光通信系统中交织型级联码性能的研究

对光通信系统中单级型级联码和交织型级联码的纠错性能进行理论研究与仿真分析后表明:交织型级联码的纠错性能与单级型级联码基本相当,与经典的RS(255,239)码型相比,其净编码增益(NCG)大得多,纠错性能有很大的提升;交织型级联码的冗余度比单级型级联码要低得多,并且还具有比单级型级联码更强的纠突发差错能力。因而交织型级联码更适合光通信系统的实际应用要求。     

光传输系统中一种新颖交织型级联码方案的仿真分析

进行光传输系统发展趋势和级联码理论分析与探讨之后,基于传统级联码方案,提出一种适用于光传输系统的新颖交织型级联码方案。通过仿真分析表明:相对于传统级联码方案而言,由该新颖的交织型级联码方案所构造的级联码是一种纠错性能优良、冗余度适中、易于实现的码型。因而,这种改进的新颖交织型级联码方案更适用于光传输系统的实际应用要求。     

一种光通信中基于LDPC码的新颖级联码

基于SCG(4,k)码的构造方法对SCG-LDPC码进行优化改进,构造一种适用于光通信系统的新颖LDPC(3969,3720)码,通过增大其码长,构造码率为95.1%的新颖SCG-LDPC(6561,6240)码,使其码率更符合光通信系统的高码率要求。并用SCG-LDPC(6561,6240)码与码率为94.5%的BCH(127,120)码进行级联,构造出一种新颖的BCH(127,120)+LDPC(6561,6240)级联码。仿真分析表明:在误码率为10-7时,新构造的BCH(127,120)+LDPC(6561,6240)级联码的净编码增益比已广泛应用于光通信系统的经典RS(255,239)码和SCG-LDPC(6561,6240)码分别提高了2.27dB和0.49dB。因而该级联码更适合于光通信系统。     

基于级联交织码的水下LED光通信误码性能分析

为了提升系统误比特率,减小基线漂移以及海水信道的吸收散射等特性对光信号产生的影响,采用了基于水下发光二极管(LED)光通信系统的低密度奇偶校验码(LDPC)-里所(RS)级联交织码方案,在模拟水下LED光通信实验系统的情况下,分析码字方案中RS码、LDPC码以及交织参量对系统误比特率性能的影响,得到了级联交织码方案的优化参量,并进行了实验模拟验证。结果表明,优化后的级联交织码系统与未编码系统、RS码系统、LDPC码系统相比分别可获得3.8dB,2dB,1.2dB的增益,可有效提高系统的误比特率性能。该研究为提高水下无线光通信系统的可靠性提供了参考。     

光通信系统级联码的仿真研究

随着光通信技术向更长距离、更大容量和更高速度的进一步发展,有必要深入研究性能更好的FEC码型方案。在光通信应用的众多FEC码型中,级联码具有短码的复杂度和长码的性能,具有极强的纠突发和纠随机错误的能力,是光通信系统中高效编码的主要研究对象。文中主要对RS-BCH型级联码进行了理论分析及建模仿真,与一般循环码相比该级联码纠错性能优良、冗余度适中、易于实现,更适用于高速光通信系统。     

光通信系统中前向纠错码的一种改进方案

对现有的前向纠错(FEC)编码技术提议了一种基于交织连续型级联码的改进方案.仿真结果分析表明:具有交织的连续型级联码RS(255,239) RS(255,239)和RS(255,239) RS(255,223)是两种纠错性能优良、冗余度适中、易于实现的码型,在误码率为10-12时,它们的净编码增益(NCG)比RS(255,239)码分别大2dB～3dB,因而它们更适用于高速长距离光通信系统.最后,探讨了该新型级联码的帧结构安排,为其硬件的设计打下了一个坚实的基础.     

高速光通信中的级联码设计与VLSI实现

本文设计了应用于光通信系统的RS(255,239)+BCH(2184,2040)级联码编解码电路。级联码系统中,RS码与BCH码速度的不匹配是影响性能的最大瓶颈,本文采用并行度为8的并行BCH编解码器来实现与RS码速度的匹配。推导了BCH编码器并行化方法,并利用子项共享的方法来减少子项的扇出,使每个子项的最大扇出数不超过10。利用并行伴随式计算和并行钱氏搜索来提高BCH译码器的吞吐量,同时充分利用截短码的特性使钱氏搜索时间减少了46%。级联码的编解码器已用TSMC 0.18-μmCMOS标准单元库方法实现,后仿真结果表明,在312.5MHz的时钟下,级联码能够正常工作,能实现2.5Gb/s的数据吞吐量。建立了基于Xilinx FPGA的测试验证平台,测试结果表明电路功能正确、工作正常。     

一种高速长距离光通信系统中QC-LDPC码的构造方法

提出了一种新的准循环低密度奇偶校验(QC-LDPC)码的构造方法,给出了用该方法构造无环四QC-LDPC码的充分条件。并针对光通信系统的传输特点,用此方法构造了适用于高速长距离光通信系统的QC-LDPC(4 221,3 956)码。仿真结果分析表明:在码率为93.7%、误码率BER为10-6时,与广泛用于光通信系统中的经典RS(255,239)码相比,其净编码增益(NCG)提高了约1.8dB;比SCG-LDPC(3 969,3 720)码的NCG提高了约0.2dB,距离香农极限约1.4dB,且远低于PEG-LDPC(4 221,3 956)码的错误平层,这正满足光通信系统中低错误平层的要求。     

一种光通信系统中基于16-QAM的LDPC编码调制方案

设计了一种适用于16-QAM( quadrature amplitude modulation)系统的LDPC(low density parity check)级联编码调制方案。方案采 用了 本文所设计的一种低复杂度的软解调与二进制LDPC结合的算法,降低译码复杂度并增加方 案的实用性;同时方案 兼容当前OUT-4帧的级联码结构,这样可以利用级联码巧妙有效地解决LDPC码的错误平层问 题。仿真结果表明,本文 提出的LDPC级联编码调制方案,在误码率(BER)为10－8时,较G.709标准中的RS(255,9)的NCG(net code gain) 提高了2.8dB;同时,较ITU-T G.975.1标准 中两种码率相近的RS(255,9)+CSOC(n/k=7/6,J=8) 级联码和正交级联BCH码,在BER为10 －8时, 本文方案的NCG分别提高了1.3dB和0.2dB,且冗余度较两种方 案都低。此外,本文方案实现了3.28bits/symbol的SE (spectra l efficiency)。在BER为10－8时 ,本文方案较频谱效率低 于它的4-QAM、8-QAM以及8-QAM-RS(255,9)分别有着3.5、6.4和2dB的增益 。比较标准中建议的FEC(forward error correction)方案,本文提出的方案在NCG和SE两方面性能上都有所提升。     

光通信系统中一种新颖FEC码的仿真分析

基于分组Turbo码（BTC）提出光通信系统中一种新颖前向纠错（FEC）码型,即RS（63,60）×RS（63,60）码。仿真表明,在误码率为10-12时,迭代8次的该BTC与ITU-T G.975.1中迭代3次的RS（255,239）＋CSOC（k0/n0=6/7,J=8）相比,其净编码增益要相应增加0.34dB。分析表明该BTC具有分量码短、编/译码速度快的特点,不仅减小了软/硬件实现的复杂度,而且减小了编/译码带来的时延。因而该新BTC能较好地适用于光通信系统。     

光纤通信中级联码的码型

论述了光纤通信中级联码的码型选择,从净电编码增益、编码效率、相对色散代价以及实现的复杂程度等方面讨论了几种级联码,并认为RS(255,239)-BCH(2184,2040,12)级联方案在编码效率、色散代价以及实现的复杂程度方面具有较大的优越性。     

Forward error correction concatenated code in DWDM systems

The three concatenated coding schemes of the inner-outer type, the parallel type and the consecutive type to improve the current forward error correction (FEC)coding technologies are proposed for dense wavelengthdivision multiplexing (DWDM) systems, after introducing the development trend of DWDM optical communication systems. The concatenated code is theoretically analyzed.The theoretical analyses and simulation results show that inner-outer concatenated code has a greater redundancy and the decoding of parallel concatenated code is too complex. However, consecutive concatenated code is superior coding scheme with advantages such as better error correction performance, moderate redundancy and easy implementation, therefore it could be better used in high-speed and long-haul DWDM systems.     

OCDMA系统中新型正交码的设计及性能研究

为了得到性能较为良好的正交码,采用没有重复数字的全间隔集,进行了地址码的设计和系统仿真验证,设计出的正交码具有理想的相关性和灵活的码字容量。分析整个系统,在考虑各种噪声和多址干扰的影响下,推导出正交码的误比特率公式。自行设计并搭建了采用光纤延时线作为编解码器的异步光码多分址系统。结果表明,该正交码能够适应更多用户的需求,通过误比特率公式计算和系统仿真得到的结果都较为理想,此研究对需要大容量的光码多分址系统的进一步发展具有一定的帮助。     

A novel architecture of optical code label generation and recognition for optical packet switching

A novel architecture of optical code (OC) label generation and recognition for optical packet switching (OPS) by using super structured fiber Bragg grating (SSFBG) is proposed.The OC label is generated and recognized by a label generator and recognizer,respectively.The label generator is composed of N encoders in parallel,and it can generate 2N kinds of serial optical code labels (SOCLs) for indicating 2N network routing information.The label recognizer can decode SOCLs by N decoders in parallel and provides label information to the switching control unit so that clock information is not required during the decoding process.In the switch nodes,handling of the high-speed information payload stream and the recognition of the OC label are performed in the optical domain,while processing of the routing information remains in the electrical domain.This approach could be a promising solution for an OPS network with high capacity,good quality of service (QoS),multi-service function and high security.In this experiment,we demonstrate 40Gbps 256 label optical packet switching that employs clockless SOCL processing.     

光通信中基于有限域加群的一种QC-LDPC码

针对光通信系统传输特性要求的日益提高,基于有限域GF(q)加群提出了一种构造简单且适合光通信系统的新颖准循环低密度奇偶校验(QC-LDPC)码构造方法,该构造方法可灵活的调整码长、码率且其编译码复杂度低。用此方法构造了适用于光通信系统的规则QC-LDPC(4599,4307)码。仿真结果表明,在BER=10-7时且码率均为93.7%的情况下,所构造的QC-LDPC(4599,4307)码的净编码器增益(NCG)比已广泛应用于光通信系统中的经典RS(255,239)码提高了约2.2dB,比用SCG构造方法构造的SCG-LDPC(3969,3720)码和非规则的QC-LDPC(3843,3603)码的NCG分别提高了约0.47dB和0.25dB,距离香农限约1dB。因而其纠错性能更强,更适用于高速长距离光通信系统。     

级联码迭代译码的定点量化设计

本文提出了一种新的结合对数压缩与均匀量化的算法,应用于级联码迭代译码中.通过分析原始输入信息和互信息的量化时的信息损失,将量化问题转化为考察基于信息损失比的多目标规划.分析压缩函数的参数,得到了量化设计的准则.同时本文阐述了迭代过程中计算转移概率使用结合源统计特性的查表法,指出互信息的动态量化设计可以基于不同迭代次数进行优化.仿真表明给出的量化算法能很好的跟踪浮点运算.     

光通信系统中基于LDPC码的SFEC码型研究

基于光通信系统中低密度奇偶校验(LDPC)码型的构造原则和构造方法,构造了适用于光通信系统中冗余度为6.69%的新颖LDPC(3969,3720)和冗余度为4.56%的新颖LDPC(8281,7920)码。仿真分析表明:在10-12的误码率(BER)时,这两种新颖码型在迭代18次后的净编码增益(NCG)分别比ITU-TG.975中RS(255,236)码的NCG大1.63dB和1.49dB,并且LDPC码的译码可在硬件上并行实现;这两种新颖码型的译码速度相当快,与ITU-TG.975.1中级联码型相比,这两种LDPC码的实现复杂度要低得多,可在将来的硬件实现中节省存储空间和减少计算量。因而,所构造的这两种新颖LDPC码型都可作为超验前向纠错(SFEC)码的候选码型。     

一种基于SQPC/OCS的二维光正交码设计及性能研究

以同步二次素数码(SQPC)作为时间扩频序列,单重合序列(OCS)作为波长跳频序列,构造了一种新的二维光正交码SQPC/OCS,并对其误码性能及码字容量进行了理论分析和仿真比较。理论分析表明：在同码长、同波长数条件下,SQPC/OCS与 2D-QPC误码率相等,但SQPC/OCS波长数可以是任何数,不局限于素数,从而增加波长码片可以降低误码率;与EPC/OCS相比,SQPC/OCS误码率更低。SQPC/OCS码字容量远远高于2D-QPC和EPC/OCS码字容量。仿真结果表明：当p=7、q=13时,SQPC/OCS误码率比2D-QPC降低接近2个数量级;当p=11、q=15时,SQPC/OCS与EPC/OCS相比,当用户数为20时,误码率相差达4个数量级。