【摘 要】
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在全球带宽爆发式增长的背景下,如何有效利用带宽资源变得愈加重要。变速率技术可以根据用户需求及信道质量自适应调节谱效率及信号的传输速率,达到提高带宽利用率的目的。研
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在全球带宽爆发式增长的背景下,如何有效利用带宽资源变得愈加重要。变速率技术可以根据用户需求及信道质量自适应调节谱效率及信号的传输速率,达到提高带宽利用率的目的。研究表明,采用高维调制格式实现变速率传输可以在提高调制格式性能的同时,达到精细调节谱效率及信号传输速率的目的。因而,研究高维调制变速率技术具有十分重要的意义。本文在球填充理论的基础上,提出了基于球填充的高维调制变速率技术并搭建了基于球填充的高维调制变速率系统,随后,对该变速率技术进行了仿真验证,仿真结果表明,本文提出的变速率技术仅仅通过切换高维调制格式的符号集,就可以实现谱效率、传输速率及传输距离的精细调整。本文开展了如下研究工作:1.综述了高维调制变速率技术的研究目的与研究成果。依据国内外变速率技术的发展脉络,对所取得的研究成果进行了系统的总结,并分析了采用高维调制格式实现变速率的优势,指出了研究高维调制变速率技术具有重要的意义。2.研究了高维调制技术的原理及实现方法。分析了高维调制格式的优势并探究了三种典型的生成高维调制格式的方法。详细的解析了基于球填充理论实现高维调制格式的产生、传输及接收的过程。3.对变速率技术的性能及实现方法做了深入的分析。从原理、实现及性能等方面对几种典型的变速率实现方法进行了详细的分析,并对它们的性能做了对比,对比结果表明,基于调制格式mSP-QAM的变速率方法与基于调制格式PM-k SC-mQAM的变速率方法,仅通过引入少量额外器件,就可以实现谱效率的精细调节,因而是实现变速率的有效方法。4.提出了基于球填充的高维调制变速率技术。对基于球填充的高维调制变速率技术的原理做了详细介绍,并解决了实现该变速率面临的三大关键技术难题,它们分别是:选取生成高维调制格式符号集的晶格点、规定高维映射规则及灵活切换高维调制格式;随后,对本文提出的变速率技术的优势做了仿真分析,结果表明,该变速率技术可以实现精细的谱效率调整,与此同时,该变速率技术所采用的高维调制格式可以更好的实现谱效率与CFM之间的权衡。5.搭建了基于球填充的高维调制变速率系统,并在该系统上仿真验证了基于球填充的高维调制变速率技术的性能。仿真结果表明,本文提出的变速率技术很容易实现谱效率及比特速率的精细调节。当采用四维调制格式实现变速率传输时,谱效率的可调节粒度为0.5bits/symbol/pol,在符号速率为7Gbaud的条件下,比特速率的自适应范围为:14Gb/s~70Gb/s。当采用八维调制格式实现变速率传输时,谱效率的可调节粒度为0.25bits/symbol/pol,在符号速率为7Gbaud的条件下,比特速率的自适应范围为:28Gb/s~84Gb/s。
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