白成林教授团队在光纤非线性补偿领域取得新进展

近日，完美体育/山东省光通信科学与技术重点实验室白成林教授团队在光纤非线性补偿的研究方面取得新进展，相关成果以“Joint intra and inter-channel nonlinear compensation scheme based o3n improved learned digital back propagation for WDM systems（“基于改进学习数字反向传播的WDM系统信道内和信道间的非线性联合补偿方案”）为题，发表在《Optics Express》（《光学快报》，中科院2区期刊，影响因子3.8）。

这项工作改进了学习数字反向传播（LDBP），并提出了一种用于PDM-WDM系统的信道内和信道间非线性联合补偿新方案。该方案从可解释神经网络的角度出发，实现了基于物理模型的色散和非线性的交替补偿。色散补偿采用时域上的一维卷积运算，此外还在重叠保留方法中引入了脉冲展宽效应。对于非线性补偿，采用改进的联合模型，考虑了色散引起的信道内脉冲展宽和不同信道之间的走离效应对非线性效应的影响。在这项工作中，通过仿真和实验验证了所提方案的有效性，结果表明与经典DBP相比，所提方案在性能提升的同时也能降低计算复杂度。

2021级硕士研究生迟新宇为文章第一作者，白成林教授和许恒迎教授为共同通讯作者，聊城大学为第一署名单位，杨立山博士参与了部分研究工作。该工作得到了国家自然科学基金、山东省自然科学基金和聊城大学博士启动基金等项目的资助。

论文全文链接：https://doi.org/10.1364/OE.506995

许恒迎教授团队在概率星座整形系统的偏振损伤联合均衡领域取得进展

近日，许恒迎教授团队在高阶概率星座整形系统偏振均衡领域取得新进展。该研究成果以“Joint equalization of RSOP and PMD fused probability-aware with square-root cubature Kalman filter for the PDM PCS-64QAM system under extreme scenarios”（“极端情况下用于PDM PCS-64QAM系统的RSOP和PMD融合概率感知和平方根容积卡尔曼滤波器的联合均衡方案”）为题，发表在光学领域权威期刊《Optics Express》（《光学快报》，中科院2区Top期刊，影响因子3.8）。

在雷击等极端情况下，架空地线复合光缆（OPGW）中产生高达5.1Mrad/s的超快偏振态旋转（RSOP）和大的偏振模色散（PMD）。在偏振复用（PDM）概率星座整形（PCS）-64QAM系统中，传统的多模算法（MMA）与基于连乘量测方程的扩展卡尔曼方案无法均衡这些偏振损伤。为了解决上述问题，在这项工作中，提出了一种大的偏振模色散（PMD）和超快偏振态旋转（RSOP）的联合均衡方案，该方案将概率感知模型与平方根容积卡尔曼滤波器相结合。16 GBaud PCS-64QAM的实验结果表明，在4.5 bit/symbol和5 bit/symbol的信源熵下，本方案的最大联合均衡能力分别为17 Mrad/s RSOP和52 ps DGD，以及9 Mrad/s RSOP和52 ps DGD。

2021级硕士研究生孙祖楷为该文章的第一作者，许恒迎、白成林教授为文章的共同通讯作者。聊城大学为第一署名单位，完美体育杨立山博士、数科院张义宁老师参与了部分研究工作。该工作得到了国家自然科学基金、山东省自然科学基金和聊城大学博士启动基金等项目的资助。

论文全文链接：https://doi.org/10.1364/OE.515085

许恒迎教授团队在非线性频分复用研究领域取得进展

近日，许恒迎教授团队在非线性频分复用光纤传输系统领域取得进展。该研究成果以“Joint equalization of frequency offset and phase noise using two-stage cascaded extended Kalman filter for discrete spectrum 16/64APSK NFDM systems”（“基于两阶段扩展卡尔曼滤波器的离散频谱非线性频分复用系统频偏和相位噪声均衡方案”）为题，发表在光学领域权威期刊《Optics Express》（《光学快报》，中科院2区期刊，影响因子3.8）。

针对频率偏移（Frequency offset，FO）、载波相位噪声（carrier phase noise，CPN）和残余信道损伤（residual channel impairment，RCI）三种损伤的联合均衡问题，该工作推导出了DS-NFDM 16/64APSK系统的联合损伤模型，并提出了一种基于两级级联扩展卡尔曼滤波器（two-stage cascaded extended Kalman filter，TSC-EKF）的联合均衡方案。该方案在第一级使用1024个符号跟踪频率偏移（Frequency offset，FO），随后在第二级执行载波相位恢复（carrier phase recovery，CPR）和残余信道损伤（residual channel impairment，RCI）均衡。更重要的是，该方案根据巧妙地融合了接收符号与理想16/64APSK星座点之间的最小欧氏距离和相位差，从而计算出两级级联扩展卡尔曼滤波器（two-stage cascaded extended Kalman filter，TSC-EKF）的新息。其仿真和实验结果表明，当达到7%的硬决策前向纠错（hard decision forward error correction，HD-FEC）阈值时，两级级联扩展卡尔曼滤波器（two-stage cascaded extended Kalman filter，TSC-EKF）方案可联合均衡的最大频偏估计范围和线宽的容忍度分别是FFT-Like+M-th power方案的9.6倍和3.3倍。此外，在复杂度仅为NFD+M-th功率方案的63.4%的情况下，两级级联扩展卡尔曼滤波器（two-stage cascaded extended Kalman filter，TSC-EKF）方案的FOE范围和LW容限可分别提高20%和233%。

完美体育2021级硕士研究生高红兵为该文章的第一作者，许恒迎、白成林教授为文章的共同通讯作者。聊城大学为第一署名单位，杨立山博士、数科院张义宁老师参与了部分研究工作。该工作得到了国家自然科学基金、山东省自然科学基金和聊城大学博士启动基金等项目的资助。

论文全文链接：https://doi.org/10.1364/OE.512167

（审核 吴成）