高速光通信系统中NB-QC-LDPC码的研究.pdf

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1、劣拿未交硕士学位．论文高速光通信系统中NB．QC．LDPC码的研究PerformanceAnalysisofNB-·QC--LDPCcodeforHigh--SpeedOpticalCommunicationSystems作者：林智强导师：张建勇北京交通大学2012年12月学位论文版权使用授权书lIllfMllllllllllllllllllllllllllfllllllllllY2429145本学位论文作者完全了解北京交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权北京交通大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，提供阅览服务，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅

2、和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。(保密的学位论文在解密后适用本授权说明)学位论文作者签名：林行3琶签字日期：驯2年／2-,目砰日导师签名：多次建勇签字日期：加胆年13-月码七中图分类号：UDC：学校代码：10004密级：公开北京交通大学硕士学位论文高速光通信系统中NB．QC．LDPC码的研究PerformanceAnalysisofNB--OC-·LDPCcodeforHigh-·SpeedOpticalCommunicationSystems作者姓名：林智强导师姓名：张建勇学号：08120077职称：副教授学位类别：工学硕士学位级别：硕士学科专业：电磁场与微波技

3、术研究方向：信道编码北京交通大学2012年12月致谢本论文的工作是在我的导师张建勇教授的悉心指导下完成的，张建勇教授严谨的治学态度和科学的工作方法给了我极大的帮助和影响。在此衷心感谢两年多来张建勇老师对我的关心和指导。张建勇教授悉心指导我们完成了实验室的科研工作，在学习上和生活上都给予了我很大的关心和帮助，在此向张建勇老师表示衷心的谢意。张建勇教授对于我的科研工作和论文都提出了许多的宝贵意见，在此表示衷心的感谢。在实验室工作及撰写论文期间，钱本增、尚玉美等同学对我论文中的编译码研究工作给予了热情帮助，在此向他们表达我的感激之情。另外也感谢家人和朋友，他们的理解和支持使我能够在学校专心完成我的

4、学、Ik。j匕京交通太堂亟±堂僮论塞生塞擅要中文摘要摘要：为了研究非二进制准循环低密度奇偶校验(NB．Qc．LDPC)码在高速光传输系统中的性能，本文在伽罗华域上构造了NB．QC．LDPC码。将NB．QC．LDPC码应用于高速光传输系统有望增加系统的有效传输距离以及前向纠错码(FEC)的性能。并且NB．QC．LDPC码提供了一定的残余色散和非线性相位噪声容限，因此，NB．QC．LDPC码可以在不增加系统复杂度的前提下改善光纤信道的色散及非线性性能。由于文中的NB．QC．LDPC码是在GF(4)上所构造的，所以这种码适用于QPSK等高阶调制模式。将这种NB．QC．LDPC码应用于QPSK中有三

5、大好处：(1)取消了多级调制编码器；(2)去掉了二进制与非二进制的转换接口；(3)可以直接映射，省掉了编(译)码与映射间的数据传输。文中从具有规律性结构的二进制准循环低密度奇偶校验(QC．LDPC)码开始研究。在此基础上研究并讨论了几种NB．QC．LDPC校验矩阵的构造算法：随机分配算法，优化硬件结构算法，优化性能算法。通过研究这三种算法发现其各有优势，可针对不同的设计目的来选取。并且在此还提出了一种改进的高斯消元法，这种高斯消元法可针对满秩或非满秩的校验矩阵进行运算来构造相应的生成矩阵。本文进一步研究了针对该码的译码算法，首先从传统的SPA开始，进而研究了LSPA和LFSPA这两种译码算法

6、，LFSPA是复杂度经过大幅削减的改进译码算法。但是，在对LFSPA的研究过程中，发现LFSPA在针对大信噪比的信号进行译码时会出现溢出现象，极大地影响了LFSPA在大信噪比情况下的译码性能。本文中提出了通过截断近似算法来解决这种在大信噪比时的数据溢出现象，并且对LFSPA的译码性能有了不小的改善。本文最后通过蒙特卡罗仿真发现文中所构造的码长为500，码率为0．8的NB．QC．LDPC码(500，O．8)在误码率为10-8处可以提供约5．3dB的编码增益；而NB．QC．LDPC码(5055，0．8)在误码率为10_8处可提供的编码增益更高达约8dB。并且文中还研究分析了所构造的NB．QC．L

7、DPC码在光纤信道中的色散及非线性容限，发现NB．QC．LDPC码在不增加系统复杂度的情况下能够容忍一定的残余色散及非线性相位噪声。关键词：准循环低密度奇偶校验码；非二进制准循环低密度奇偶校验码；和积译码算法；对数傅里叶和积译码算法；光传输系统分类号：TN253北立世态堂亟±堂焦论塞△旦曼IR△￡!ABSTRACTABSTRACT：Inordertosearchtheperformanceofthenonbi