Published January 1, 2019 | Version v1
Publication Open

Probabilistic Shaping Design Based on Reduced-Exponentiation Subset Indexing and Honeycomb-Structured Constellation Optimization for 5G Fronthaul Network

Creators

  • 1. Beijing University of Posts and Telecommunications
  • 2. Nanjing University of Information Science and Technology
  • 3. Institute of Optics and Electronics
  • 4. Peking University

Description

A probabilistic shaping method based on reduced-exponentiation subset indexing and honeycomb-structured constellation optimization is proposed to compress the number of signal points in the constellation, so that the total number doesn't fit the traditional pattern of multiples of power exponents of 2. The proposed scheme can significantly reduce the average signal power, enhance the space utilization in view of (identifying signals in) the judgement area of the constellation, as well as improve the mutual information, owing to the combination of probabilistic shaping and constellation optimization. Moreover, an experiment of a 25 km intensity-modulation and direct-detection system (IM/DD) transmission system is successfully demonstrated to present the superiority of our proposed scheme. It is shown that the proposed probabilistic shaping 64-to-31 carrier-less amplitude and phase modulation (CAP) based on honeycomb constellation can achieve the gains of 1.5 dB and 3 dB over receiver sensitivity when compared with uniform 32-CAP and uniform 64-CAP at the bit error rate (BER) of 1*10 -3 , respectively. The experiment suggests the proposed scheme a promising technique for future 5G fronthaul network.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

يتم اقتراح طريقة تشكيل احتمالية تعتمد على فهرسة المجموعات الفرعية منخفضة الأسس وتحسين الكوكبة المهيكلة على شكل قرص عسل لضغط عدد نقاط الإشارة في الكوكبة، بحيث لا يتناسب العدد الإجمالي مع النمط التقليدي لمضاعفات أس القدرة 2. يمكن أن يقلل المخطط المقترح بشكل كبير من متوسط قوة الإشارة، ويعزز استخدام المساحة في ضوء (تحديد الإشارات في) منطقة الحكم في الكوكبة، بالإضافة إلى تحسين المعلومات المتبادلة، بسبب الجمع بين التشكيل الاحتمالي وتحسين الكوكبة. علاوة على ذلك، تم بنجاح إثبات تجربة نظام نقل تعديل الكثافة والكشف المباشر (IM/DD) بطول 25 كم لتقديم تفوق مخططنا المقترح. يتضح أن التشكيل الاحتمالي المقترح من 64 إلى 31 السعة الأقل للناقل وتعديل الطور (CAP) على أساس كوكبة قرص العسل يمكن أن يحقق مكاسب 1.5 ديسيبل و 3 ديسيبل على حساسية المستقبل عند مقارنته مع 32 - CAP الموحد و 64 - CAP الموحد بمعدل خطأ بت (BER) 1*10 -3، على التوالي. تقترح التجربة المخطط المقترح تقنية واعدة لشبكة الجيل الخامس المستقبلية.

Translated Description (French)

Une méthode de mise en forme probabiliste basée sur une indexation de sous-ensemble d'exponentiation réduite et une optimisation de constellation structurée en nid d'abeille est proposée pour comprimer le nombre de points de signal dans la constellation, de sorte que le nombre total ne corresponde pas au modèle traditionnel de multiples d'exposants de puissance de 2. Le schéma proposé peut réduire considérablement la puissance moyenne du signal, améliorer l'utilisation de l'espace en vue de (identifier les signaux dans) la zone de jugement de la constellation, ainsi qu'améliorer l'information mutuelle, en raison de la combinaison de la mise en forme probabiliste et de l'optimisation de la constellation. De plus, une expérience d'un système de transmission à modulation d'intensité et à détection directe (IM/DD) de 25 km est démontrée avec succès pour présenter la supériorité de notre schéma proposé. Il est montré que la mise en forme probabiliste 64 à 31 proposée sans modulation d'amplitude et de phase (CAP) basée sur une constellation en nid d'abeilles peut atteindre les gains de 1,5 dB et 3 dB sur la sensibilité du récepteur par rapport à 32-CAP et 64-CAP uniformes au taux d'erreur binaire (ber) de 1*10 -3, respectivement. L'expérience suggère que le schéma proposé est une technique prometteuse pour le futur réseau 5G fronthaul.

Translated Description (Spanish)

Se propone un método de conformación probabilística basado en la indexación de subconjuntos de exponenciación reducida y la optimización de constelaciones con estructura de panal para comprimir el número de puntos de señal en la constelación, de modo que el número total no se ajuste al patrón tradicional de múltiplos de exponentes de potencia de 2. El esquema propuesto puede reducir significativamente la potencia promedio de la señal, mejorar la utilización del espacio en vista de (identificar señales en) el área de juicio de la constelación, así como mejorar la información mutua, debido a la combinación de la conformación probabilística y la optimización de la constelación. Además, se demuestra con éxito que un experimento de un sistema de transmisión de sistema de detección directa y modulación de intensidad (IM/DD) de 25 km presenta la superioridad de nuestro esquema propuesto. Se muestra que la conformación probabilística propuesta de 64 a 31 modulación de amplitud y fase sin portadora (CAP) basada en la constelación de panal puede lograr las ganancias de 1.5 dB y 3 dB sobre la sensibilidad del receptor en comparación con 32-CAP uniforme y 64-CAP uniforme a la tasa de error de bits (Ber) de 1*10 -3, respectivamente. El experimento sugiere que el esquema propuesto es una técnica prometedora para la futura red fronthaul 5G.

Files

08844668.pdf.pdf

Files (245 Bytes)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:45b1ffd51d6721bde061abc1b6987a11
245 Bytes
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
تصميم التشكيل الاحتمالي استنادًا إلى فهرسة المجموعة الفرعية منخفضة الاستنفاد وتحسين الكوكبة المهيكلة على شكل قرص العسل لشبكة 5G فرونثول
Translated title (French)
Conception de mise en forme probabiliste basée sur l'indexation des sous-ensembles à exponentiation réduite et l'optimisation des constellations structurées en nid d'abeille pour le réseau 5G Fronthaul
Translated title (Spanish)
Diseño de modelado probabilístico basado en la indexación de subconjuntos de exponenciación reducida y la optimización de constelaciones estructuradas en panal para la red 5G Fronthaul

Identifiers

Other
https://openalex.org/W2974604810
DOI
10.1109/access.2019.2942316

Is supplement to
https://openalex.org/W4377967113 (Other)
https://openalex.org/W4322709807 (Other)
https://openalex.org/W4290996306 (Other)
https://openalex.org/W2901245944 (Other)
https://openalex.org/W2801080295 (Other)
https://openalex.org/W2502457263 (Other)
https://openalex.org/W2382519356 (Other)
https://openalex.org/W2078292672 (Other)
https://openalex.org/W1548310101 (Other)
https://openalex.org/W1504636466 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
China

References

  • https://openalex.org/W2008900292
  • https://openalex.org/W2081288532
  • https://openalex.org/W2098234850
  • https://openalex.org/W2164654926
  • https://openalex.org/W2296549551
  • https://openalex.org/W2312627490
  • https://openalex.org/W2418069338
  • https://openalex.org/W2507350775
  • https://openalex.org/W2553281417
  • https://openalex.org/W2755486243
  • https://openalex.org/W2772222388
  • https://openalex.org/W2777454793
  • https://openalex.org/W2782635370
  • https://openalex.org/W2790384976
  • https://openalex.org/W2892576200
  • https://openalex.org/W2911960865
  • https://openalex.org/W3098316959