【摘 要】
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通用滤波多载波技术（Universal Filter Multi-Carrier,UFMC）由于频谱利用率高、带外功率泄漏低和时频偏移鲁棒性强,在高速无源光网络（Passive Optical Network,PON）和移动前传网络中具有广阔的应用前景。而实现高速UFMC通信,提升UFMC系统传输容量主要有两种方式,提高信号波特率和增加正交幅度调制（Quadrature Amplitude Mod
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通用滤波多载波技术（Universal Filter Multi-Carrier,UFMC）由于频谱利用率高、带外功率泄漏低和时频偏移鲁棒性强,在高速无源光网络（Passive Optical Network,PON）和移动前传网络中具有广阔的应用前景。而实现高速UFMC通信,提升UFMC系统传输容量主要有两种方式,提高信号波特率和增加正交幅度调制（Quadrature Amplitude Modulation,QAM）信号的阶数。然而,在既有的信道资源条件下,提高波特率必定会带来更多的符号间干扰和光纤色散损伤;高阶QAM信号对信噪比的要求更高,并且在长距离光纤传输中会遭受更多的非线性噪声。为了应对以上问题,本文在带宽10-GHz的强度调制直接检测（Intensity Modulation Direct Detection,IM/DD）UFMC 系统中,结合概率整形（Probabilistic Shaping,PS）技术对高波特率信号和高阶QAM信号开展了研究。首先,本文实验研究了 12.5-GBd/25-GBd PS 64-QAM UFMC和传统的正交频分复用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM）信号的传输性能,验证了高波特率25-GBdPSUFMC系统的优异性能。此外,考虑到接收机复杂度的约束,本文通过优化分配数据频带来减轻光纤色散引起的符号间干扰,实现了 25-GBd UFMC信号在30-km标准单模光纤（Standard Single Mode Fiber,SSMF）的高性能传输。其次,在高阶QAM UFMC系统中,针对严重的子带间干扰使得数据频带上的信噪比波动较大,导致误码率性能下降的问题,本文提出了有效信息熵为9比特/符号的截断概率整形1024-QAM UFMC传输方案。该方案利用预编码技术消除信噪比震荡的同时还抑制了峰均值功率比（Peak to Average Power Ratio,PAPR）,并在12.5-GBd IM/DD系统中进行了实验验证,误码率性能提升至软判决FEC阈值以内。
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