Core Concepts
공간 분할 다중화 MIMO 선형 이퀄라이저의 신호 대 잡음비를 빠르고 정확하게 계산할 수 있는 이론적 프레임워크를 제안하며, 몬테카를로 시뮬레이션에 비해 3 orders of magnitude의 속도 향상을 보여줍니다.
Abstract
이 논문은 공간 분할 다중화(SDM) 시스템에서 사용되는 MIMO 선형 적응 이퀄라이저의 이론적 성능 분석 프레임워크를 제안합니다.
주요 내용은 다음과 같습니다:
SDM 채널 모델링: SDM 채널은 전체 손실, 모드 의존 손실(MDL), 모드 지연 차이(DMD), 랜덤 커플링 등의 특성을 가집니다. 이를 수학적으로 모델링하였습니다.
MIMO 이퀄라이저 이론 모델: 최소 평균 제곱 오차(MMSE) 기반의 MIMO 이퀄라이저 이론을 SDM 시스템에 맞게 적용하였습니다. 이를 통해 이퀄라이저 출력의 신호 대 잡음비(SNR)를 계산할 수 있습니다.
성능 검증: 단일 모드와 4개 공간 모드 시나리오에 대해 다양한 MDL 조건에서 이론 모델과 몬테카를로 시뮬레이션을 비교하였습니다. 이론 모델이 몬테카를로 시뮬레이션에 비해 3 orders of magnitude 빠른 것을 확인하였습니다.
응용 사례: 4개 링크, 4개 공간 모드, 고 MDL 조건에서 송신기, 수신기, 중간 노드에 광 필터를 배치한 경우의 성능을 분석하였습니다.
이 연구는 미래 광 SDM 네트워크 설계 및 최적화를 위한 유용한 도구를 제공합니다.
Stats
단일 모드 및 4개 공간 모드 시나리오에서 저 MDL(σmdl = 0.7 dB) 및 고 MDL(σmdl = 3.8 dB) 조건을 고려하였습니다.
DMD는 모든 시나리오에서 높은 수준(σdmd = 35 ps)으로 설정하였습니다.
AWGN 잡음 레벨은 N0/2 = -10 dB로 고정하였습니다.
펄스 형상은 root-raised cosine, 롤오프 계수 0.1을 사용하였습니다.
40, 60, 100개의 FIR 탭 수를 고려하였습니다.