相当的实用化自适应光电子全互连神经网络成为可能。     

自由空间二维榕树网实现方法

鉴于榕树网在自由空间光子交换网络中具有重要的应用价值,分析了榕树网的特点和4×4二维榕树网的空间拓扑结构,通过偏振光分光棱镜、微闪耀光栅阵列、平面反射镜、半反半透镜和液晶空间光调制器的集成,构建二维的榕树交换网实验模块,利用微闪耀光栅的衍射特性,控制每块微闪耀光栅的周期,以实现入射光信号不同方向的闪耀输出,最终完成二维榕树网自由空间水平和竖直方向上的交叉互连,直通则由平面镜反射实现。对二维榕树网实验模块的功能分析表明,该实验模块理论上可以完成4×4二维面阵内光信号(或数据)的排序、交换、组播、广播、矩阵变换等操作,具有交换透明、速度快、空间带宽高等特点,在全光交换和光通信中具有一定的应用。     

基于半导体光放大器的可扩展型光开关矩阵

未来的高速和高度灵活的光分组交换网络要求开关速度达到纳秒量级且集成度高的大规模空间光开关矩阵。在分析了基于半导体光放大器的常用结构形式的光开关矩阵存在规模局限性的基础上,综述了新型的可实现大规模集成的基于半导体光放大器的光开关矩阵的基本原理和研究现状。     

非中心轴对称光学谐振腔的特性

本文将矩阵法与衍射理论有机地结合起来,推导出非中心轴对称光学系统的传输矩阵,并给出此类光学谐振腔的高斯场分布,腔的稳定性判据及菲涅尔数计算公式。     

高速光纤通信系统中高阶PMD补偿技术研究

随着光放大器和色度色散补偿技术的不断提高，光纤的偏振模色散（PMD）已经成为超高速、超长距离光纤通信系统发展的主要障碍，在40Gbit/s或更高速率的光纤通信系统中，PMD的影响已不可忽略，必须考虑PMD的补偿问题，从高阶PMD对40Gbit/s NRZ系统影响的数值模拟发现，当光纤中PMD高阶效应比较明显时，将严重劣化一阶PMD补偿的效果，另外，通过对两种高阶PMD补偿器的比较介绍，认为两段级联的高队PMD补偿系统是一种比较现实的补偿方法。