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适用于IM/DD 56 Gbps PAM-4系统的低复杂度软判决维特比算法（SOVA）

DOI：10.1109/LPT.2019.2893380 期刊：IEEE Photonics Technology Letters 出版年份：2019 更新时间：2025-09-23 08:06:43
摘要： 本文研究了一种结合低密度奇偶校验（LDPC）的软判决维特比算法（SOVA），以实现高色散容限并降低脉冲幅度调制4电平（PAM-4）系统的高光信噪比要求。为减少相对于最大似然序列均衡器（MLSE）的复杂度增长，我们提出一种融合传统SOVA与硬判决维特比算法（VA）的非二进制SOVA算法。为实现低复杂度，仅采用单一竞争路径在状态和时间索引下更新可靠性值。更新过程结束后，未更新可靠性值根据硬判决VA输出设为固定值。该算法生成可靠性标量而非可靠性向量。实验验证了所提算法在56 Gbps PAM-4系统中传输20 km的性能，在误码率10^-6时较传统SOVA具有0.3 dB光信噪比增益且复杂度更低。
作者： Hae Young Rha，Sang-Rok Moon，Hun-Sik Kang，Seung-woo Lee，In-ki Hwang，Joon Ki Lee
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

研究一种结合软判决维特比算法（SOVA）与低密度奇偶校验码（LDPC）的方案，以实现高色度色散容限并降低脉冲幅度调制4电平（PAM-4）系统对高光信噪比（OSNR）的要求，同时重点降低相对于最大似然序列均衡器（MLSE）的复杂度。

研究成果

所提出的非二进制SOVA算法在IM/DD PAM-4系统中实现了更低的复杂度和更优的误码率性能（在误码率10^-6时比传统SOVA获得0.3 dB OSNR增益），使其适用于具有更高色散容限和更低OSNR要求的高速光纤通信。未来工作可探索其在更高调制格式中的应用及进一步优化。

研究不足

该算法在色散信道中可能比Max-log-MAP存在性能下降（约0.5 dB差异），其在PAM-4以上更高调制格式中的有效性尚未充分验证。实验设置仅限于特定传输距离和数据速率，复杂度降低方案可能无法对所有场景实现最优扩展。

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