最新刊期
      2022 年 第 卷 1 期

        光通信系统与网络技术

      • 左金鑫,张大卫,聂俊缘,熊良明,梅坤,王晋祺,姜倩文
        2022(1): 1-5,44. DOI: 10.13756/j.gtxyj.2022.01.001
        摘要：为解决激光卫星终端在完成通信功能的同时，也能够实现测距功能的问题，文章设计了基于Delta-Sigma调制方式实现的激光相位测距，可以实现通信与测距一体化，采用多频点相位测距兼顾测距范围与测距精度。多频点调制信号都是使用基于Delta-Sigma调制的高速数字输入输出(I/O)端口生成的，而不采用任何数模转换器(DAC)。基于Delta-Sigma调制方式，用于多频相位测距的多频点可以同时产生，优于传统的每个单频点分别产生的方法。选取187.50 MHz的高频和1.50 MHz的低频测尺，可实现测距范围为100 m以内并且测距精度达到1 mm的测距要求。  
        关键词：激光相位测距;Delta-Sigma;输入输出端口;数模转换器   
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        发布时间：2022-06-15
      • 聂嘉琪
        2022(1): 6-11. DOI: 10.13756/j.gtxyj.2022.01.002
        摘要：针对数据中心光网络(DCONs)的能耗节省问题，文章提出了一种基于匹配网络资源的节能嵌入(3E-MNR)算法。该算法采用协调的虚拟网络嵌入，提出了嵌入匹配网络资源的概念，在虚拟嵌入的同时考虑节点和链路的资源约束，根据链路距离选择合适的调制格式，放置再生器和光收发器(OTP)，选择能耗最低的网络资源完成嵌入。实验结果表明，文章所提算法较两种基线算法可以减小总能耗和OTP能耗。在虚拟请求数多时，性能更加优越，并且可以在实现运行时间权衡的基础上，降低网络阻塞率。  
        关键词：虚拟网络嵌入;数据中心光网络;匹配资源;节能;调制格式   
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        发布时间：2022-06-15
      • 杨雯,郭秉礼,杨鸿珍,王彦波,范超,孟泠宇,黄善国
        2022(1): 12-17,57. DOI: 10.13756/j.gtxyj.2022.01.003
        摘要：针对传统数据中心电互连网络在应对业务动态流量时存在适应性差的问题，文章提出并验证了一种可以根据网络流量波动进行网络拓扑自优化重构的机制。文章所提机制通过网络仿真系统与深度强化学习模型的迭代交互，实现了对拓扑结构与业务流量分布关系的持续训练，进而在实际系统中，深度强化学习模型，根据软件定义网络控制器实时收集的业务流量分布信息，实现了网络拓扑的自动优化重构，进而提升了网络性能。实验结果表明，针对给定的流量强度，采用深度强化学习进行训练后的模型可以一步输出优化的网络拓扑结构，降低了平均网络延迟和丢包率。  
        关键词：光互联网络;深度强化学习;网络拓扑重构   
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        发布时间：2022-06-15
      • 王忠忠,敖学渊,张深茂,张大卫,刘陈,杨奇,熊良明
        2022(1): 18-22. DOI: 10.13756/j.gtxyj.2022.01.004
        摘要：针对空间激光通信接收功率低的问题，文章设计并实现了具有高接收灵敏度的实时化空间激光脉冲位置调制(PPM)通信系统，该系统的传输速率为800 Mslot/s。实验结果表明，当使用了掺铒光纤放大器(EDFA)和光学滤波器后，在接收光功率为-58.3 dBm的情况下，该系统的纠前误码率(BER)为1.4E-4，系统具有超高的灵敏度。  
        关键词：脉冲位置调制;高灵敏度;实时;空间激光通信   
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        发布时间：2022-06-15
      • 杨立伟,易湘诚,刘兆瑞,黄子毅,许文龙,贾润
        2022(1): 23-26. DOI: 10.13756/j.gtxyj.2022.01.005
        摘要：移动网络通信带宽需求不断增加，在有限的带宽中需要传递更多的信息。文章提出了基于光载无线通信无源光网络(RoF-PON)与光纤传能(PWoF)融合的双向传输系统架构，并对融合系统的传输性能进行仿真。在基于光载无线通信(RoF)的移动网络中，PWoF可将电源集中在中央局(CO)，为通信网络提供更经济有效的安装方式，操作和维护也更简便。系统的仿真结果验证了系统的可靠性与可行性，证明了PWoF与RoF-PON融合的传输系统可以实现能量与无线信号的双向传输。  
        关键词：光载无线通信;光纤传能;无源光网络;融合传输   
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        发布时间：2022-06-15
      • 邹少琴,赖奇伟,林邦姜
        2022(1): 27-30,62. DOI: 10.13756/j.gtxyj.2022.01.006
        摘要：发光二极管(LED)有限的带宽与其非线性电光转换引起的信号失真，是限制可见光通信(VLC)传输性能的重要因素。传统的消息传递算法(MPA)在稀疏码分多址(SCMA)-VLC系统中对抗信号非线性失真的能力有限。针对上述问题，文章提出了一种基于卷积神经网络(CNN)接收机，通过对接收信号进行特征提取、分类和判决，可有效提升SCMA-VLC系统抗非线性失真的能力。实验结果表明，在非线性失真较强的情况下，CNN接收机比MPA接收机表现出了更优的误码率(BER)性能，有效地扩大了偏置电压的动态范围，减少了系统对信噪比(SNR)的要求。  
        关键词：卷积神经网络;消息传递算法;稀疏码分多址;可见光通信;信号失真   
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        发布时间：2022-06-15
      • 周刚,吴树霖,张江龙,吴小华,庄浩涛,赵永利
        2022(1): 31-36. DOI: 10.13756/j.gtxyj.2022.01.007
        摘要：基于深度学习的光网络流量诊断与预测等场景中，由于保密等原因，光链路的流量数据采集和存储工作受限。针对数据量少而无法支撑深度学习的问题，文章提出了一种基于拓扑链路识别的光网络流量数据合成算法，其核心思想是在生成对抗网络框架下，联合基于光网络拓扑的条件生成模型和基于光网络流量的数据合成模型，以自监督的方式合成指定光链路的流量数据。仿真结果表明，所提算法合成的光网络流量数据在自相关系数指标上与真实数据接近且使得基于全连接神经网络的流量预测模型准确率达到95%以上。  
        关键词：光网络;深度学习;流量预测;数据合成   
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        发布时间：2022-06-15
      • 王陈,杜建新,易航,夏松格
        2022(1): 37-44. DOI: 10.13756/j.gtxyj.2022.01.008
        摘要：针对克尔非线性效应限制系统性能的问题，文章提出概率整形(PS)与相位共轭孪生波(PCTW)相结合的非线性抑制方案，以提高光通信系统的性能。利用Optisystem和Matlab软件，在十六进制、六十四进制正交幅度调制(QAM)两种调制格式下，搭建由两种编码PS(哈夫曼编码和标志取反编码)和3种维度PCTW(时域、偏振域和子载波域)组合的PCTW-PS系统。仿真结果表明，PCTW和PS结合的方案最小误码率(BER)大幅度减小；16QAM-时域PCTW方案BER较小。得到以下结论：PS和PCTW都可改善系统性能，两者相结合可大幅扩大改善程度；16QAM-时域PCTW方案性能较优。仿真结果同时表明，PCTW系统中，同相分量I和正交分量Q的BER存在一定差异，据此，文章提出PCTW-IQ不均衡的概念，这种不均衡性在偏振域PCTW方案中尤其明显。  
        关键词：相干光通信;非线性效应;概率整形;相位共轭孪生波;正交频分复用   
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        发布时间：2022-06-15

        光纤光缆技术与应用

      • 官国飞,宋庆武,陈志明,钟巍峰,李军
        2022(1): 45-51. DOI: 10.13756/j.gtxyj.2022.01.009
        摘要：为了提高基于抛物线拟合的布里渊频移提取准确性，文章采用Savitzky-Golay滤波对含噪布里渊谱进行滤波得到比较准确的布里渊频移后，从未滤波布里渊谱中选择对称的部分，然后采用抛物线拟合提取布里渊频移。由于文章所提方法能得到对称程度较高的布里渊谱，且计算耗时增加不多，因此改进的抛物线拟合方法可以在保证实时性的基础上显著提高布里渊频移提取的准确性。文章采用了原始抛物线拟合方法、基于伪Voigt模型的拟合方法和改进的抛物线拟合方法来计算光纤沿线的布里渊频移，结果表明，改进的抛物线拟合方法计算时间要长于原始抛物线拟合方法，但仅为基于伪Voigt模型拟合方法的1/37～1/28，且布里渊频移计算准确性与后者相似。基于文章所提算法有望实现光纤沿线温度和应变的快速感知。  
        关键词：分布式光纤传感;布里渊散射;温度和应变;Savitzky-Golay滤波;快速   
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        发布时间：2022-06-15

        无线通信技术

      • 李贵勇,吕京昭,陈博,秦红,方泽圣
        2022(1): 52-57. DOI: 10.13756/j.gtxyj.2022.01.010
        摘要：针对无线信道的时域稀疏性以及稀疏度未知的问题，文章将压缩感知技术应用到正交频分复用(OFDM)系统信道估计中，提出了一种稀疏度自适应正交匹配追踪信道估计算法。算法利用离散傅里叶变换(DFT)信道估计算法对循环前缀内和外的噪声进行处理，估计得到的信道频率响应作为正交匹配追踪(OMP)算法稀疏迭代终止的判断条件，实现稀疏度自适应信号重建。同时在原子预选阶段，采用Dice系数准则代替内积准则作为相关性度量准则，可达到更优的估计性能。仿真结果表明，该算法相比于传统的压缩感知信道估计算法具有较好的性能，可以提高系统的归一化均方误差(NMSE)和误码率(BER)性能。  
        关键词：压缩感知;信道估计;稀疏度自适应   
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        发布时间：2022-06-15
      • 黄海燕,朱俊杰,郑志安,何明芳,刘健健
        2022(1): 58-62. DOI: 10.13756/j.gtxyj.2022.01.011
        摘要：针对正交频分复用(OFDM)系统中的稀疏信道估计问题，文章提出了一种基于二进制编码的多导频并行搜索导频设计算法。文章所提算法在最小互不相干性(MIP)规则下，通过最小化字典矩阵的相干性来考虑确定性导频设计问题，并要求将导频分配放在有效子载波范围内以实现更实际的目的。导频集在文章所提算法中是二进制编码的。在每次迭代中，将二进制编码段的序列重新组合，以更新近似最优导频位置。某些编码段的更新可以同时改变多个导频位置，既增加了导频的多样性，又降低了计算的复杂度。实验结果表明，与现有导频优化方法相比，文章所提算法可以找到更小的MIP测量矩阵，相应的导频模式可以显著提高信道估计的性能。  
        关键词：信道估计;压缩感知;导频位置;二进制编码   
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        发布时间：2022-06-15
      • 吕治国,齐萌,邵鸿翔
        2022(1): 63-66,77. DOI: 10.13756/j.gtxyj.2022.01.012
        摘要：基于压缩感知的匹配追踪算法可以用较短导频序列估计大规模天线通信系统稀疏信道，具有计算复杂度低，需要导频数量少的优点，但信道估计精度不高。依据估计误差大小给各次迭代获得的信道估计值加权，能在低信噪比(SNR)条件下提高估计精度，但会降低高SNR条件下的估计精度。为了解决这个问题，文章提出了一种改进的加权匹配追踪算法。先通过对信道数据训练获取权值信息，然后随迭代次数自适应调整权值，从而改善估计精度性能。仿真结果表明，改进算法在保证低SNR估计精度前提下，改善了高SNR条件下的估计精度性能。  
        关键词：大规模天线;压缩感知;匹配追踪;稀疏重建;信道估计   
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        发布时间：2022-06-15
      • 马培勇,杨广铭,毛东峰,李玉娟
        2022(1): 67-70. DOI: 10.13756/j.gtxyj.2022.01.013
        摘要：在第四代与第五代移动通信技术(4G和5G)长期共存的背景下，随着基于互联网协议第6版(IPv6)转发平面的段路由(SRv6)协议标准基本成熟，移动承载网SRv6与多协议标签交换(MPLS)互通融合的问题已经凸显。文章对SRv6与MPLS如何更好地平滑融合进行了探讨，提出了一种高效的方案，可供各电信运营商参考。  
        关键词：基于IPv6的分段路由;多协议标签交换;移动承载网   
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        发布时间：2022-06-15
      • 张皓,刘国辉,张新全
        2022(1): 71-77. DOI: 10.13756/j.gtxyj.2022.01.014
        摘要：针对传统第四代移动通信(4G)承载网络只能满足2G、3G和4G无线业务回传承载，而无法满足5G无线回传对承载网络在带宽、时延、切片和可靠性等方面提出的更高需求，更不能满足5G各种业务场景中极高要求的实时保护倒换需求，以及增强型移动宽带(eMBB)场景中业务保护和快速收敛需求，文章提出一种分段路由(SR)隧道技术在5G承载网中的保护应用方案，该方案采用面向连接的SR(SR-TP)隧道增强技术进行5G承载网中南北向业务端到端的保护应用，采用最优SR(SR-BE)隧道技术进行东西向无连接业务的保护应用。实验结果表明，与传统4G承载网保护方案相比，该方案能全面解决5G eMBB业务场景对承载网的各种需求，业务保护倒换均在50 ms内完成，能全面满足电信级保护倒换要求。  
        关键词：分段路由;第五代移动通信承载网;面向连接的分段路由隧道1∶1保护;最优分段路由隧道保护;增强型移动宽带业务保护   
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        发布时间：2022-06-15
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