相干光OFDM系统中直接判决均衡器的性能研究

理论上分析了相干光正交频分复用(CO-OFDM)系统中相位噪声(PN)和色度色散(CD)对星座图的影响,并详细探讨了CO-OFDM系统中基于导频的直接判决均衡器(DDE)的原理,还对其性能进行了仿真分析。仿真结果表明:在不同的传输距离下,DDE的误码率都能呈瀑布状下降至10-3这一公认的前向纠错(FEC)门限,使得后续的FEC模块可以让误码率迅速降低。此外,在激光器线宽小于100kHz时,DDE的误码性能并没有大幅度的提升。因此,在选择DDE作为均衡器的CO-OFDM系统中,应折中考虑激光器线宽和误码性能的关系,基于成本考虑建议采用100kHz激光器。     

光OFDM系统中削波噪声的建模与研究

针对光正交频分复用(OFDM)系统中峰值平均功率比(PAPR)较高的缺点,研究了削波法降低PAPR的原理;根据这一原理,通过大量数据分析计算,建立了基于MQAM调制下光OFDM系统中的削波噪声模型;由所建立的模型,直接计算得出不同调制下光OFDM系统削波后的误符率。仿真结果表明,每种进制调制下,根据本文建立的削波噪声模型与OFDM具体系统模型仿真所得到的两条曲线基本吻合,并且这两条曲线在不同削波比下的最大均方误差(MSE)不超过1.26×10-2。这充分论证了所建立的削波噪声模型的可行性与适用性。     

BICM-ID系统中一种新颖的16QAM星座映射方案

针对传统Gray映射在中高信噪比区域内对系统性能改善有限, 通过调整比特位置分配, 基于互信息分析提出一种新颖的16QAM星座映射方案, 该方案提高了映射比特位的不等保护度。并根据互信息设计准则, 仿真分析了不同调制映射方案下BICM-ID系统的调制受限信道容量, 仿真分析表明: 在中高信噪比下, 新映射方案较传统Gray映射方案在信道容量上的提高最高可达2.38bit/channel。     

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。     

A novel concatenated code based on the improved SCG-LDPC code for optical transmission systems

Based on the optimization and improvement for the construction method of systematically constructed Gallager (SCG) (4, k) code, a novel SCG low density parity check (SCG-LDPC)(3969, 3720) code to be suitable for optical transmission systems is constructed. The novel SCG-LDPC (6561,6240) code with code rate of 95.1% is constructed by increasing the length of SCG-LDPC (3969,3720) code, and in a way, the code rate of LDPC codes can better meet the high requirements of optical transmission systems. And then the novel concatenated code is constructed by concatenating SCG-LDPC(6561,6240) code and BCH(127,120) code with code rate of 94.5%. The simulation results and analyses show that the net coding gain (NCG) of BCH(127,120)+SCG-LDPC(6561,6240) concatenated code is respectively 2.28 dB and 0.48 dB more than those of the classic RS(255,239) code and SCG-LDPC(6561,6240) code at the bit error rate (BER) of 10 -7 .     

A novel RS BTC coding scheme for optical communications

A novel Reed Solomon(RS) block turbo code(BTC) coding scheme of RS(63,58)×RS(63,58) for optical communications is proposed.The simulation results show that the net coding gain(NCG) of this scheme at the sixth iteration is more than that of other coding schemes at the third iteration for the bit error rate(BER) of 10-12.Furthermore,the novel RS BTC has shorter component code and rapider encoding and decoding speed.Therefore,the novel RS BTC coding scheme can be better used in high-speed long-haul optical communication systems,and the novel RS BTC can be regarded as a candidate code of the super forward error correction(super-FEC) code.Moreover,the encoding/decoding design and implementation of the novel RS BTC are also presented.     

一种基于交错行列消息传递的LDPC码改进译码算法

为进一步改善低密度奇偶校验(LDPC)码译码算法的纠错性能,并加快其译码的收敛速度,提出一种基于交错行列消息传递的改进译码算法.该算法通过将动态调度策略译码算法中的残差值思想引入到串行调度译码算法中,使得串行调度译码算法在每次迭代进行消息更新前都会进行一次残差值排序的计算,并对其节点消息原有的固定更新顺序进行重新排序.仿真结果表明:在误码率为10-4时,该改进的译码算法相比于行消息传递算法和列消息传递算法有0.25和0.24 dB的增益;在误码率为10-5时,相比于交错行列消息传递算法有0.13 dB的增益.     

一种基于比特翻转的极化码FSCLF译码算法

针对串行抵消列表翻转(Successive Cancellation List Flip,SCLF)译码算法存在译码性能与复杂度不能同时兼顾的问题,提出了一种快速串行抵消列表翻转(Fast Successive Cancellation List Flip,FSCLF)译码算法.该算法通过加入四种特殊结点的识别来加快译码速率,同时构建了临界集(Critical Set,CS),不再依据先前译码错误而引起的错误传播,而是通过两种特殊结点即信息比特R1结点和单奇偶校验(Single-Parity-Check,SPC)结点分别对对数似然比(Log-Likelihood Ratio,LLR)值进行计算来判决并确定翻转位置,当奇偶校验位不满足时只需翻转与最不可靠输入LLR值相对应的信息比特,这样减少了翻转次数,从而降低了算法复杂度.仿真结果表明:在误块率为10-5时,所提出的FSCLF译码算法比原SCLF译码算法的信噪比改善了0.09 dB,为中短码长情况提供了参考算法.     

一种基于AP与消除基本陷阱集的低错误平层QC-LDPC码构造方法

针对准循环低密度奇偶校验(LDPC)码在高信噪比区域可能存在错误平层的问题,提出了一种基于等差数列(AP)和消除基本陷阱集(ETS)的低错误平层QC-LDPC码构造方法。该方法利用改进的ETS消除算法构造基矩阵,以减少基本矩阵中的小基本陷阱集。然后利用特殊性质的等差数列(AP)确定循环移位系数,扩展得到最终的校验矩阵。该构造方法的计算复杂度低且码字的码长、码率可灵活设计。并且仿真结果表明,所构造码率为0.5的PEG-Trap set-AP(PTAP)-QC-LDPC(1200,600)码,在误码率为10-6时,与IEEE 802.16标准中QC-LDPC(1200,600)码、利用PEG算法与AP的PEG-AP-QC-LDPC(1200,600)码、通过控制环(CC)的CC-QCLDPC(1200,600)码和基于等差数列的AP-QC-LDPC(1200,600)码相比较,其净编码增益分别提升了0.08,0.31,0.57和0.64dB,有效地改善了高信噪比区域的纠错性能,且未出现明显的错误平层。     

光OFDM系统中一种联合改进的低复杂度PTS峰均比抑制技术

光正交频分复用系统(O-OFDM)的缺点之一是存在高的峰值平均功率比(PAPR),部分传输序列(PTS)技术能够有效降低高PAPR出现的概率,但其计算复杂度较高。针对该问题,提出一种可降低计算复杂度的二阶PTS和削波(Clipping)联合改进的PAPR抑制方案。该方案首先将初始的输入信号进行d级逆快速傅里叶变换(IFFT)运算,再进行子块划分,然后进行剩下的n-d级IFFT运算。仿真结果表明,该方案大大降低了计算复杂度,并且在峰均比抑制效果和系统误码率(BER)方面都得到了较好的改善,具有较高的实际应用价值。