基于無線光通信的增強(qiáng)型FEC研究.pdf

1、相對(duì)現(xiàn)有的微波通信技術(shù),無線光通信技術(shù)有著自身的優(yōu)勢——成本低廉、無需頻率申請(qǐng)、信息容量大、設(shè)備尺寸小、保密性好等。但是,以大氣為傳輸媒質(zhì)的無線光通信也有其缺點(diǎn),特別是大氣衰減和大氣湍流對(duì)激光信號(hào)的吸收與散射、隨機(jī)干擾等嚴(yán)重地阻礙了無線光通信的發(fā)展。從大氣衰減和大氣湍流對(duì)無線光通信的激光信號(hào)影響研究結(jié)果表明,大氣衰減對(duì)激光信號(hào)所帶來的噪聲主要引發(fā)隨機(jī)錯(cuò)誤,其錯(cuò)誤均勻的發(fā)生在激光信號(hào)的所有碼字當(dāng)中;而大氣湍流對(duì)激光信號(hào)所帶來的噪聲主要引發(fā)

2、突發(fā)錯(cuò)誤,其錯(cuò)誤集中的發(fā)生在激光信號(hào)某一個(gè)位置的一連串碼字上。因此在針對(duì)無線光通信信道的特殊性,必須選擇一個(gè)合適的糾錯(cuò)能力強(qiáng)的前向糾錯(cuò)(Forward Error CorrecTiO2,FEC)技術(shù)方案。
　　 本文從無線光通信信道的特殊性出發(fā),設(shè)計(jì)了一種適合于無線光通信的EFEC(Enhanced FEC,增強(qiáng)型FEC)結(jié)構(gòu)——外碼(RS)+交織器+內(nèi)碼(RS)+交織器。其中,交織器的關(guān)鍵性作用就是對(duì)信息碼字中的碼元符號(hào)打亂重

3、排,目的在于將突發(fā)錯(cuò)誤均勻的分配到不同的碼字當(dāng)中。在該EFEC結(jié)構(gòu)下,對(duì)不同的RS級(jí)聯(lián)碼——RS+卷積碼、RS+BCH級(jí)聯(lián)碼以及RS+RS級(jí)聯(lián)碼做了詳細(xì)的仿真研究和性能分析。仿真結(jié)果表明,在相同碼率下,RS+RS級(jí)聯(lián)碼具有更高的編碼增益。在此基礎(chǔ)上針對(duì)無線光通信的缺點(diǎn)提出了一種有效的具體解決方案——RS(255,239)+RS(31,21)級(jí)聯(lián)碼,并對(duì)該方案中的交織器在級(jí)聯(lián)碼中不同位置對(duì)糾錯(cuò)性能的影響進(jìn)行了仿真分析。從仿真結(jié)果可以看出,

4、交織器的采用和選擇交織器合適的位置大大提高了RS+RS級(jí)聯(lián)碼的編碼增益。
　　 另外,本文也設(shè)計(jì)了一套應(yīng)用于無線光通信的EFEC系統(tǒng),包括FPGA處理模塊、光收發(fā)模塊等,其中FEC部分采用RS(255,239)+Conv(2,1,9)級(jí)聯(lián)碼方案。對(duì)于一個(gè)無線光通信系統(tǒng)來說,如果要達(dá)到一個(gè)較好的性能,其接收模塊是至關(guān)重要的。因此本文也設(shè)計(jì)了一個(gè)改進(jìn)的光接收模塊,相比之下,其接收靈敏度改善了近2.5船。最后對(duì)整個(gè)EFEC系統(tǒng)進(jìn)行了性