高速PDM-16QAM相干光系統(tǒng)中LDPC差分聯(lián)合迭代譯碼技術(shù)研究.pdf

1、相干光通信由于其接收靈敏度高、可以傳輸多種調(diào)制格式信號(hào)等優(yōu)點(diǎn)在高速長(zhǎng)距離光通信的研究中備受關(guān)注。但是由于相干光通信在進(jìn)行相干檢測(cè)時(shí)可能會(huì)使得接收信號(hào)相位存在π/2、π或3π/2的相位模糊，導(dǎo)致接收端不能正確的恢復(fù)出原始發(fā)送信號(hào)。相位模糊問題可在信號(hào)調(diào)制之前采用差分編碼技術(shù)來(lái)解決。但是由于差分編碼屬于有記憶調(diào)制，容易造成信號(hào)誤碼擴(kuò)散，因此需要用信道編碼方式進(jìn)行補(bǔ)償。本文主要針對(duì)相干光通信系統(tǒng)中的相位模糊問題，提出將LDPC差分聯(lián)合迭代譯碼

2、技術(shù)應(yīng)用于高速PDM-16QAM相干光系統(tǒng)中，在低冗余度的情況下，通過(guò)利用LDPC譯碼器和差分譯碼器之間進(jìn)行外信息交換來(lái)補(bǔ)償相位模糊所帶來(lái)的系統(tǒng)誤碼損耗，并進(jìn)一步降低系統(tǒng)對(duì)OSNR的需求。具體研究成果如下:
　　1、提出了一種新的改進(jìn)的16QAM軟解調(diào)算法，并通過(guò)數(shù)學(xué)分析和推導(dǎo)得到16QAM的SISO差分譯碼算法。首先對(duì)16QAM差分編碼調(diào)制技術(shù)的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了理論分析，然后對(duì)傳統(tǒng)的兩種軟解調(diào)算法進(jìn)行詳細(xì)介紹。由于傳統(tǒng)Log-MAP和

3、Max-Log-MAP軟解調(diào)算法的計(jì)算復(fù)雜度過(guò)高，因此，針對(duì)16QAM差分編碼調(diào)制技術(shù)中獨(dú)特的16QAM調(diào)制方式提出了一種改進(jìn)的Log-MAP軟解調(diào)算法，大幅度降低了計(jì)算復(fù)雜度，而且系統(tǒng)性能只有極小的損耗。最后以卷積碼譯碼算法為基礎(chǔ)推導(dǎo)得到16QAM的SISO差分譯碼算法。
　　2、針對(duì)相干檢測(cè)帶來(lái)的相位模糊問題，提出并研究了基于LDPC差分聯(lián)合迭代譯碼技術(shù)的高速長(zhǎng)距離PDM-16QAM相干光通信系統(tǒng)。首先給出了LDPC差分聯(lián)合迭

4、代譯碼模型結(jié)構(gòu)，并分別介紹了各模塊功能，然后對(duì)整個(gè)迭代譯碼的過(guò)程進(jìn)行了介紹，并搭建了基于LDPC差分聯(lián)合迭代譯碼技術(shù)的高速PDM-16QAM相干光仿真系統(tǒng)，對(duì)其進(jìn)行了全面的仿真。仿真結(jié)果表明，LDPC差分聯(lián)合迭代譯碼技術(shù)通過(guò)LDPC譯碼器和差分譯碼器之間的迭代譯碼，能夠在解決相位模糊問題的同時(shí)，在不增加系統(tǒng)額外的冗余度的前提下，補(bǔ)償由差分編碼造成的OSNR代價(jià)，并進(jìn)一步改善系統(tǒng)誤碼性能，降低高速長(zhǎng)距離相干光通信系統(tǒng)對(duì)OSNR的需求，是一