MC
Mengfan Cheng
Author with expertise in Optical Fiber Communication Technologies
Achievements
Cited Author
Key Stats
Upvotes received:
0
Publications:
24
(38% Open Access)
Cited by:
238
h-index:
27
/
i10-index:
64
Reputation
Biology
< 1%
Chemistry
< 1%
Economics
< 1%
Show more
How is this calculated?
Publications
1

Low-complexity equalization scheme for suppressing FFE-enhanced in-band noise and ISI in 100 Gbps PAM4 optical IMDD system

Di Li et al.Apr 24, 2020
The commonly used feed-forward equalizer (FFE) in an intensity modulation and direct-detection (IMDD) system is seriously restrained by the enhanced in-band noise in the high-frequency region. In this Letter, a low-complexity equalization scheme including FFE, post-filter (PF), and a newly designed interference cancellation (IC) algorithm is proposed to cope with the FFE-enhanced noise and serious inter-symbol interference (ISI) simultaneously. In our experiment, the achieved bit error rate value of 100 Gb/s optical double-sideband (ODSB) four-level pulse amplitude modulation (PAM4) signal transmission over 10 km standard single-mode fiber (SSMF) can go below the 20% overhead soft-decision forward error correction threshold of 2.7 ×  10 − 2  when the FFE is replaced by the proposed equalizer. Even a 100 Gb/s optical single-sideband (OSSB) PAM4 signal can be successfully transmitted over 80 km SSMF. The results show that the proposed F F E + P F + I C algorithm can effectively suppress the FFE-enhanced noise and ISI with a quite low increase in complexity. Moreover, compared to the joint FFE, PF, and maximum likelihood sequence detection (MLSD) algorithm, the proposed F F E + P F + I C algorithm has 1.2 dB and 0.4 dB power penalties after 10 km SSMF in ODSB and 80 km SSMF in OSSB cases, respectively. However, the complexity of this IC algorithm is approximately 3% that of the MLSD.
0

Microwave photonic RF front-end for co-frequency co-time full duplex 5G communication with integrated RF signal self-interference cancellation, optoelectronic oscillator and frequency down-conversion

Linbojie Huang et al.Oct 21, 2019
A novel RF front-end, which could simultaneously realize wideband RF signal self-interference cancellation (SIC), local oscillator (LO) generator based on optoelectronic oscillator (OEO) and frequency down-conversion has been proposed and experimentally demonstrated. In our microwave photonic RF front-end, only one single-polarization optical in-phase and quadrature-phase (IQ) modulator are required. The upper Mach-Zehnder modulator (MZM) of this optical IQ modulator works as a mixer; the lower MZM works as a reference arm; the parent Mach-Zehnder interferometer (MZI) is used to combine two output optical signals of these two child MZMs. In this way, not only self-interference signal is cancelled in optical domain but also frequency down-conversion is realized at the same time. On the other hand, the upper MZM is also shared to form an OEO by using a self-polarization-stabilization technique. By this means, no external LO signal for frequency down-conversion and electrical attenuator for SIC are needed in our scheme, contributing to compact structure and cost reduction. In our proof-of-concept experiment, a LO signal with central frequency of 10 GHz and phase noise of -108.66 dBc/Hz@10kHz is generated. By optimizing the bias points of the used optical IQ modulator, a 5×20MHz 64-ary quadrature amplitude modulation-orthogonal frequency division multiplexing (64QAM-OFDM) LTE-A signal with central frequency of 12.6 GHz is down-converted to 2.6 GHz, and about 28 dB cancellation ratio is achieved. The proposed scheme is suitable for wideband, integrated co-frequency co-time full duplex 5G communication.
1

Experimental investigation of environmental interference mitigation and blocked LEDs using a memory-artificial neural network in 3D indoor visible light positioning systems

Zicai Cao et al.Oct 1, 2021
Environmental interference and blocked light-emitting diodes (LEDs) often happen in the received signal strength (RSS)-based indoor visible light positioning (VLP) systems, while few solutions to these problems exist. In this paper, we proposed a novel deviation-correction algorithm named memory-artificial neural network (M-ANN) in the 3-dimensional (3D) indoor RSS-VLP system. By memorizing and utilizing the features of signal strength conversion between adjacent test moments, M-ANN can adapt to different test environments in the positioning process. Also, with the help of a designed genetic algorithm (GA) module, M-ANN can efficiently search and retrieve the missing data from an offline simulation database to prevent the VLP outage caused by the blocked LED. The experimental results in a test region of 0.6×0.6×0.8 m3 demonstrate that the proposed M-ANN can significantly mitigate the impact of environmental interference, and it can still maintain relatively high-precision positioning even in the case of blocked LEDs. The average positioning error of 1.04 cm, 2.89 cm, and 3.53 cm is experimentally achieved in the situation of environmental interference, one blocked LED and two blocked LEDs, respectively.
0

Simultaneously precise frequency response and IQ skew calibration in a self-homodyne coherent optical transmission system

Longquan Dai et al.May 25, 2022
The self-homodyne coherent detection (SHCD) system is becoming more popular in intra-data center applications nowadays. However, for a high-speed SHCD system, the device imperfection such as transmitter (Tx) and receiver (Rx) side in-phase (I)/quadrature-phase (Q) time skew and bandwidth limitation will greatly restrict the transmission performance. The current mainstream calibration methods for traditional optical transceivers rely on the effect of frequency offset and phase noise to separate the Tx and Rx imperfection, which is not compatible with the SHCD system. In this paper, we have proposed and demonstrated a highly precise calibration method that can be applied in dual-polarization (DP) SHCD system. Based on the specially designed multi-tone signals, the amplitude/phase frequency response (AFR/PFR) of the transceiver and the Tx/Rx IQ skew can be obtained by just one measurement even after long-distance fiber transmission. By using a 4 MHz linewidth distributed feedback (DFB) laser, a DP SHCD transmission system combined with a 20 GHz optical transceiver and two 10 km standard single-mode fibers is experimentally constructed. The test results indicate that the measurement error of the AFR/PFR and Tx/Rx skew are within ±1dB/±0.15rad and ±0.3ps respectively, and the dynamic range for IQ skew calibration can reach dozens of picoseconds. The measured bit error rate value of 46GBaud DP-16QAM signals/35GBaud DP-64QAM signals are improved from 2.30e-2 to 2.18e-3/9.59e-2 to 2.20e-2 with the help of the proposed calibration method.
2

SNR-enhanced and high-order frequency multiplied 64-QAM millimeter-wave signal generation enabled by MZM-based angle modulation

Zhengran Li et al.Apr 11, 2023
We propose and experimentally demonstrate a novel scheme to generate ultrahigh-order frequency multiplied millimeter-wave (mm-wave) signals with high fidelity enabled by angle modulation (ANG-M). The constant envelope (CE) characteristic of the ANG-M signal makes it possible to avoid nonlinear distortion induced by photonic frequency multiplication. In addition, the theoretical formula and the simulation results prove that the modulation index (MI) of the ANG-M signal increases along with frequency multiplication, so as to improve the signal-to-noise ratio (SNR) of the frequency-multiplied signal. In the experiment, we confirm the SNR of the 4-fold signal is enhanced by 2.1 dB approximately for the increased MI compared to the 2-fold signal. Finally, a 6-Gb/s 64-QAM signal with a carrier frequency of 30 GHz is generated and transmitted over 25-km standard single-mode fiber (SSMF) using only a 3-GHz radio frequency signal and 10-GHz bandwidth Mach–Zehnder modulator. To the best of our knowledge, it is the first time that a 10-fold frequency-multiplied 64-QAM signal with high fidelity is generated. The results prove that the proposed method will be a potential solution for low-cost mm-wave signal generation in future 6G communication.
0

100Gb/s coherent optical secure communication over 1000 km based on analog-digital hybrid chaos

Yuqing Wu et al.Sep 20, 2023
In recent years, the transmission capacity of chaotic secure communications has been greatly expanded by combining coherent detection and multi-dimensional multiplexing. However, demonstrations over 1000 km fiber are yet to be further explored. In this paper, we propose a coherent optical secure transmission system based on analog-digital hybrid chaos. By introducing an analog-digital converter (ADC) and a bit extraction into the feedback loop of entropy source, the broadband analog chaos is converted into a binary digital signal. This binary digital signal is then mapped to a 65536-level pulse amplitude modulation (PAM) signal and injected into the semiconductor laser (SL) to regenerate the analog chaos, forming a closed loop. The binary digital signal from the chaos source and the encrypted signal are transmitted via wavelength division multiplexing (WDM). By using conventional digital signal processing (DSP) algorithms and neural networks for post-compensation, long-haul high-quality chaotic synchronization and high-performance secure communication are achieved. In addition, the probability density distribution of the analog chaotic signal is effectively improved by adopting the additional higher-order mapping operation in the digital part of the chaos source. The proof-of-concept experimental results show that our proposed scheme can support the secure transmission of 100 Gb/s quadrature phase shift keying (QPSK) signals over 1000 km of standard single-mode fiber (SSMF). The decrypted bit error rate (BER) reaches 9.88 × 10-4, which is well below the 7% forward error correction (FEC) threshold (BER = 3.8 × 10-3). This research provides a potential solution for high-capacity long-haul chaotic optical communications and fills the gap in secure communications based on analog-digital hybrid chaos.
Load More