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新型ldpc与turbo混合结构码在大气光通信中的分析

新型LDPC与Turbo混合结构码在大气光通信中的分析

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作者：钟佩玲北京邮电大学

学位级别：硕士

大气光通信是一种非常好的光通信方式,具有保密性好、频带宽、高容量的特点。相比光纤通信,大气光通信可以克服地理限制,成功解决了最后一公里接入问题。大气光通信中的光束会受到大气湍流的影响,造成通信质量下降。光束在传输过程会产... 详细信息

大气光通信是一种非常好的光通信方式,具有保密性好、频带宽、高容量的特点。相比光纤通信,大气光通信可以克服地理限制,成功解决了最后一公里接入问题。大气光通信中的光束会受到大气湍流的影响,造成通信质量下降。光束在传输过程会产生大气湍流效应,光接收机的探测信号强度会忽强忽弱,光斑也会忽明忽暗,造成高误码率,严重影响大气光通信的性能。所以需要设计出在大气光通信系统中具有强纠错能力又能有效抑制光强闪烁的信道编码技术。本文对新型ldpc与turbo混合结构码在大气光通信中进行了分析。深入研究了大气光通信中的大气湍流。针对强湍流和弱湍流两种大气环境进行信道建模。对turbo码、ldpc码和RS码以及PCGC码在大气光通信系统中的相关性能进行了计算机仿真分析。设计了一种适用于大气光通信的新型ldpc与turbo混合结构码,提出了这种新型码的编译码方法,详细阐述了其设计思想。对该码型的纠错性能和时间、空间复杂度进行计算机仿真,仿真结果表明其纠错性能优异、译码复杂度低、其空间和时间复杂度都随着码长成几乎线性增长,最后具体分析了其性能优缺点。设计了新型ldpc与turbo混合结构码应用于大气光通信的仿真系统。对新型ldpc与turbo混合结构码、RSC-turbo混合结构码、PCGC码和SCGC码在大气光通信中的相关性能进行了对比和具体分析。然后分别仿真分析了强湍流和弱湍流这两种光场景下码长、码率、迭代次数和交织深度对系统纠错性能、复杂度和光强闪烁抑制性能的影响。一方面通过仿真验证了该码型在大气光通信系统中的强纠错能力和对光强闪烁的有效抑制作用;另一方面指导了我们在不同光场景下,综合考虑对光强闪烁的抑制作用、误码率性能和复杂度来选择码字参数,设计出适用于相应光场景的最优新型码。设计了新型ldpc与turbo混合结构码应用于3x2.5Gb/s WDM大气光通信的系统,提出了一种联合纠错的WDM大气光通信系统。然后对该系统的误码性能进行了仿真,结果表明：相比三条分路进行独立编译码的3x2.5Gb/s WDM大气光通信系统,其纠错能力变强了,但是传输的有效信息容量变小了,适用于超长距离光通信系统。最后设计了多级型联合纠错的WDM大气光通信系统,提升了系统的信息容量。

关键词：大气光通信大气湍流新型ldpc与turbo混合结构码 WDM大气光通信系统

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