极化码在水下光通信系统中的应用研究

作     者：邢莉娟 李卓 王庆港 XING Lijuan;LI Zhuo;WANG Qinggang

作者机构：西安电子科技大学综合业务网理论及关键技术国家重点实验室陕西西安710071 

出 版 物：《西安电子科技大学学报》 (Journal of Xidian University)

年 卷 期：2023年第50卷第2期

页      面：33-41页

核心收录：

学科分类：0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 07[理学] 070104[理学-应用数学] 0815[工学-水利工程] 0714[理学-统计学（可授理学、经济学学位）] 0701[理学-数学] 0702[理学-物理学] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金(61372072) 111工程基金(B08038)。 

主　　题：水下光通信 极化码 蒙特卡罗模拟算法 正交频分复用 16正交幅度调制 

摘      要：为了验证不同水质条件对水下光通信的影响,采用蒙特卡罗模拟算法模拟了水下光信道的离散冲激响应。在此基础上结合具有抗衰落优点的正交频分复用技术搭建了水下光通信系统,针对收发端已知信道状态信息前提下,采用16正交幅度调制方式,结合蒙特卡罗构造算法完成极化码的构造,译码端使用基于循环冗余校验辅助的串行抵消译码算法,设计并实现了基于正交频分复用技术的水下光通信系统中的极化码编译码方案。通过实验验证了不同水质条件下码长等参数对极化码性能的影响,证明了在高信噪比时,极化码相比同等码长的低密度奇偶校验码在不同水质下具有0.2 dB~0.6 dB左右的性能增益;随着水质环境越差,其渐进性能优势表现得越明显,且不会出现误码平层的问题。极化码的编码结构更加清晰简单,译码复杂度与低密度奇偶校验码相差不大,且在译码中不需要多次迭代。因此相比于其他编码方案,极化码具有较低的编译码复杂度,在水下光通信场景中具有很强的竞争力和应用潜力。