高速光纖通信系統(tǒng)中的LDPC信道編碼技術研究.pdf

1、隨著云計算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)時代的到來，人們對數(shù)據(jù)流量井噴式增長的需求無疑對作為信息通信網(wǎng)絡基礎的光纖通信提出了更高的要求。在高速傳輸鏈路中，相干光正交頻分復用（CO-OFDM）技術及奈奎斯特波分復用（Nyquist-WDM）技術的應用一方面使系統(tǒng)在傳輸容量和頻譜效率等方面得到了較大幅度地提升，另一方面，當單信道速率從100Gb/s逐漸向1Tb/s演進時，光纖鏈路中的偏振模色散（PMD）及非線性效應將會使系統(tǒng)在傳輸距離與傳輸質(zhì)量方面受到較

2、嚴重的影響。因此，為了進一步改善高速光纖通信系統(tǒng)的誤碼率性能及對信道非線性和色散效應的容忍性，需要與優(yōu)良的信道編碼技術相結(jié)合。
　　低密度奇偶校驗（LDPC）碼作為一種前向糾錯（FEC）技術，雖然具有優(yōu)異的性能，但是其實現(xiàn)復雜度較高。針對這一問題，本文主要利用置換多項式的方法對多元LDPC（NB-LDPC）碼進行構(gòu)造，并通過仿真證明該方案能有效地提升CO-OFDM系統(tǒng)及Nyquist-WDM系統(tǒng)對色散效應及非線性效應的容忍性，改善

3、系統(tǒng)的傳輸性能。
　　本文研究的主要內(nèi)容為：
　?。?）采用基于置換多項式的原理構(gòu)造準循環(huán) NB-LDPC碼并將其應用于基于偏分復用的CO-OFDM（PDM-CO-OFDM）系統(tǒng)中，基于仿真軟件得出系統(tǒng)的星座圖、誤碼率（BER）曲線圖、平均迭代次數(shù)圖及頻譜圖。與傳統(tǒng)NB-LDPC碼相比，基于改進型NB-LDPC編碼的系統(tǒng)其誤碼性能改善了0.65dB，頻譜效率提高了2.16bit/s/Hz，且在抑制信道色散能力和實現(xiàn)復雜度方面

4、也得到了改善。
　?。?）利用改進型NB-LDPC碼輔助載波算法對PDM-CO-OFDM系統(tǒng)在不同調(diào)制方式下進行載波同步，通過軟件仿真對系統(tǒng)的同步范圍、均方誤差及誤碼率性能進行了研究。由研究結(jié)果可知，該算法在較低信噪比（SNR）的情況下可以同時滿足對PDM-CO-OFDM系統(tǒng)進行載波同步的估計范圍和估計精度的要求且能有效改善其誤碼性能。
　　（3）利用改進后的NB-LDPC碼對28.8Tb/s Nyquist-WDM PM-