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4K/8K高频视频技术,物联网技术,人工智能,无人驾驶等诸多新技术,改变了人类生活、工作的方式。不同场景新技术的顺利应用使网络流量迅速增长。预计到2021年,全球移动流量将达到48,270 Pb/月。2019年,在国家政策指引下,通信业持续加快光纤带宽升级,接入网络基本实现全光纤化,保障了宽带用户接入速率持续提升。波分复用无源光网络作为一种高容量,低时延的光纤接入网,在5G时代具有广大的发展前进。本文针对波分复用无源光网络(WDM-PON)光纤传输中信号损伤和光网络单元接收功率灵敏度提升,提出了基于多对一概率整形(PS)技术的强度调制直接探测的波分复用无源光网络系统,其大致内容及创新点如下:1、针对光线路终端中器件带宽所限造成的信号高频损失,本论文提出了一种基于恒模算法和面向判决最小均方盲均衡算法的数字预均衡技术,详细说明了预均衡原理。另外,对于相位相关的16级正交幅度调制(16QAM)信号,提出一种基于参考信号的预均衡方法。将两种方法应用于WDM-PON中,实验验证两种方法均有明显的高频损伤补偿作用。2、提出一种基于麦克斯韦-玻尔兹曼分布的“多对一”的映射概率整形调制方案,将此方案应用于四级脉冲幅度调制(PAM4)信号,八级脉冲幅度调制(PAM8)信号以及16QAM中。通过理论验证,概率整形技术使信号获得整形增益,在低信噪比区域,概率整形信号更接近香农极限。并根据汉明距离对于高级调制格式中映射规则进行优化。实验验证概率整形技术可以使波分复用系统光网络单元的接收功率灵敏度增加。3、将LDPC编码和比特交织编码迭代译码(BICM-ID)应用到PS-PAM8和PS-16QAM WDM-POM信号的解码中,解决了多对一映射中比特序列重叠造成的译码歧义。在PS-16QAM WDM-PON中结合离散多音频调制(DMT)技术,详细说明DMT信号的产生原理,并通过离散傅里叶变换扩频技术降低DMT信号的峰均功率比(PAPR)。通过对BICM-ID系统的外信息转移图分析映射方案优化的效果,通过实验验证了改进方案对波分复用系统的可行性分析。该方案不仅降低了信号的PAPR,有效克服了信号在光纤中非线性效应的产生,还提高了系统的频谱效率。