全文阅读精要

1. 研究背景与目的：

1. 背景：光纤通信系统性能提升的需求日益迫切，用户对通信带宽的需求不断增长。

2. 目的：通过结合多维网格编码调制、概率整形和相位共轭孪生波技术，提高正交频分复用（OFDM）的密集波分复用（DWDM）光纤通信系统的性能。

2. 系统设计方案：

1. 技术融合：提出基于16进制振幅移相键控（16-APSK）的多维网格编码调制（TCM）星座整形相位共轭孪生波（PCTW）方案。

2. 多维概率整形：设计了一种基于OFDM子载波的多维哈夫曼概率整形（PS）方法，通过增加低功率星座点出现概率、减少高功率星座点出现概率，降低系统非线性效应。

3. 星座整形：将2D-16-APSK扩展到8D-16-APSK，通过多维星座点排列组合实现概率整形。

3. 理论分析与计算方法：

1. 非同构星座子集：定义了非同构星座子集，并提出基于分组概率树的信息熵计算方法，适用于网格编码调制中星座子集不同构的情况。

2. 误符号率（SER）计算：由于16-APSK星座点在I与Q方向上间距不同，采用比较实际接收信号矢量与理想接收信号矢量之间误差矢量的方法来计算SER。

4. 仿真系统搭建：

1. 系统结构：使用MATLAB与OPTISYSTEM搭建仿真系统，包括发送端和接收端的详细结构描述。

2. 光纤链路：采用新型色散光纤补偿色散，每个跨段由增大有效面积的正色散光纤（EE-PDF）、色散斜率补偿光纤（SCDCF）和非归零色散位移光纤（NZDSF）组成。

5. 仿真结果与分析：

1. 星座图对比：展示了有无星座整形时的16-APSK星座图，经过PS后，低功率星座点出现概率增大，高功率星座点出现概率减小。

2. SER性能：仿真结果表明，采用多维PS和几何整形方案的系统虽然牺牲了0.04的频谱效率，但SER显著降低了10.7dB。

3. 发射功率与K值影响：分析了激光器发射功率和K值（外圈星座点半径与内圈星座点半径的比值）对系统性能的影响，找到了最佳发射功率和K值使系统性能最优。

6. 结论与展望：

1. 研究成果：提出了基于16-APSK调制格式的多维网格编码调制星座整形PCTW方案，有效降低了系统误符号率。

2. 未来方向：未来可进一步研究如何进一步优化系统性能，提高频谱效率，并探索更多先进的调制和编码技术。