光纤通信加性噪声中孤子传输非线性问题

光纤中具有轻微的非线性和一定的色散特性,这两种特性分开来说,将会损害光纤通信中系统的性能,但是在一定的条件下,这种小的非线性的影响可以抵消色散的影响,产生孤子.在无耗的光纤介质中,孤子可以传输任意距离而不改变形状.实际的有耗光纤中,为了使用孤子,用光放大器来抵消光纤的损耗,以维持链路上孤子能量的稳定.通常在光纤中非线性和色散效应都比较弱,对光纤的作用表现为两种效应的相加性.放大器的自发辐射噪声(ASE),通过两种不同的机理增加了系统的误码率(BER):(1)通常的加性噪声的影响;(2)孤子速度的抖动.第二种效应导致脉冲到达时间的抖动,这就是Gordon-Haus效应.由于光纤存在损耗,光孤子在光纤里的传输过程中,其幅度随传输距离按指数规律衰减,必须对孤子能量进行放大.一种是分布式光放大器方法;另一种是集总式光放大器方法.分布式EDFA使用低浓度的掺铒光纤作为传输介质.集总式放大就是在光纤线路中每隔一段距离L接入一段集总式光纤放大器(目前通常采用EDFA)来补偿孤子能量的损失.本文研究了孤子传输在存在损耗和放大器自发辐射噪声(ASE)时的孤子传输方程及其解.并对孤子传输的控制作了概述.(PD3)     

基于记忆多项式的Volterra混合均衡器设计与研究

【目的】发光二极管(LED)的非线性特性导致可见光通信(VLC)系统的误码率(BER)性能恶化,特别是在具有较高峰均功率比(PAPR)的光正交频分复用(O-OFDM)系统中。基于Volterra级数的单级均衡器可以处理LED非线性高阶失真,且延时较小。但是求解传统Volterra级数需要多重积分运算,基于Volterra级数的均衡器实现复杂度高,且单级均衡器存在误差累积,因此均衡抑制效果有限。【方法】首先,针对传统Volterra级数计算复杂度高的问题,只保留Volterra级数中各阶非线性项和内核系数的高阶幂级数项,提出了基于记忆多项式的Volterra级数(MPVS)。相比于传统Volterra级数降低了计算复杂度,同时考虑了当前时刻的所有输入信号,提高了非线性系统建模的精度。然后,设计基于记忆多项式的Volterra(MPV)均衡器和基于记忆多项式的Volterra判决反馈均衡器(MPV-DFE),对于单级MPV-DFE,若判决部分一个码元判断错误,那么这种错误会连续成串出现,导致整个码元序列受到影响。文章提出将MPV和MPV-DFE两个非线性均衡器级联构成混合后均衡器(MPV+...     

用沃尔泰拉级数对非线性器件建模的探讨

本文提出使用沃尔泰拉级数去分析具有非线性器件的振荡系统。文中用实例论证了沃尔泰拉级数适用于设计微波FET振荡器。肯定了这个理论是有效的,在其所估算的振荡幅度值和频率值与实际测量值之间的差值不大于1O％。     

基于MWF的非线性Volterra滤波

结合Volterra滤波的多人单出(MISO)模型,本文将多级维纳滤波(MWF)应用于非线性Volterra滤波,提出三种实现结构及其降秩滤波算法.MWF将期望信号连续投影到正交的低维子空间,利用嵌套的一组标量维纳滤波器实现滤波,避免求解观测矢量的自相关矩阵及其逆;而基于MWF的降秩滤波算法不需要进行计算复杂的特征值分解.结合中继卫星信道的非线性均衡对算法进行仿真,仿真结果表明三种结构均可以很好地收敛;降秩算法在减小运算量的同时,性能接近全秩算法.     

一种基于改进DD-RLS的非线性相位噪声追踪算法

在相干光纤通信系统中,为了提高接收端的相位追踪算法性能,提出了一种相位追踪算法——基于改进的判决导向递归最小二乘(DD-RLS)算法,将改进的DD-RLS算法和非线性前补算法结合应用于WDM相干光纤系统中抑制交叉相位调制(XPM).传输仿真结果表明:该算法能够有效抑制系统中的XPM效应,在1000 km的11个信道的波...     

基于小波神经网络的非线性噪声对消

利用小波神经网络作为噪声对消滤波器,实现了参考噪声与干扰噪声呈非线性相关条件下的噪声对消。在参考噪声与干扰噪声非线性相关时,传统的横向滤波器效果不理想,利用小波神经网络的非线性特性,可更好的解决非线性噪声条件下的噪声对消问题。计算机仿真结果证明,小波神经网络噪声对消在非线性噪声条件可有效提高信噪比增益。     

基于神经网络的图像混合噪声消除

神经网络在智能化信息处理和非线性滤波方面的优异表现，使得越来越多的人将神经网络应用到图像处理中。提出一种将非线性滤波器和神经网络结合所构成的滤波器，实验证明这种滤波器在消除图像的混合噪声、保护图像的边缘信息方面具有明显的效果，通过对受到较大噪声影响的输入图像进行滤波，可使输出图像的信噪比提高10dB以上。     

基于自适应滤波器的水平集算法

针对传统水平集无法正确分割含乘性噪声图像的缺点,提出了一种基于自适应滤波器的水平集算法.该算法首先将自适应滤波器引入到速度停止项中,以消除乘性噪声对水平集演化的影响;其次,通过估算图像同质区域的相对方差值,达到区分边缘区与同质区以及保持边缘的目的;最后,将该速度停止项带入到水平集演化方程中,对图像进行演化运算.实验结果表明,该方法能够在抑制乘性噪声的同时较好地对图像进行分割.     

基于Lyapunov稳定性理论的Volterra自适应噪声对消器

介绍了在理稳定分布环境下一种新的非线性Voherra自适应噪声对消器。由于Ⅱ稳定分布噪声有显著的尖峰脉冲特性,Vohem级数的非线性项将其更加放大,严重影响了收敛性能。提出了Voherra自适应噪声对消器利用sigmoid函数对输入α噪声进行非线性预处理,抑制尖峰脉冲的影响,基于Lyapunov稳定性,定义新的Lyapunov函数．给出了二阶Voherra自适应滤波器算法。仿真实验表明,该算法在不同特征指数的稳定分布噪声环境中都表现出了良好的抗噪声性能。     

基于自适应Volterra滤波器的非线性系统辨识

为了识别非线性系统的参数,本文提出了一种基于自适应Volterra滤波器的非线性系统辨识方法。给出了自适应Volterra滤波器的LMS和RLS算法。数值仿真结果表明,该方法对于非线性定常和时变系统都有效。     

激光器相位噪声对高速IM／DD光纤通信系统特性影响的研究

光源的光谱特性对高速光纤通信系统的传输特性有很大的影响，本文分析了半导体激光器的相位噪声（线宽）对高速光纤通信系统特性的影响，分析结果指出，在高速长距离ＩＭ／ＤＤ系统的设计与分析中必须考虑激光器线宽的影响，由于光纤的色散特性，激光器的相位噪声在接收端将转化为强度噪声，使光接收机的接收灵敏度产生恶化，并在ＢＥＲ－Ｐｒ曲线上表现出“饱和”现象（ｆｌｏｏｒ）。本文的实验结果验证了这一点     

OFDM光纤通信中非线性补偿技术研究

为了降低非线性对正交频分复用（OFDM）光纤通信系统性能的影响,采用了一种适用于OFDM光纤通信系统的电非线性后置补偿方法。此方法基于OFDM光纤通信系统中的光纤模型,采用非线性薛定谔方程（NLSE）进行非线性后置补偿,用对称分步傅里叶算法对方程进行解析,并通过数值仿真证明了该方法能够很好地解决OFDM光纤通信系统的非线性问题,提高系统性能。     

一种全解耦的Volterra自适应滤波器

本文研究了Volterra自适应滤波的解耦问题.通过对Volterra滤波器的伪线性组合结构的提出和分析,得到了一个新的关于均方误差MSE的表达式,并将Volterra自适应滤波问题描述为一个约束优化问题,从而导出了满足最小均方误差(MMSE)指标的具有分块对角型输入相关矩阵的全解耦Volterra标准方程,据此设计了一种全解耦的Volterra自适应滤波器,给出了滤波器权向量的自适应修正公式.仿真结果验证了本文方法的有效性.     

基于最低误码率准则及Volterra序列的几何特征均衡器

针对通信系统中带内噪声及干扰的滤波问题,提出一种基于最低误码率准则的非线性几何特征均衡器.考虑到噪声与干扰具有不同的统计特性,本文所建立的均衡模型把匹配滤波器输出映射到特征空间,使信号与干扰在特征空间形成不同的几何特征,再用Volterra序列予以分离,而分离是基于最低误码率准则.仿真表明:对于扩展的二元相移键控信号,在相对强的调频信号、调幅信号及噪声的联合干扰下,匹配滤波器和基于最小均方误差准则的线性均衡器均已失效,而几何特征均衡器仍能表现出良好的性能,并且基于奇次三阶Volterra序列的几何特征均衡器更具实用价值.     

UFMC系统中基于Volterra滤波器的非线性失真补偿方案

为实现通用滤波多载波(UFMC)通信系统高效、可靠的通信性能,需在最大程度上补偿由记忆型高功率放大器(HPA)引起的非线性失真.为解决HPA造成的失真问题,本文提出了一种基于Volterra滤波器的非线性失真补偿(V-NLDC)技术.该技术利用了Volterra级数的稀疏特性和能够模拟任意精度非线性系统的性质以逐次逼近的方式对信号进行预失真.将预失真后的信号传送至HPA,然后采用噪声消除器做进一步噪声消除处理,以达到更小失真度的目的.同时,本研究采用收敛速度快、性能稳定的自适应最小二乘法(RLS),可根据环境变化自适应地计算Volterra滤波器和噪声消除器的系数.通过大量蒙特卡罗仿真实验证实了所提出的非线性失真补偿技术可以很好的补偿由记忆型HPA非线性失真所造成的影响,从而优化系统性能.     

一种改进的Volterra自适应噪声对消器

针对随着Voherra滤波器的输入维数或记忆单元增大,相应需要的计算复杂性成幂级数快速增加的问题,提出了一种改进的利用sigmoid函数对背景噪声进行预处理的减少参数Voherra自适应滤波器,并用它构造了非线性自适应噪声对消器。仿真结果表明,算法在高斯噪声和α稳定分布噪声环境下都有优越的抗噪性能。     

光链路的非线性失真分析

随着光纤技术的发展,全光网络是将来的发展趋势,在光网络中,非线性失真没有以前电缆网络的影响大,但也不能忽视光链路中非线性失真的影响,分析光链路中光发射机、光接收机、光放大器、光纤的非线性失真影响.