100G相干光纤通信系统中载波相位恢复算法研究

介绍了100Gbit/s相干光传输系统接收机结构,分析并讨论载波恢复模块中估计相位噪声的两种常用算法,综合考虑相干光传输系统对激光器线宽要求和硬件实现复杂度情况下,在QPSK分割相位估计算法基础上提出一种新的相位噪声估计结构,并对该算法进行了仿真分析和比较。

空间相干光通信中基于DSP的多普勒频移补偿技术

目前通常采用光锁相环(optical phase-locked loop,OPLL)完成空间相干光通信中的相位同步。针对光锁相环性能受空间通信终端间多普勒频移影响的不足,采用基于数字信号处理(digital singnal procesor,DSP)的开环方法补偿多普勒频移,并将开环补偿方法应用于一种递推解调系统中,根据前一时刻的数据信息进行后一时刻的数据解调。仿真结果表明:采用基于DSP的开环补偿方法可以补偿多普勒频移,使空间相干光通信系统不使用光锁相环,且性能接近多普勒频移被完全补偿的理想状态。

光通信系统中交织型级联码性能的研究

对光通信系统中单级型级联码和交织型级联码的纠错性能进行理论研究与仿真分析后表明:交织型级联码的纠错性能与单级型级联码基本相当,与经典的RS(255,239)码型相比,其净编码增益(NCG)大得多,纠错性能有很大的提升;交织型级联码的冗余度比单级型级联码要低得多,并且还具有比单级型级联码更强的纠突发差错能力。因而交织型级联码更适合光通信系统的实际应用要求。

光通信系统中一种新颖LDPC码构造方法的研究

基于SCG(4,k)码的构造方法提出了一种改进的新颖低密度奇偶校验(LDPC)码构造方法,该方法比改进前的SCG(4,k)码构造方法在硬件实现方面具有节省存储空间和降低计算复杂度的优点。采用该方法构造了冗余度为5.42%的LDPC(5929,5624)码,仿真分析表明,该码型比已广泛用于光通信系统中的经典RS(255,239)码具有更好的纠错性能与较低的译码复杂度。

光通信中一种基于有限域循环子群的QC-LDPC码构造方法

基于有限域循环子群方法提出了一种结构简单,可以灵活选择码长、码率,并且编译码复杂度低的准循环低密度奇偶校验(QC-LDPC)码构造方法。利用此方法构造出适合光通信系统传输的规则QC-LDPC(5334,4955)码。仿真结果表明该码型利用和积迭代译码算法在加性高斯白噪声信道中取得了很好的性能,比已广泛应用于光通信中的经典RS(255,239)码具有更好的纠错性能。因此所构造的QC-LDPC(5334,4955)码能较好地适用于高速长距离光通信系统。

光通信系统中一种新颖的级联码型

基于级联码对光通信系统中级联码特性和ITU-T G.975.1中两种超强前向纠错(SFEC)码型进行分析和研究后,提出了一种新颖的RS(255,239)+BCH(1023,963)级联码型。仿真表明,该码型与ITU-T G.975.1中RS(255,239)+CSOC(k0/n0=6/7,J=8)码相比较,具有更低的冗余度和更好的纠错性能,并且在经过三次迭代且误码率(BER)为10-12时其净编码增益(NCG)比ITU-T G.975.1中RS(255,239)+CSOC(k0/n0=6/7,J=8)码和BCH(3860,3824)+BCH(2040,1930)码要分别大0.60dB和0.57dB。因而,它更适用于超长距离、超大容量和超高速的光通信系统中,并可以作为SFEC码的一种候选码型。

一种光通信中基于LDPC码的新颖级联码

基于SCG(4,k)码的构造方法对SCG-LDPC码进行优化改进,构造一种适用于光通信系统的新颖LDPC(3969,3720)码,通过增大其码长,构造码率为95.1%的新颖SCG-LDPC(6561,6240)码,使其码率更符合光通信系统的高码率要求。并用SCG-LDPC(6561,6240)码与码率为94.5%的BCH(127,120)码进行级联,构造出一种新颖的BCH(127,120)+LDPC(6561,6240)级联码。仿真分析表明:在误码率为10-7时,新构造的BCH(127,120)+LDPC(6561,6240)级联码的净编码增益比已广泛应用于光通信系统的经典RS(255,239)码和SCG-LDPC(6561,6240)码分别提高了2.27dB和0.49dB。因而该级联码更适合于光通信系统。

光通信系统中前向纠错(FEC)码型的理论分析

对适用于光通信系统中前向纠错(FEC)码型的构造原则、应用选择及纠错性能等方面进行了理论分析,提出了光通信系统中FEC码型的主要构造原则。对光通信系统中带内FEC码型与带外FEC码型的纠错性能进行了仿真分析与比较分析。分析表明,带内FEC码型与带外FEC码型的纠错性能都有限,因而有必要研究具有更强纠错性能的超强FEC码型,以便适应光通信系统日益发展的要求。

光通信系统中信道模型与FEC码型构造的分析

对光通信系统中光发射机产生的噪声、光纤中的噪声、放大器的放大的自发辐射(ASE)噪声和光接收机噪声等噪声进行了分析与探讨。用中心极限定理将其中一些噪声综合化归成高斯噪声,再利用随机过程知识将光通信系统信道中的噪声简化为高斯噪声,从而建立了光通信系统的信道模型,即加性高斯白噪声信道模型,基于此信道模型对光通信系统中误码率进行了理论分析。并基于这些分析以及对光通信系统中前向纠错(FEC)码型的分析,提出了光通信系统中FEC码型的主要构造方法。

光通信系统中基于有限域的LDPC码的构造(英文)

基于有限域中域特征提出一种新型LDPC码的构造法.所构造LDPC码的校验矩阵由基于有限域循环置换矩阵的阵列组成,可以有效地降低编译码复杂度.针对光通信的特点,构造出适合于光传输系统的且具有高码率和高编码增益的码字.仿真结果表明:本文构造的码率为93.7%的LDPC(3780,3542)码与其它几种构造法构造出的具有相同码率的码字相比具有更高的编码增益,更适合应用于光通信系统中.

空间相干光通信外差效率及天线像差的影响

空间相干光通信中接收天线像差会使光外差效率下降。对本振光为高斯分布,信号光为爱里斑分布的光外差效率进行了研究,给出了无像差时外差效率的解析表达式。当焦平面上爱里斑半径与本振高斯光束光腰半径之比为1.71时,有最大外差效率81.45%。然后以本振光为理想的高斯光束,信号光受像差的影响,研究了倾斜、离焦、球差、彗差、像散等像差引起的光外差效率损失,给出了存在像差时外差效率的一维积分表达式。研究表明即使在采用离焦校正后,一个波长的球差引起的附加外差效率损失仍可达0.9dB。因此对于爱里斑位于光轴上的接收天线,在设计时需仔细处理球差的影响。

光通信系统中基于BIBD对QC-LDPC码的研究

基于平衡不完全区组设计(BIBD),深入分析与研究了准循环低密度奇偶校验(QC-LDPC)码的一种新颖构造方法,并通过该构造方法构造了3种同码率不同码长的QC-LDPC码,通过对这3种QC-LDPC码的仿真分析表明,同码率下,码长越长性能越好。同时在BER=10-6时码率均为93.7%的情况下,所构造的BIBD-QC-LDPC(5392,5056)码的净编码增益(NCG)比已广泛应用于光通信系统中的经典RS(255,239)码和ITU-T G.975.1中的LDPC(32640,30592)码分别提高了约2.13dB和1.41dB。因而其纠错性能更强,更适用于高速长距离光通信系统。该新颖构造方法简单灵活且编译码更容易实现。

光通信系统中LDPC码的构造及其编译码算法分析

针对低密度奇偶校验(LDPC)码的相关理论和LDPC码自身特性以及光通信系统具有低噪声、高信噪比的传输特点进行分析后,提出了光通信系统中LDPC码型的构造方法,这为光通信系统中LDPC码型的构造和仿真分析奠定了基础。并对光通信系统中LDPC码的编译码算法进行了深入分析与研究,得到一些有利于降低其编译码算法复杂度的重要结论,这有助于降低其编译码器的设计与实现复杂度。

光通信中基于SCG(4,k)码的一类改进LDPC码构造方法

针对SCG(4,k)码构造方法的分析与研究,提出一种适用于光通信系统中改进的新颖低密度奇偶校验(LDPC)码构造方法。该方法在保留SCG(4,k)构造方法的基础上,采用类似于准循环的构造形式,使生成的码字不受短环干扰,并具有良好的围长特性;并且与改进前的SCG(4,k)码相比,该构造方法具有硬件实现方面节省存储空间和降低计算复杂度等优点。采用该方法构造了码率为93.7%的LDPC(3969,3720)码。仿真结果表明:这种码的净编码增益(NCG)比广泛用于光通信系统中的经典RS(255,239)码提高了1.99dB。

PPM与LDPC光通信系统中脉冲展宽效应补偿办法

在空间光通信系统中,每个入射光脉冲都会发生脉冲展宽效应,导致时隙似然比计算时出现信息丢失,系统性能下降。文章基于PPM(脉冲相位调制)与LDPC(低密度奇偶校验码)迭代解调系统,研究了用时隙似然比加权的办法来补偿脉冲展宽带来的影响。针对服从指数分布与高斯分布两种情况的脉冲展宽,分别采用指数似然比补偿和高斯似然比补偿两种方法进行似然比计算。仿真结果表明,脉冲展宽服从标准差为0.46的高斯分布时,采用似然比补偿的方法可以使误码率性能提高1.3dB。在一定抖动范围内,高斯补偿和指数补偿具有很好的互换性。

光通信中一种基于有限域的QC-LDPC码构造方法分析

针对光通信系统日益发展的需要,提出了一种的基于有限域准循环低密度奇偶校验(QC-LDPC)码的构造方法。该构造方法简单易行,可以有效避免四环的出现,具有良好的围长特性,同时能够自由地选择码长码率。仿真分析表明:通过该构造方法所构造的码率为93.7%的QC-LDPC(3780,3540)码的纠错性能优于利用随机构造方法所构造的SCG-LDPC(3969,3720)码和已广泛用于ITU-T G.975中的RS(255,239)码和ITU-T G.975.1中的LDPC(32640,30592)码,因而其更适合于光通信系统。

像差对星间激光通信系统高精度对准的影响

为了减小ATP系统的像差对对准的影响,达到提高系统的对准精度的目的,文中以星间ATP系统中的高精度对准平台为基础,分析了激光器处于轴外发射状态时需要考虑的两个位置偏移量(离轴参量h/s和偏移参量ra),提出激光器的位置状态会对像差有着一定的影响。并通过数值仿真,分别分析了在存在激光器位置偏移量时各种像差对对准精度的影响情况。结果表明激光器发射的状态明显影响着像差对对准的影响程度,适当调节激光器发射状态有利于减小像差对对准精度的影响,进而提高对准精度。

星地激光通信中多光束发射的最优发送

在多光束发射系统中,发送天线获得信道状态信息能够提高信道增益,有效克服大气湍流对星地激光通信的影响,提高系统的误码率性能。文章提出一种基于信道互易理论让发送天线获得信道状态信息的方法,然后根据信道状态信息,对发送光束进行最优选择,提高发射功率的利用率,改善信噪比,降低误码率。仿真结果表明,在发送端对发送天线进行最优选择,能够降低星地激光通信的误码率,提高通信系统的性能。

光通信中基于分组Turbo码的一种改进Chase译码算法

为了适应光通信发展的要求,依据分组Turbo码(BTC)传统Chase译码算法的分析,提出了一种基于不对等可靠位数的改进新译码算法。使用该算法在每次迭代时将产生一个可靠度参数对外部信息进行修正,从而提高BTC的译码性能。仿真结果表明:在误码率(BER)为10-5且迭代4次的情况下,新BTC译码算法与传统Chase译码算法相比,其净编码增益(NCG)提高了0.9dB,并且在最差情况下给系统增加的译码复杂度都不大。

光通信中基于伽罗华域的QC-LDPC码构造方法

为了满足光通信系统对纠错码高码率、低误码率的要求,基于伽罗华域中域的特征提出了一种结构简单、易于编码并且可以有效避免四环的QC-LDPC(准循环低密度奇偶校验)码的新构造方法。并运用该方法构造了适用于光通信系统的FCQC-LDPC(基于域特征的QC-LDPC)(3969,3729)码。仿真结果表明,在误码率=10-7时,所构造的码率为0.937的FC-QCLDPC(3969,3729)码的NCG(净编码增益)比QC-LDPC(4288,4020)码提高了约0.15dB,比Linshu-QC-LDPC(3780,3542)码和经典的RS(255,239)码的NCG分别提高了约0.35和2.1dB。此外,所构造的码的性能与Mackay码的性能相当。因而其纠错性能更强,更适用于高速长距离光通信系统。