高速光纖通信系統(tǒng)中的LDPC信道編碼技術(shù)研究.pdf

1、隨著云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來(lái)，人們對(duì)數(shù)據(jù)流量井噴式增長(zhǎng)的需求無(wú)疑對(duì)作為信息通信網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)的光纖通信提出了更高的要求。在高速傳輸鏈路中，相干光正交頻分復(fù)用（CO-OFDM）技術(shù)及奈奎斯特波分復(fù)用（Nyquist-WDM）技術(shù)的應(yīng)用一方面使系統(tǒng)在傳輸容量和頻譜效率等方面得到了較大幅度地提升，另一方面，當(dāng)單信道速率從100Gb/s逐漸向1Tb/s演進(jìn)時(shí)，光纖鏈路中的偏振模色散（PMD）及非線性效應(yīng)將會(huì)使系統(tǒng)在傳輸距離與傳輸質(zhì)量方面受到較

2、嚴(yán)重的影響。因此，為了進(jìn)一步改善高速光纖通信系統(tǒng)的誤碼率性能及對(duì)信道非線性和色散效應(yīng)的容忍性，需要與優(yōu)良的信道編碼技術(shù)相結(jié)合。
　　低密度奇偶校驗(yàn)（LDPC）碼作為一種前向糾錯(cuò)（FEC）技術(shù)，雖然具有優(yōu)異的性能，但是其實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度較高。針對(duì)這一問(wèn)題，本文主要利用置換多項(xiàng)式的方法對(duì)多元LDPC（NB-LDPC）碼進(jìn)行構(gòu)造，并通過(guò)仿真證明該方案能有效地提升CO-OFDM系統(tǒng)及Nyquist-WDM系統(tǒng)對(duì)色散效應(yīng)及非線性效應(yīng)的容忍性，改善

3、系統(tǒng)的傳輸性能。
　　本文研究的主要內(nèi)容為：
　　（1）采用基于置換多項(xiàng)式的原理構(gòu)造準(zhǔn)循環(huán) NB-LDPC碼并將其應(yīng)用于基于偏分復(fù)用的CO-OFDM（PDM-CO-OFDM）系統(tǒng)中，基于仿真軟件得出系統(tǒng)的星座圖、誤碼率（BER）曲線圖、平均迭代次數(shù)圖及頻譜圖。與傳統(tǒng)NB-LDPC碼相比，基于改進(jìn)型NB-LDPC編碼的系統(tǒng)其誤碼性能改善了0.65dB，頻譜效率提高了2.16bit/s/Hz，且在抑制信道色散能力和實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度方面

4、也得到了改善。
　　（2）利用改進(jìn)型NB-LDPC碼輔助載波算法對(duì)PDM-CO-OFDM系統(tǒng)在不同調(diào)制方式下進(jìn)行載波同步，通過(guò)軟件仿真對(duì)系統(tǒng)的同步范圍、均方誤差及誤碼率性能進(jìn)行了研究。由研究結(jié)果可知，該算法在較低信噪比（SNR）的情況下可以同時(shí)滿足對(duì)PDM-CO-OFDM系統(tǒng)進(jìn)行載波同步的估計(jì)范圍和估計(jì)精度的要求且能有效改善其誤碼性能。
　?。?）利用改進(jìn)后的NB-LDPC碼對(duì)28.8Tb/s Nyquist-WDM PM-