本文選題：相干光正交頻分復(fù)用(CO-OFDM)系統(tǒng) + 準(zhǔn)循環(huán)LDPC(QC-LDPC)碼�。� 參考：《吉林大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：隨著信息的普及與科技的發(fā)展,人們對云計(jì)算、高清視頻等大數(shù)據(jù)的需求越來越大,對網(wǎng)絡(luò)寬帶的需求也不斷增加,同樣對光纖通信的要求也日趨嚴(yán)格。采用“超級信道”技術(shù)的相干光正交頻分復(fù)用(Coherent Optical-Orthogonal Frequency Division Multiplexing,CO-OFDM)系統(tǒng)可以在小幅度犧牲傳輸距離的條件下提高頻譜利用率,滿足日益增長的“超大容量”與“長距離”等光通信要求,成為光通信系統(tǒng)中最具潛力的技術(shù)之一。同樣隨著5G技術(shù)的深入研究,超快下載速率、零時延、零丟包的高標(biāo)準(zhǔn)成為學(xué)者們?yōu)閷?shí)現(xiàn)“萬物互聯(lián)”的基本要求。為了滿足高速通信的可靠性,相應(yīng)的通信標(biāo)準(zhǔn)正在逐步確立。2016年由國際移動通信標(biāo)準(zhǔn)化組織第三代合作伙伴計(jì)劃(3rd Generation Partnership Project,3GPP)的第87次會議上確立了以低密度奇偶校驗(yàn)(Low Density Parity Check,LDPC)碼作為數(shù)據(jù)信道中長碼的編碼方案,使其成為信道編碼技術(shù)領(lǐng)域的關(guān)鍵研究方向。LDPC碼主要分為隨機(jī)碼和結(jié)構(gòu)化碼�；诮Y(jié)構(gòu)化LDPC碼擁有更低的錯誤平臺和編碼復(fù)雜度,便于系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)短距離下更長的LDPC碼。準(zhǔn)循環(huán)LDPC(Quasi-Cyclic LDPC,QC-LDPC)碼是一種非常有代表性的結(jié)構(gòu)化LDPC碼,其準(zhǔn)循環(huán)性便于編碼與實(shí)現(xiàn),大大提高了通信可靠性。本文基于QC-LDPC碼的CO-OFDM系統(tǒng)編碼算法進(jìn)行研究,主要工作如下:1.首先,通過分析QC-LDPC碼的編碼規(guī)則和方法充分掌握QC-LDPC碼的基本原理。擁有良好構(gòu)造的LDPC碼擁有接近于香農(nóng)極限的優(yōu)秀性能,必能讓系統(tǒng)的可靠性得到質(zhì)的飛躍。研究過程中發(fā)現(xiàn)可反轉(zhuǎn)子集LDPC(Invertible Subset LDPC,IS-LDPC)碼因其特殊的碼構(gòu)造擁有與IEEE 802.16e標(biāo)準(zhǔn)中QC-LDPC碼一樣優(yōu)秀的可靠性,并以此為基礎(chǔ)將IS-LDPC碼的概念應(yīng)用于準(zhǔn)循環(huán)結(jié)構(gòu)中得到IS-QC-LDPC碼。2.一個性能良好的LDPC碼的校驗(yàn)矩陣必須保證其對二分圖中擁有最大圍長和最少短環(huán)數(shù)量。為了優(yōu)化IS-QC-LDPC碼,減小碼之間的相關(guān)性,在設(shè)計(jì)校驗(yàn)矩陣時通過更新基校驗(yàn)矩陣偏移量以減小短環(huán)數(shù)量并增大圍長。本文提出改進(jìn)的QC-LDPC(OIS-QC-LDPC)碼不僅融合了IEEE 802.16e中QC-LDPC碼中校驗(yàn)矩陣的準(zhǔn)雙對角線特性,而且保持了IS-LDPC碼結(jié)構(gòu)的可反轉(zhuǎn)特性。OIS-QC-LDPC碼的校驗(yàn)矩陣構(gòu)造方法分為三步:(1)通過考慮變量節(jié)點(diǎn)和校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)的度分布,使用漸進(jìn)邊長擴(kuò)展(Progress Edge Growth,PEG)算法得到基校驗(yàn)矩陣。本文采用IEEE802.16e中QC-LDPC碼的校驗(yàn)矩陣的度分布。(2)更新基校驗(yàn)矩陣中各循環(huán)矩陣的偏移量。根據(jù)更新基校驗(yàn)矩陣偏移量將得到的偏移量應(yīng)用到已構(gòu)造的基校驗(yàn)矩陣中,同時保持可反轉(zhuǎn)子集結(jié)構(gòu)的特性。(3)將基校驗(yàn)矩陣經(jīng)循環(huán)矩陣擴(kuò)展得到校驗(yàn)矩陣。最后給出了改進(jìn)的QC-LDPC碼校驗(yàn)矩陣構(gòu)造算法。3.通過分析光纖通信的相關(guān)技術(shù)和OFDM基本原理充分掌握CO-OFDM系統(tǒng)的基本原理。將OIS-QC-LDPC碼應(yīng)用在CO-OFDM系統(tǒng)中。通過仿真表明,本文提出的基于OIS-QC-LDPC碼擁有較IS-QC-LDPC碼和IEEE 802.16e標(biāo)準(zhǔn)下的QC-LDPC碼更可靠的通信性能。仿真分析可知,OIS-QC-LDPC碼在不同碼長、調(diào)制方式和距離下較其他兩種碼均表現(xiàn)出良好的可靠性。(1)同條件下采用QPSK調(diào)制,碼長n(28)30720,當(dāng)誤碼率為210-時,OIS-QC-LDPC碼較IS-QC-LDPC提升約0.7d B的OSNR,較IEEE 802.16e中QC-LDPC碼提升約1d B的OSNR。隨著曲線速率的變化,這種差距會越來越大。(2)同條件下采用16QAM調(diào)制,碼長n(28)30720,當(dāng)誤碼率為210-時,OIS-QC-LDPC碼較IS-QC-LDPC提升遠(yuǎn)超過1.5d B的OSNR,較IEEE 802.16e中QC-LDPC碼提升更多。(3)以誤碼率為37 10-?為例,OIS-QC-LDPC碼可傳輸?shù)木嚯x為70km,而其他兩種碼的傳輸條件僅為長度40km。降低誤碼率的同時,本文還驗(yàn)證該算法短環(huán)數(shù)的減少。碼長n(28)30720和n(28)15360時,改進(jìn)算法較原算法去除了長為4和6的環(huán),使圍長達(dá)到了8,并在一定程度上較小了8環(huán)的數(shù)量。
[Abstract]:In order to satisfy the reliability of high - speed communication , we have established a coding scheme with low density parity check ( LDPC ) code as the long code in the data channel , which is one of the most potential technologies in the field of channel coding . The results show that OIS - QC - LDPC codes are more reliable than IS - QC - LDPC codes in different code lengths , modulation modes and distances .
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TN911.22;TN929.1

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本文編號：1898468