最新刊期
      2022 年 第 卷 4 期

        特邀稿件

      • 陈亮,余少华,何炜
        2022(4): 1-6,11. DOI: 10.13756/j.gtxyj.2022.04.001
        摘要：文章对数字中国的内涵进行了界定，在党中央提出的“五位一体”概念基础上，从宏观目标、策略量化和度量测度3个层面，梳理了数字中国指标体系的构建逻辑，提出了数字中国的五大核心指标、九大主要指标和五个分项指标体系。同时，利用多种类型功效函数、加权因子分析和聚类分析对数字中国指标体系的基础数据进行无量纲化处理、加权计算和数据统计分析，并对未来数字中国建设提出了一些政策建议。  
        关键词：数字中国;指标体系;五位一体;功效函数   
        96
        |
        34
        |
        0
        <HTML>
        <网络PDF><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 28954040 false
        发布时间：2022-08-01

        光通信系统与网络技术

      • 宣冉,巩小雪,张琦涵,李瑞,乔一竞,侯维刚
        2022(4): 7-11. DOI: 10.13756/j.gtxyj.2022.04.002
        摘要：针对下一代无源光网络安全性不足的问题，文章提出了一种基于MD5信息摘要算法校验的电光混合加密方案。方案中采用Baker置乱算法和256 bit高级加密标准（AES）加密算法对图片数据进行加密，并结合低密度奇偶校验码（LDPC）纠错和MD5校验对加密图片数据进行纠错编码以及一致性校验。为进一步保证密钥和MD5摘要分发的安全性，方案中还采用超结构光纤布拉格光栅（SSFBG）对两者进行编码，使两者隐匿在系统噪声以下。仿真结果表明，经过SSFBG编码后，编码信号功率低至-50 dBm，可以达到数据在光纤信道上隐匿传输的效果。并且由于方案中加入了对接收数据的MD5校验，使得因恶意接入攻击造成的信息改变无法进行AES解码，在提升安全性的同时又节约了中央处理器（CPU）资源。最后，误码率曲线分析结果表明，加入LDPC纠错后，接收机灵敏度得到有效降低。  
        关键词：混合加密;MD5算法;高级加密标准加密;超结构光纤布拉格光栅   
        83
        |
        20
        |
        0
        <HTML>
        <网络PDF><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 28954048 false
        发布时间：2022-08-01
      • 胡伟国,宋义梅,张建勇,樊峰菊,密术超
        2022(4): 12-16,46. DOI: 10.13756/j.gtxyj.2022.04.003
        摘要：针对极化码在光通信系统中的应用研究，文章将极化编码调制和光纤模分复用（MDM）系统相结合，搭建了基于比特交织极化编码调制的MDM系统，并进行了最大似然（ML）检测算法性能的研究。仿真结果表明，极化码的加入大大提升了系统性能，与非编码的MDM系统相比，采用比特交织极化编码调制的MDM系统在同等模式相关损耗（MDL）值下，系统性能提高了约8 dB。文章还展示了ML和最小均方误差（MMSE）检测算法在MDM系统中的性能以及不同模式损耗对系统性能的影响，其中，ML检测算法相较于MMSE检测算法，在误码性能上提升了约3 dB。  
        关键词：极化编码;模分复用;模式损耗;最大似然检测算法   
        36
        |
        19
        |
        0
        <HTML>
        <网络PDF><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 28954167 false
        发布时间：2022-08-01
      • 邓学璐,彭大芹
        2022(4): 17-22. DOI: 10.13756/j.gtxyj.2022.04.004
        摘要：近年来，新兴的深度学习（DL）技术在译码领域取得了进展，目前提出的极化码神经网络译码器有着比置信传播（BP）译码更快的收敛速度和更好的误码率（BER）性能，但其仍存在运算复杂度高的问题。文章针对该问题，在迭代过程中采用改进信息更新这个思路，提出了一种改进左信息更新的循环神经网络（RNN）偏移最小和（OMS）近似BP（RNN-OMS-BP-L）译码算法。仿真结果表明，文章所提算法相比于深度神经网络（DNN）BP（DNN-BP）译码算法，使用6.25%的加法运算代价替换了全部的乘法运算；相比于目前较优的RNN OMS近似BP（RNN-OMS-BP）译码算法，在确保BER性能几乎无损失的条件下，文章所提算法使用改进的信息更新减少了25%的加法运算复杂度，节省了部分存储空间开销，在相同BER性能下，减少了37.5%的迭代次数。  
        关键词：极化码;置信传播;循环神经网络;信息更新;低运算复杂度   
        55
        |
        23
        |
        0
        <HTML>
        <网络PDF><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 28954193 false
        发布时间：2022-08-01
      • 向劲松,苟林,徐宁杰,吕心浩
        2022(4): 23-26,78. DOI: 10.13756/j.gtxyj.2022.04.005
        摘要：基于光子探测的脉冲位置调制（PPM）空间光通信信道估计中，针对信号光子平均数以及背景光子平均数等参数估计问题，文章提出了两种估计信号光子平均数以及背景光子平均数方案。方案一，依据M阶PPM，M个时隙中只有一个有信号光时隙的特性，通过比较光子探测器计数到的每个符号中各时隙光子数以及统计纠错帧中各时隙光子总数，粗略估计信号光子平均数与背景光子平均数；方案二则是在方案一的基础上，在串行级联脉冲位置调制（SCPPM）系统中采用判决反馈方式重新确定信号光时隙位置。由于SCPPM累加器的存在导致错误传播，因此将译码输出的软信息先交织，再经硬判决以及累加后进行比特到PPM符号的映射重新确定信号光时隙位置，以此获得更加精确的信号光子平均数与背景光子平均数。  
        关键词：空间光通信;脉冲位置调制;信道估计;信号光子平均数;背景光子平均数;判决反馈   
        19
        |
        14
        |
        0
        <HTML>
        <网络PDF><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 28954026 false
        发布时间：2022-08-01
      • 韩建兴,李卓桐,井音吉,赵永利,张杰
        2022(4): 27-30,51. DOI: 10.13756/j.gtxyj.2022.04.006
        摘要：随着光网络结构越加庞大复杂，光网络故障更易发生。网络故障发生后，由于告警间的衍生特性，根源告警会衍生出多个衍生告警，因此网管系统会收到告警风暴。由于故障和告警间关系复杂，定位网络故障，尤其是多故障，难度也急剧攀升。针对此问题，文章将擅长管理海量信息并揭示数据规律的知识图谱技术引入到光网络中，告警知识图谱蕴含了丰富的告警间关系，结合人工智能技术图神经网络（GNN）后可完成知识引导的网络故障根因自动推理，符合运维人员运维过程中的故障定位思路。进一步地，在故障定位过程中增加了网络拓扑信息，提升了知识图谱的知识维度，解除了单故障场景的限制，并在多故障定位场景中得到了较高的准确率。  
        关键词：知识图谱;光网络;故障定位   
        27
        |
        14
        |
        0
        <HTML>
        <网络PDF><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 28954072 false
        发布时间：2022-08-01
      • 田夏利
        2022(4): 31-35. DOI: 10.13756/j.gtxyj.2022.04.007
        摘要：针对伪装信息对载体干扰方面的问题，文章提出了一种基于音频技术的信息隐藏方法，并形成了一种边信息对伪装信息进行频域与时域联合整形的方案。在限制载体对伪装信息干扰方面，文章扩展了改进扩频调制在收、发序列不匹配时的嵌入方法。实验结果表明，文章所提方案具有很好的信息隐藏效果。  
        关键词：扩展频谱;音频伪装;信息隐藏;频域;时域   
        25
        |
        14
        |
        0
        <HTML>
        <网络PDF><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 28954214 false
        发布时间：2022-08-01

        光电器件研究与应用

      • 王彩云,关建飞
        2022(4): 36-41. DOI: 10.13756/j.gtxyj.2022.04.008
        摘要：为实现多通道高灵敏度折射率传感，文章设计了一种含矩形槽（RG）缺陷的方形谐振腔耦合含双挡板金属-电介质-金属（MDM）波导结构。文章采用有限元法计算得到了含四重非对称Fano共振线型的透射谱线及其透射峰值处的磁场模式分布，基于金属挡板产生的宽带反射模与含RG缺陷的方形谐振腔中的窄带谐振模式之间的耦合干涉作用解释了四重Fano共振的产生机理。通过改变方形腔和RG的结构参数实现了对四重Fano共振透射峰位置的调谐。在谐振腔内填充不同折射率的介质时，计算得到该结构透射谱中四重Fano共振透射峰的折射率传感响应灵敏度分别为960、1 120、1 320和1 560 nm/RIU。文章的研究结果可为纳米级高灵敏度多通道折射率传感器的设计提供理论参考。  
        关键词：表面等离激元;金属-电介质-金属波导;方形腔;Fano共振   
        20
        |
        11
        |
        0
        <HTML>
        <网络PDF><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 28954094 false
        发布时间：2022-08-01
      • 刘海广,张跃腾,宋雨辰,沈晗潇,陈鹤鸣,汪静丽
        2022(4): 42-46. DOI: 10.13756/j.gtxyj.2022.04.009
        摘要：针对目前大部分偏振无关光功分器结构复杂和损耗大的问题，文章设计了一种基于Si/SiNx双层波导的偏振无关光功分器，用于1 550 nm波长光信号的1×2均匀功分。通过等离子体增强化学气相沉积（PECVD）方法调节Si/SiNx层的折射率，使同一波长下横电（TE）和横磁（TM）偏振模的二重像点位置相等，实现偏振无关功能。同时，通过对多模干涉波导宽度的合理选择，减小器件尺寸。通过优化锥形波导，进一步降低器件的插入损耗和反射损耗。运用三维（3D）有限时域差分方法进行建模仿真，仿真结果表明，文章所提偏振无关光功分器尺寸仅为3.0μm×16.8μm，插入损耗和反射损耗分别低至0.04和-48.80 dB，分光比达到了1.000 33，插入损耗小于1 dB，带宽可达380 nm，在未来的集成光路中具有潜在的应用价值。  
        关键词：光功分器;多模干涉;SiNx;偏振无关   
        38
        |
        14
        |
        0
        <HTML>
        <网络PDF><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 28954148 false
        发布时间：2022-08-01
      • 叶宇,马雁潮
        2022(4): 47-51. DOI: 10.13756/j.gtxyj.2022.04.010
        摘要：近年来，双密度四通道小型可插拔封装（QSFP-DD）形式的200/400 Gbit/s光模块，以其相对低功耗和体积小便于高密度部署的优势得到电信市场和数据中心市场的青睐，但高速率和小体积带来的散热条件恶化问题限制了QSFP-DD光模块的使用环境。文章采用有限元方法对QSFP-DD模块进行热学建模仿真，研究了200 Gbit/s QSFP-DD 4通道长距离（LR4）光模块在高温环境下的内部温度场，验证了导热垫对改善模块内部散热条件的效果，并实测了模块在高温环境下的性能，为QSFP-DD光模块的设计和应用提供了参考。  
        关键词：双密度四通道小型可插拔封装光模块;导热垫;热分析   
        121
        |
        39
        |
        0
        <HTML>
        <网络PDF><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 28954161 false
        发布时间：2022-08-01
      • 胡杨,付成鹏,陈俊,卜勤练,余春平
        2022(4): 52-57. DOI: 10.13756/j.gtxyj.2022.04.011
        摘要：分布式拉曼光纤放大器（DRFA）因其一系列优异特性被广泛应用于现代通信系统中。基于目前DRFA增益控制存在的一些问题，文章研究并改进了通过带外放大自发辐射（ASE）对DRFA进行自动增益控制（AGC）的方法。针对DRFA增益受光纤链路性能影响较大的特点，文章理论分析了光纤链路中距离泵浦源0位置处接头损耗对拉曼增益控制的影响，然后将距离泵浦源不同位置处的接头损耗等效为0处的接头损耗，修正了拉曼增益与带外ASE功率的关系，从而更精确地实现了DRFA的AGC。DRFA模块内部集成了光时域反射仪（OTDR）的功能，用于探测工程光纤链路中接头损耗到泵浦源的距离以及损耗值的大小。经实验验证，文章所提AGC方法能将接头损耗对DRFA增益的影响控制在0.2 dB以内。  
        关键词：自动增益控制;分布式拉曼光纤放大器;接头损耗;光时域反射仪   
        41
        |
        16
        |
        0
        <HTML>
        <网络PDF><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 28954259 false
        发布时间：2022-08-01
      • 蒋伊伊,崔灿,顾希雅
        2022(4): 58-62,68. DOI: 10.13756/j.gtxyj.2022.04.012
        摘要：针对气象监测辐射计的应用，文章提出了基于肖特基平面二极管混合集成的W波段89 GHz二次谐波混频器。以毫米波混频技术基本理论为基础，根据对二极管的三维仿真精确建模赋予其材料特性，并结合场路联合仿真研制了结构精巧的W波段的89 GHz二次谐波混频器。仿真与测试结果表明，本振信号频率固定在45 GHz，射频信号频率在84~94 GHz时，变频损耗优于14 dB，最低为9 dB，其实测结果与仿真趋势相对吻合，有良好的工程应用前景，同时有效证明了建模方法的正确性。  
        关键词：89 GHz;肖特基二极管;混合集成;次谐波混频器;变频损耗   
        18
        |
        11
        |
        0
        <HTML>
        <网络PDF><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 28954309 false
        发布时间：2022-08-01

        无线通信技术

      • 周围,杨秋艳
        2022(4): 63-68. DOI: 10.13756/j.gtxyj.2022.04.013
        摘要：为进一步提高毫米波大规模多输入多输出（MIMO）系统中混合预编码的频谱效率，文章提出了一种基于梯度下降的交替最小化（GD-AltMin）混合预编码算法。首先利用信道矩阵的右奇异矢量初始化模拟预编码矩阵；接着通过最小二乘准则和梯度下降法分别更新数字和模拟预编码矩阵；之后在交替最小化原则下，迭代更新数字和模拟预编码矩阵直到满足精度条件，获得最佳的数字和模拟预编码矩阵。通过理论分析和数值仿真，对比了几种经典算法在不同信噪比、射频链数以及收发天线数下的频谱效率。仿真结果表明，所提算法比基于相位提取的交替最小化算法和基于信道奇异值分解的算法更接近最优无约束预编码器的频谱效率，尤其在射频链数大于数据流数的情况下更加明显。  
        关键词：毫米波大规模多输入多输出;混合预编码;梯度下降法;交替最小化   
        24
        |
        12
        |
        0
        <HTML>
        <网络PDF><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 28954329 false
        发布时间：2022-08-01
      • 尹爱兵,李毅
        2022(4): 69-72. DOI: 10.13756/j.gtxyj.2022.04.014
        摘要：针对差分跳频通信中跳频图案二维均匀性差，跳频频率易于被窃听的难题，文章设计了一种基于logistic混沌映射的伪随机序列来对跳频图案进行随机扰乱的加密方案。经校验，加密扰乱后差分跳频图案相对于原来的跳频图案，虽然降低了系统性能，但减少了频率之间的相关性，改善了二维均匀性，具有较强的抗破译能力。  
        关键词：差分跳频;G函数;混沌加密;跳频   
        25
        |
        13
        |
        0
        <HTML>
        <网络PDF><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 28954258 false
        发布时间：2022-08-01
      • 胡春琳,管子霆,杨春
        2022(4): 73-78. DOI: 10.13756/j.gtxyj.2022.04.015
        摘要：波分复用（WDM）器件作为第五代移动通信（5G）前传网络的核心组成部件之一，近年来发展迅速。前传网络对WDM相关器件、组件和产品等提出了新的要求，但当前5G前传网络用WDM器件的技术要求和测试方法标准尚未明确，文章通过深入分析WDM器件测试过程中遇到的问题，提出了5G前传网络用WDM器件测试方法，并构建了相应的测试系统，与手动检测方式对比，具有很好的一致性，效率是手动测试的10倍以上。  
        关键词：前传网络;波分复用;混合器件;隔离度;通道带宽   
        58
        |
        28
        |
        0
        <HTML>
        <网络PDF><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 28954295 false
        发布时间：2022-08-01
      0