互信息作为光纤系统的品质因数
摘要
先进的信道解码器依赖于软判决解码器输入，而互信息 (MI) 是其自然的品质因数。在本文中，我们通过评估 MI 作为此类系统的最大可实现传输速率来分析光纤系统。MI 是通过直方图估算的，其中正确的分箱数以盲方式确定。与具有附加相位噪声的加性高斯白噪声信道（非线性光纤信道的简化模型）上 16 状态正交幅度调制 (QAM) 的真实 MI 相比，以此方式获得的 MI 估计值显示出极高的准确性。因此，我们证明了使用该 MI 估计方法来准确估计光纤系统的 MI 是合理的。在本文的第二部分，模拟了一个具有 6000 km 标准单模光纤的跨洋光纤系统并确定了其 MI。在矩形 QAM 中，发现 16-QAM 是该链路在 MI 性能以及组件和数字信号处理要求方面的最佳调制方案。对于报告的 3.1 bits/symbol 的 MI，在不考虑信道记忆的情况下，需要至少 29% 的编码开销。通过采用理想的单信道数字反向传播，据报道 16-QAM 和 64-QAM 的 MI 分别增加了 0.25 bits/symbol 和 0.28 bits/symbol，将所需开销降低至 19% 和 16%。当信道间隔减小至接近 Nyquist 速率时，双偏振频谱效率为 5.7 bits/s/Hz，与 50 GHz 间隔相比增加了超过 2 bits/symbol。
引用
@article{arxiv.1405.2029,
title = {Mutual Information as a Figure of Merit for Optical Fiber Systems},
author = {Tobias Fehenberger and Norbert Hanik},
journal= {arXiv preprint arXiv:1405.2029},
year = {2015}
}
备注
Minor changes were made in comparison to the previous version, An extended version of this paper (with MI lower bounds instead of MI estimates) is available, see http://arxiv.org/abs/1501.01495