基于网格编码的非线性编码非均匀叠加QAM在可见光通信中的应用

本文提出了一种通过非线性预编码实现符号概率不均匀的36正交幅度调制（QAM）叠加调制技术，称为非线性编码非均匀叠加（NCNS）QAM。其目的是缓解多输入单输出（MISO）可见光通信（VLC）系统中由于高瞬时功率引起的非线性效应，该系统具有不均匀的概率形状星座。发射器包括两个独立发送信号的LED，接收器使用光电探测器接收叠加的QAM信号。实验结果表明，与脉冲幅度调制4相比，NCNS具有更好的非线性鲁棒性，最大可用峰间电压提高了16%，动态范围扩大了33%。它是解决与信号功率有关的带宽限制的一种简单而有效的方法，有望应用于水下VLC等大功率VLC系统，或提高对功率波动的鲁棒性。

实验原理图如下：

非线性编码部分完成4-电平到6-电平的转换。这是主要的部分

整体流程图如下，信号经过三次上采样，并经历平方根余弦滚降滤波器，以控制其在时域中的传播。上转换步骤将信号分为同相分量和正交分量，并将它们输入任意波形发生器（AWG）中的两个独立通道。

解调时，利用LMS软件均衡，用于补偿信道中的线性损耗。 实验测试了PAM4和NCNS调制方案 的优劣，设定偏置电流为35mA。

高Vpp也就代表着高的非线性度。从400mV和600mV两处比较可以看出两者的优劣。

 两种调制方案下的热力图可以更直观的看出，在抗噪声性能方面，NCNS调制方案的表现更好，甚至可以把边界扩展到右上角等非线性很严重的地方。因此呢，可以说这类系统具有良好的鲁棒性，在用于水下光通信等光损耗，非线性度高的地方大有用处。

还有值得一提的是这篇文章的实验装置。

 本实验中使用的MISO系统是使用两个LED和一个PIN光电二极管构建的。使用的LED由南昌大学开发，峰值波长为450 nm，最大数据速率为2.25 Gb\/s。该引脚为滨松S10784，可用波长为400-1000 nm。示波器为安捷伦科技MSO9254A，AWG为索尼泰克AWG520。本实验中使用的偏置三通和放大器是小型电路ZFBT-4R2GW-FT和ZHL-6 A-S+。