高速光通信系統(tǒng)中NB-QC-LDPC碼的研究.pdf

1、為了研究非二進(jìn)制準(zhǔn)循環(huán)低密度奇偶校驗(yàn)(NB-QC-LDPC)碼在高速光傳輸系統(tǒng)中的性能，本文在伽羅華域上構(gòu)造了NB-QC-LDPC碼。將NB-QC-LDPC碼應(yīng)用于高速光傳輸系統(tǒng)有望增加系統(tǒng)的有效傳輸距離以及前向糾錯(cuò)碼(FEC)的性能。并且NB-QC-LDPC碼提供了一定的殘余色散和非線性相位噪聲容限，因此，NB-QC-LDPC碼可以在不增加系統(tǒng)復(fù)雜度的前提下改善光纖信道的色散及非線性性能。由于文中的NB-QC-LDPC碼是在GF(4)

2、上所構(gòu)造的，所以這種碼適用于QPSK等高階調(diào)制模式。將這種NB-QC-LDPC碼應(yīng)用于QPSK中有三大好處：取消了多級(jí)調(diào)制編碼器；去掉了二進(jìn)制與非二進(jìn)制的轉(zhuǎn)換接口；可以直接映射，省掉了編（譯）碼與映射間的數(shù)據(jù)傳輸。
　　本文從具有規(guī)律性結(jié)構(gòu)的二進(jìn)制準(zhǔn)循環(huán)低密度奇偶校驗(yàn)(QC-LDPC)碼開始研究。在此基礎(chǔ)上研究并討論了幾種NB-QC-LDPC校驗(yàn)矩陣的構(gòu)造算法:隨機(jī)分配算法，優(yōu)化硬件結(jié)構(gòu)算法，優(yōu)化性能算法。通過研究這三種算法發(fā)現(xiàn)其

3、各有優(yōu)勢(shì)，可針對(duì)不同的設(shè)計(jì)目的來(lái)選取。并且在此還提出了一種改進(jìn)的高斯消元法，這種高斯消元法可針對(duì)滿秩或非滿秩的校驗(yàn)矩陣進(jìn)行運(yùn)算來(lái)構(gòu)造相應(yīng)的生成矩陣。研究了針對(duì)該碼的譯碼算法，首先從傳統(tǒng)的SPA開始，進(jìn)而研究了LSPA和LFSPA這兩種譯碼算法，LFSPA是復(fù)雜度經(jīng)過大幅削減的改進(jìn)譯碼算法。但是，在對(duì)LFSPA的研究過程中，發(fā)現(xiàn)LFSPA在針對(duì)大信噪比的信號(hào)進(jìn)行譯碼時(shí)會(huì)出現(xiàn)溢出現(xiàn)象，極大地影響了LFSPA在大信噪比情況下的譯碼性能。本文中

4、提出了通過截?cái)嘟扑惴▉?lái)解決這種在大信噪比時(shí)的數(shù)據(jù)溢出現(xiàn)象，并且對(duì)LFSPA的譯碼性能有了不小的改善。最后通過蒙特卡羅仿真發(fā)現(xiàn)文中所構(gòu)造的碼長(zhǎng)為500，碼率為0.8的NB-QC-LDPC碼(500，0.8)在誤碼率為10-8處可以提供約5.3dB的編碼增益;而NB-QC-LDPC碼(5055，0.8)在誤碼率為10-8處可提供的編碼增益更高達(dá)約8dB。并且文中還研究分析了所構(gòu)造的NB-QC-LDPC碼在光纖信道中的色散及非線性容限，發(fā)現(xiàn)