光傳輸系統(tǒng)中LDPC碼碼型的研究.pdf

1、隨著光通信的快速發(fā)展，人們對(duì)光傳輸系統(tǒng)性能的要求日益增強(qiáng)，因此具有更強(qiáng)糾錯(cuò)能力的前向糾錯(cuò)(Forward Error Correction，F(xiàn)EC)碼型在光傳輸系統(tǒng)中顯得尤為重要。低密度奇偶校驗(yàn)碼（Low Density Parity Check，LDPC）作為FEC技術(shù)的典型代表，具有高的糾錯(cuò)碼能力、低的編譯碼復(fù)雜度等特點(diǎn)，是目前最逼近香農(nóng)極限（Shannon Limit）的一類(lèi)優(yōu)質(zhì)碼型，因而成為信道編碼技術(shù)的研究熱點(diǎn)。對(duì)于信道編碼技

2、術(shù)而言，要求構(gòu)造的LDPC碼碼型在特定誤碼率時(shí)所獲得的凈編碼增益盡可能的大，而決定LDPC碼糾錯(cuò)性能的關(guān)鍵在于其校驗(yàn)矩陣的構(gòu)造。因此本文針對(duì)如何構(gòu)造高性能LDPC碼的校驗(yàn)矩陣展開(kāi)了研究，并在此基礎(chǔ)上構(gòu)造出了相應(yīng)的LDPC碼碼型。本文完成的主要工作如下:
　　 (1)對(duì)光傳輸系統(tǒng)的信道模型進(jìn)行分析，確定了適合本文研究的信道模型;對(duì)LDPC碼的理論進(jìn)行了詳細(xì)的分析，尤其是其碼型構(gòu)造的相關(guān)理論，確定了本文的構(gòu)造方法;設(shè)置相關(guān)的性能仿真

3、參數(shù)，運(yùn)用MATLAB軟件對(duì)構(gòu)造的碼型進(jìn)行糾錯(cuò)性能的仿真。
　　 (2)在對(duì)LDPC碼隨機(jī)構(gòu)造法分析的基礎(chǔ)之上，本文重點(diǎn)研究了SCG（Systematically Constructed Gallager）構(gòu)造法，并對(duì)該方法的不足進(jìn)行改進(jìn)，提出新的校驗(yàn)矩陣的構(gòu)造方法。在針對(duì)光傳輸系統(tǒng)高碼率要求的情況下，本文構(gòu)造出了碼率為93.7％的新穎LDPC(3969，3720)碼。通過(guò)與ITU-T G709和ITU-TG975.1通信標(biāo)準(zhǔn)中

4、的RS(255，239)碼和LDPC(32640，30592)碼的糾錯(cuò)性能對(duì)比分析，本文構(gòu)造的新穎LDPC碼的糾錯(cuò)性能明顯要優(yōu)于上述通信標(biāo)準(zhǔn)中的兩種碼型。在誤碼率為10-7時(shí)，本文構(gòu)造的新穎LDPC(3969，3720)碼的凈編碼增益(NetCodmgGain，NCG)距Shannon Limit約1.25dB，比通信標(biāo)準(zhǔn)中的RS(255，239)碼和LDPC(32640，30592)碼的NCG分別提高了約1.99dB和1.14dB。<

5、br>　　 (3)對(duì)LDPC碼構(gòu)造方法進(jìn)行進(jìn)一步研究，將隨機(jī)構(gòu)造法與結(jié)構(gòu)構(gòu)造法相結(jié)合，構(gòu)造出新穎的SCG-LDPC（Systematically Constructed Gallager Low DensityParity Check）碼。另外通過(guò)增大碼率使其進(jìn)一步符合光傳輸系統(tǒng)的要求。由于受到一些因素的影響，LDPC碼的糾錯(cuò)性能在一定的信噪比時(shí)會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤平層(ErrorFloor)。為了消除這一現(xiàn)象，本文引入了級(jí)聯(lián)碼方案來(lái)解決這一問(wèn)

6、題，最終構(gòu)造出新穎LDPC碼級(jí)聯(lián)碼BCH(127，120)+LDPC(6561，6240)碼，該碼的碼率為95.1％。在MATLAB軟件中，設(shè)置相應(yīng)的仿真參數(shù)，將本文構(gòu)造的新穎LDPC碼級(jí)聯(lián)碼與ITU-T G.709和ITU-T G975.1通信標(biāo)準(zhǔn)中的RS(255，239)碼和LDPC(32640，30592)碼進(jìn)行糾錯(cuò)性能的對(duì)比分析。糾錯(cuò)性能仿真曲線表明:本文構(gòu)造的新穎BCH(127，120)+LDPC(6561，6240)碼的糾錯(cuò)