自由空间光通信中极化码的应用研究

作     者：邢莉娟 李卓 王卓 XING Lijuan;LI Zhuo;WANG Zhuo

作者机构：西安电子科技大学空天地一体化综合业务网全国重点实验室西安710071 

出 版 物：《光通信研究》 (Study on Optical Communications)

年 卷 期：2024年第3期

页      面：134-139页

学科分类：07[理学] 08[工学] 070104[理学-应用数学] 081101[工学-控制理论与控制工程] 0701[理学-数学] 0811[工学-控制科学与工程] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(61372072) 111工程基金资助项目(B08038) 

主　　题：信道编码 自由空间光通信 极化码 Gamma⁃Gamma分布 

摘      要：【目的】在自由空间光(FSO)通信中,大气湍流效应会导致通信链路性能下降。【方法】文章提出了一种极化码信道编译码方案,使用蒙特卡洛算法构造了针对FSO通信中常见的Gamma⁃Gamma分布大气湍流信道的极化码。比较了文章提出的极化码编译码方案与未编码以及相近码长的低密度奇偶校验(LDPC)码在Gamma⁃Gamma分布大气湍流信道下的误码率(BER)。【结果】仿真结果表明,所提极化码与未编码比较时,在弱湍流强度下,当信噪比6.7 dB时,极化码方案性能相较于未编码更优;在中湍流强度下,当信噪比10.3 dB时,极化码方案性能相较于未编码更优;在强湍流强度下,当信噪比11.5 dB时,极化码方案性能相较于未编码更优。所提极化码与LDPC码比较时,在弱湍流情况下,当信噪比7.1 dB时,极化码整体性能优于LDPC码;在中湍流条件下,当信噪比10.6 dB时,极化码整体性能优于LDPC码;在强湍流条件下,当信噪比12 dB时,极化码整体性能优于LDPC码。此外,在码长短、码率低和译码宽度小时,文章所提出的极化码编译码方案具有更优的性能。【结论】使用所提极化码编码后,有效改善了FSO通信系统中的大气湍流效应,而且在中、高湍流强度这两种恶劣的大气湍流信道环境中,文章所提方案展现出了比LDPC码更为明显的优势。表明在FSO通信中,极化码具有良好的发展前景。