光传输系统中LDPC码的新颖随机构造方法

分析光传输系统的传输特性与规则LDPC码的随机构造方法之后,提出LDPC码的一种新颖随机构造方法。基于该构造方法构造了一种新颖的码率为93.7%、冗余度为6.69%的规则SCG-LDPC(3969,3720)码,该规则LDPC码在将来的硬件实现中可相对地节省硬件存储空间和减少计算量。仿真分析表明:该新颖的SCG-LDPC(3969,3720)码在BER为10-8时,与同码率同冗余度的ITU-T G.975建议中RS(255,239)码和ITU-T G.975.1建议中LDPC(32640,30592)码相比,其净编码增益(NCG)和距离Shannon限都分别改善了约1.92dB和0.97dB。因而该规则LDPC码的纠错性能更为优越,更适用于光传输系统。     

A novel concatenated code based on the improved SCG-LDPC code for optical transmission systems

Based on the optimization and improvement for the construction method of systematically constructed Gallager (SCG) (4, k) code, a novel SCG low density parity check (SCG-LDPC)(3969, 3720) code to be suitable for optical transmission systems is constructed. The novel SCG-LDPC (6561,6240) code with code rate of 95.1% is constructed by increasing the length of SCG-LDPC (3969,3720) code, and in a way, the code rate of LDPC codes can better meet the high requirements of optical transmission systems. And then the novel concatenated code is constructed by concatenating SCG-LDPC(6561,6240) code and BCH(127,120) code with code rate of 94.5%. The simulation results and analyses show that the net coding gain (NCG) of BCH(127,120)+SCG-LDPC(6561,6240) concatenated code is respectively 2.28 dB and 0.48 dB more than those of the classic RS(255,239) code and SCG-LDPC(6561,6240) code at the bit error rate (BER) of 10 -7 .     

光通信中基于有限域加群的一种QC-LDPC码

针对光通信系统传输特性要求的日益提高,基于有限域GF(q)加群提出了一种构造简单且适合光通信系统的新颖准循环低密度奇偶校验(QC-LDPC)码构造方法,该构造方法可灵活的调整码长、码率且其编译码复杂度低。用此方法构造了适用于光通信系统的规则QC-LDPC(4599,4307)码。仿真结果表明,在BER=10-7时且码率均为93.7%的情况下,所构造的QC-LDPC(4599,4307)码的净编码器增益(NCG)比已广泛应用于光通信系统中的经典RS(255,239)码提高了约2.2dB,比用SCG构造方法构造的SCG-LDPC(3969,3720)码和非规则的QC-LDPC(3843,3603)码的NCG分别提高了约0.47dB和0.25dB,距离香农限约1dB。因而其纠错性能更强,更适用于高速长距离光通信系统。     

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。     

基于DTMB中LDPC码与BCH码的乘积码构造

中国地面数字电视传输(DTMB)标准中的级联码能够有效降低低密度奇偶校验(Low-Density Parity-Check,LDPC)码的误码平层以获得极低的误比特率。基于DTMB标准中LDPC码与BCH码提出了一种性能优越的乘积码构造方案。构造的乘积码不仅性能优于级联码而且编译码复杂度与级联码相当,代价是较大的译码延时与较大的存储量。仿真结果表明,在码率相同且误比特率为1×10-7时,与级联码相比,构造的码长最长的乘积码可获得约0.12 dB的编码增益。     

高速光通信的前向纠错技术研究

根据高速光通信系统对于OSNR(光信噪比)的要求,提出了一种基于非规则LDPC(低密度单奇偶校验)长码的Super-FEC(超级前向纠错)方案。Super-FEC方案采用以不同进制的BCH(博斯-查德胡里-霍昆格姆)码为外码,LDPC码为内码的级联方式。针对系统不同的码率需求,分别设计了不同的级联构造形式。仿真结果表明,这些Super-FEC方案的净编码增益为6.18～7.63dB,高于传统方案。     

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.     

光通信系统中基于LDPC码的SFEC码型研究

基于光通信系统中低密度奇偶校验(LDPC)码型的构造原则和构造方法,构造了适用于光通信系统中冗余度为6.69%的新颖LDPC(3969,3720)和冗余度为4.56%的新颖LDPC(8281,7920)码。仿真分析表明:在10-12的误码率(BER)时,这两种新颖码型在迭代18次后的净编码增益(NCG)分别比ITU-TG.975中RS(255,236)码的NCG大1.63dB和1.49dB,并且LDPC码的译码可在硬件上并行实现;这两种新颖码型的译码速度相当快,与ITU-TG.975.1中级联码型相比,这两种LDPC码的实现复杂度要低得多,可在将来的硬件实现中节省存储空间和减少计算量。因而,所构造的这两种新颖LDPC码型都可作为超验前向纠错(SFEC)码的候选码型。     

一种高速长距离光通信系统中QC-LDPC码的构造方法

提出了一种新的准循环低密度奇偶校验(QC-LDPC)码的构造方法,给出了用该方法构造无环四QC-LDPC码的充分条件。并针对光通信系统的传输特点,用此方法构造了适用于高速长距离光通信系统的QC-LDPC(4 221,3 956)码。仿真结果分析表明:在码率为93.7%、误码率BER为10-6时,与广泛用于光通信系统中的经典RS(255,239)码相比,其净编码增益(NCG)提高了约1.8dB;比SCG-LDPC(3 969,3 720)码的NCG提高了约0.2dB,距离香农极限约1.4dB,且远低于PEG-LDPC(4 221,3 956)码的错误平层,这正满足光通信系统中低错误平层的要求。     

光通信系统中一种新颖的随机交织型级联码方案

基于LDPC码,提出一种新颖的随机交织型级联码(RICC,random interleaved concatenatedcode)方案。在编码阶段,根据LDPC码中不同度数的变量节点采用不同纠错能力的BCH外码,分别进行保护的思想进行集分割编码;在译码阶段,采用硬判决辅助软判决的联合迭代译码。不同于传统的单极型和交织型级联方式,它是一种根据LDPC码变量节点(VN)度数来决定交织深度,因而交织方式是随机的。仿真结果分析表明,在误比特率(BER)为10-8时,四集合分割的RICC-4P的净编码增益(NCG)比无分割的单级型级联码提高了0.15dB,比ITU-T G.709和G.975.1标准中的RS(255,239)、RS(255,239)+CSOC(n/k=7/6,J=8)级联码和开销为25%的正交级联BCH码的NCG分别提高了3.0、1.5和0.4dB,其纠错性能的提升得益于采用集分割保护和硬判决辅助软判决的联合迭代译码。     

Construction of a new regular LDPC code for optical transmission systems

A novel construction method of the check matrix for the regular low density parity check （LDPC） code is proposed. The novel regular systematically constructed Gallager （SCG）-LDPC（3969,3720） code with the code rate of 93.7% and the redundancy of 6.69% is constructed. The simulation results show that the net coding gain （NCG） and the distance from the Shannon limit of the novel SCG-LDPC（3969,3720） code can respectively be improved by about 1.93 dB and 0.98 dB at the bit error rate （BER） of 10^-8, compared with those of the classic RS（255,239） code in ITU-T G.975 recommendation and the LDPC（32640,30592） code in ITU-T G.975.1 recommendation with the same code rate of 93.7% and the same redundancy of 6.69%. Therefore, the proposed novel regular SCG-LDPC（3969,3720） code has excellent performance, and is more suitable for high-speed long-haul optical transmission systems.     

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1.99 dB.     

A novel QC-LDPC code based on the finite field multiplicative group for optical communications

A novel construction method of quasi-cyclic low-density parity-check(QC-LDPC) code is proposed based on the finite field multiplicative group,which has easier construction,more flexible code-length code-rate adjustment and lower encoding/decoding complexity.Moreover,a regular QC-LDPC(5334,4962) code is constructed.The simulation results show that the constructed QC-LDPC(5334,4962) code can gain better error correction performance under the condition of the additive white Gaussian noise(AWGN) channel with iterative decoding sum-product algorithm(SPA).At the bit error rate(BER) of 10-6,the net coding gain(NCG) of the constructed QC-LDPC(5334,4962) code is 1.8 dB,0.9 dB and 0.2 dB more than that of the classic RS(255,239) code in ITU-T G.975,the LDPC(32640,30592) code in ITU-T G.975.1 and the SCG-LDPC(3969,3720) code constructed by the random method,respectively.So it is more suitable for optical communication systems.     

同类2FSK混合信号中微弱信号提取方法研究

针对光传输系统的特点与要求, 基于有限域提出了一种新颖的扩展非规则重复累积准循环低密度奇偶校验码(eIRA-QC-LDPC)构造方法, 该构造方法可根据实际需要灵活地调整码长码率, 利用此方法构造了一种码率为0.937的novel-eIRA-QC-LDPC(4599,4307)码。仿真结果表明: 在误码率(BER)为10-7且码率均为0.937的情况下, 该novel-eIRA-QC-LDPC(4599,4307)码比ITU-T G.975中RS(255,239)码和ITU-T G.975.1中LDPC(32640,30592)码的净编码增益(NCG)分别改善了约2.13和1.33dB, 比用SCG构造方法构造的SCG-eIRA-LDPC(3717,3481)码和基于阵列码构造方法构造的Array-eIRA-QC-LDPC(4560,4275)码的净编码增益分别提高了约0.24和0.41dB, 距离香农限约1.07dB。因而该构造方法所构造的eIRA-QC-LDPC码具有更好的纠错性能, 更适合高速长距离的光传输系统。     

Study on New Concatenated Code in WDM Optical Transmission Systems

A new concatenated code of RS（255,239）＋BCH（2 040,1 930） code to he suitable for WDM optical transmission systems is proposed. The simulation resuhs show that this new concatenated code. compared with the RS（255,239）4-CSOC（k0/n0=6/7, J= 8） code in ITU-TG. 75.1, has a lower redundancy and better error-correction performance, furthermore, its net coding gain（NCG） is respectively 0. 46 dB, 0.43 dB morethanthatofRS（255,239）＋CSOC（k0/n0= 6/7, J= 8） code and BCH（3860,3824）＋BCH （2 040,1 930） code in ITU TG. 75. 1 at the third iteration for the bit error rate（BER） of 10^-12. Therefore, the new super forward error correction（Super-FEC） concatenated code can be better used in ultra long-haul, ultra large-capacity and ultra high-speed WDM optical communication systems.