低密度奇偶校验码在光通信中的性能

低密度奇偶校验码(LDPC)不仅有逼近香农限的良好性能, 而且译码复杂度较低, 结构灵活, 是近年信道编码领域的研究热点, 在光通信系统中有广泛的应用前景。针对非规则Tanner图上构造的低密度奇偶校验长码具有良好的性能, 以及其在光通信系统中的应用, 构造了几种LDPC码, 并采用置信传播(BP)译码, 在加性高期白噪声(AWGN)信道、二相移相键空(BPSK)调制下进行了计算机仿真。根据规则LDPC码和非规则LDPC码的误码率(BER)和FER曲线, 对规则码和非规则LDPC码在编译码方面以及性能方面作了分析和比较, 进而对构造在光通信系统中具有实用价值的LDPC码提出了看法。通过理论分析与仿真结果表明LDPC 码型具有良好的性能, 可以节省硬件开销, 比较适用于光通信系统中, 可作为超强前向纠错码型的候选码。     

基于低密度奇偶校验码的MPPM比特符号映射及系统性能研究

建立了基于低密度奇偶校验(LDPC)码和多脉冲位置调制(MPPM)的无线光通信系统模型,给出了相应系统模型下的解码算法,研究了(m,2)MPPM的比特符号映射方式,提出了用改进的遗传算法(GA)搜索的优化映射方法,最后在大气湍流信道下进行了仿真。仿真结果表明基于LDPC码和MPPM的无线光通信系统性能明显优于未编码的MPPM系统,结合LDPC码和多光束发射技术可以提高系统抗强大气湍流影响的能力;通过GA优化的映射方法在不增加系统复杂性的情况下能进一步提高系统的纠错性能,可以获得更大的编码增益。     

用于多维数据协调的双边类型LDPC码

在连续变量量子密钥分发(CV-QKD)多维数据协调中,协调效率和密钥传输距离取决于低密度奇偶校验(LDPC)码的纠错性能。在本研究中构造了一种拥有重复累积(RA)码中累积结构的高码率双边类型LDPC码(TET-LDPC),这种双边类型LDPC码在多维数据协调中相比于普通LDPC码可以得到更好的协调性能。经仿真结果可知,在信噪比为1.68 dB时,本文构造的码长为2×10~5的TET-LDPC的协调效率仍然可以达到98.48%,并得到了17.35 kb/s的安全密钥率。     

光栅不理想特性对不同调制码型的光传输系统的影响

分析了光纤光栅不理想特性的产生机理，对以啁啾光纤光栅为色散补偿器的10Gb/s光传输系统中，啁啾光纤光栅的不理想特性包括群时延纹波、反射纹波及光栅通带带宽对采用归零码(RZ)、非归零码(NRZ)以及载波抑制归零码(CSRZ)三种调制格式传输系统性能的影响进行了详细的数值分析和比较. 同时进行了基于光纤光栅色散补偿的1500km无误码传输实验，通过对啁啾光纤光栅由于不理想特性的差别而导致对实际传输系统不同信道性能影响的比较，进一步验证了仿真分析的正确性. 关键词： 光传输 啁啾光纤光栅 不理想特性 调制码型     

优化调制格式实现2560 km低代价无误码传输

在单级调制器产生非归零码(NRZ)基础上,分析了利用双级调制器产生归零码(RZ)以及载波抑制归零码(CSRZ)的方法和特点。对非归零码,归零码和载波抑制归零码在以掺铒光纤放大器(EDFA)为单一的功率放大、以啁啾光纤光栅(CFBG)为色散补偿器的10Gb/s系统中的传输性能进行了计算机仿真并比较这三种调制码型的传输特性。同时在实际的2560km G.652光纤链路上利用上述三种调制格式以点对点形式进行了8×10Gb/s传输实验,通过适当控制线路的功率分配以及合理安排系统的色散补偿,实现了三种调制格式的无电中继条件下的零误码传输。计算机仿真和实际实验结果进一步表明,载波抑制归零码的采用有利于优化系统的传输性能,降低传输代价,载波抑制归零码在上述配置的实际传输系统中无误码传输2560km功率代价仅为2.5dB。     

非二进制低密度奇偶校验码在16QAM光传输系统中的性能

以16-相正交幅度调制(16QAM)为例,分析比较了伽罗华(GF(2 m))域上m=1,2,4时,3种低密度奇偶校验(LDPC)码在16QAM光传输系统中的性能.分析表明,无论在纠错性能还是译码效率方面,4进制LDPC码比16进制LDPC码具有更大优势.为进一步改善高阶调制光传输系统中非二进制低密度奇偶校验(NB-LDPC)码的性能,在16QAM系统下的4进制LDPC码中引入水印位符号.与传统的非二进制LDPC译码方案相比,水印位方案的平均迭代次数显著下降,即引入水印位可以极大地提高NB-LDPC码的译码效率.当误码率BER=10-5时水印位方案可以改善0.1dB的净编码增益.     

雾对大气激光通信系统的影响及克服方法

分析了雾产生的原因、相关数学模型及其对大气激光通信系统的影响.为了克服雾对无线光通信链路的影响,将LDPC码作为信道编码应用到大气激光通信系统中,并结合置信传播迭代译码算法和副载波PSK强度调制方案,在有雾的大气信道中进行了仿真.仿真结果表明：LDPC码具有优越的纠错能力,并获得了较大的编码增益,该方案可以满足大气激光通信系统的需要.     

雾对大气激光通信系统的影响及克服方法

分析了雾产生的原因、相关数学模型及其对大气激光通信系统的影响.为了克服雾对无线光通信链路的影响,将LDPC码作为信道编码应用到大气激光通信系统中,并结合置信传播迭代译码算法和副载波PSK强度调制方案,在有雾的大气信道中进行了仿真.仿真结果表明:LDPC码具有优越的纠错能力,并获得了较大的编码增益,该方案可以满足大气激光通信系统的需要.     

基于异步延迟采样的光通信性能监测方法

基于异步延迟采样和人工神经网络统计学习提出了一种光通信性能监测方法。通过对高速光信号进行异步延迟采样,获得信号二维幅度直方图,然后提取其中特征参数并对人工神经网络进行训练,最后以人工神经网络的预测输出实现对光信号损伤的监测。构建10 Gb/s非归零码开关键控,40 Gb/s光学双二进制码和归零码差分移相键控光通信仿真系统,并对光信噪比、色散和偏振模色散损伤进行监测。仿真结果表明,所提方法对被监测光信号的速率、码型调制格式透明,可同时准确监测多种并存的传输损伤,损伤参数监测误差小于5%。该方法具有电域处理带宽要求低、采样机制简单的特点,适用于分布式在线光性能监测。     

偏振模色散自适应补偿系统对调制码型的适应性分析

偏振模色散(PMD)的自适应补偿已经得到了比较深入的研究。在实验中采用偏振度作为取样反馈信号, 粒子群优化算法(PSO)作为反馈控制算法, 比较了偏振模色散自适应补偿系统对于不同码型的补偿效果。结果表明, 传输信号质量严重恶化的情况下, 补偿之后, 对于不同的传输码型, 接收信号的误码率都可以达到一般光纤通信系统的基本要求(10-9), 说明了PMD自适应补偿系统对于各种调制码型都具有良好的补偿效果, 还可以看出, NRZ码相对于其他码型有较高的功率代价, 而RZ50码型在补偿系统中的接收性能最佳。     

A novel construction algorithm of the LDPC code for high-speed long-haul optical transmission systems

According to the transmission characteristics of high-speed long-haul optical transmission system, the main construction method of Low-Density Parity-Check (LDPC) code for optical transmission system is presented and a novel construction algorithm of LDPC code is proposed, the theoretical analysis shows that the parity check matrix of the LDPC code constructed by the proposed construction algorithm has no four-girth phenomenon, this is also theoretically proved out. Both the novel LDPC(3969,3720) code with 6.69% redundancy and the novel LDPC(8281,7920) code with 4.56% redundancy for optical transmission systems are constructed by using the presented construction method and proposed construction algorithm. The simulation results show that the net coding gain (NCG) of the two novel LDPC codes at the eighteenth iteration for the BER of 10^?12 are respectively 1.63 dB and 1.49 dB more than that of the RS(255,239) code in ITU-T G.975. Moreover, the decoding of the LDPC code in the hardware can parallel be implemented, so the decoding speed of the two novel LDPC codes are very rapid, the complexities of implementing the two novel LDPC codes, compared with the concatenated codes in ITU-T G.975.1, are relatively lower, furthermore, the hardware overhead and storage space can relatively be saved and the computation complexity can be reduced in implementing the hardware in the future. As a result, the two novel LDPC codes can better be suitable for high-speed long-haul optical transmission systems.     

A New Simple Ultrahigh Speed Decoding Algorithm for BCH Code

1　Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　　Ｍｏｄｅｒｎｄｉｇｉｔａｌｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｓｏｆｔｅｎｒｅｑｕｉｒｅｅｒｒｏｒ ｆｒｅｅｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ .Ｅｒｒｏｒｃｏｎｔｒｏｌｃｏｄｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｈａｓｂｅｅｎｕｓｅｄｗｉｄｅｌｙｉｎｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ .Ａｎｄｉｔｈａｓｂｅｅｎｉｍｐｒｏｖｉｎｇｔｈｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ ｇｒｅａｔｌｙ ,ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙｉｎｗｉｒｅｌｅｓｓｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓｓ…     

基于RS编码及网格编码调制的光PPM通信纠错技术

分析了RS(Reed-Solomon)纠错码和网格编码调制（Trellis Coded Modulation,TCM）技术在光脉冲位置调制通信中的应用.在此基础上,提出了以RS码作为外码,以网格编码调制技术作为内码,用于光脉冲位置调制通信的新编码方案,能以几乎不减少通信速率的优势,提高传统RS码系统在时变带限光信道中的通信性能.模拟研究了在不同空间光信道条件下,传统RS码的符号正确传输率和误码率,并对网格编码调制的编码增益、RS码与网格编码调制级联时的编码增益进行了仿真研究,证实了本方案的有效性.     

A novel block turbo code for high-speed long-haul DWDM optical communication systems

A novel super forward error correction (SFEC) coding scheme, based on the block turbo code (BTC) of Bose–Chaudhuri–Hocguenghem (BCH)(64,57)×BCH(64,57), in high-speed long-haul dense wavelength division multiplexing (DWDM) optical communication systems is proposed. The simulation results and its analyses show that the net coding gain (NCG) of the novel SFEC code at iteration 6 is, respectively, 0.31 and 0.34 dB more than those of the BCH(3860, 3824)+BCH(2040, 1930) code and Reed–Solomon (RS)(255,239)+convolutional–self-orthogonal code (CSOC)(k₀/n₀=6/7, J=8) code in the Recommendation of ITU-T G.975.1 at iteration 3 for the bit error rate (BER) of 10⁻¹². The performance analyses for the novel SFEC code show that it has excellent advantages such as the shorter component code and rapid encoding/decoding speed; thus, both the complexity to implement its software/hardware and the delay time for its encoding/decoding can be greatly reduced. As a result, the novel SFEC coding scheme can better be applicable in high-speed long-haul DWDM optical communication systems. In addition, the design and implementation of the novel BTC are also analyzed and probed.     

基于2D-OOC的OCDMA系统的地址码结构研究

提出了二维光正交码 (2D OOC)设计方案 ,围绕光码分多址 (OCDMA)技术实用化的两个主要指标—最大并发用户数和系统误码率的改进和提高 ,系统地研究了基于 2D OOC的OCDMA的性能 ,分析了 2D OOC码字的相关性 ,导出了系统的最大用户容量 ,详细研究了 2D OOC系统以多址干扰为主的系统误码率 .研究表明 :较之一维时域扩频码或一维谱域扩频码 ,2D OOC系统性能大大提高 ,在大信息量传输时 ,适当选择码长和码重 ,系统总容量可高达Tbits/s量级 ,性能优于基于 1D OOC的OWDM和OCDMA混合系统 .     

A New Simple Ultrahigh Speed Decoding Algorithm for BCH Code

In order to content with forward error correction (FEC) technology of the high-speed optical communication system, a new simple decoding algorithm for triple-error correcting Bose, Chaudhuri, and Hocquenghem (BCH) code is proposed. Without complicated matrix-operation or division-operation or intricate iterative algorithm, the algorithm is high efficient and high-speed because of its simplicity in structure. The result of hardware emulation confirms that the algorithm is feasible completely. Introduction of the parallel structure increases the speed of coding greatly. The algorithm can be used in the high-speed optical communication system and other fields.