DWDM系统中的前向纠错级联码

本文通过对DWDM光通信系统的发展趋势和级联码的理论进行分析后,对DWDM系统中现有的前向纠错(FEC)编码技术提出了内外型、并行型和连续型的三种级联码改进方案.通过理论分析与仿真结果表明:内外型级联码冗余度过大,并行型级联码的译码实现过于复杂,而连续型级联码是一种纠错性能优良,冗余度适中、易于实现的码型,更适用于高速DWDM系统.     

光传输系统中一种新颖交织型级联码方案的仿真分析

进行光传输系统发展趋势和级联码理论分析与探讨之后,基于传统级联码方案,提出一种适用于光传输系统的新颖交织型级联码方案。通过仿真分析表明:相对于传统级联码方案而言,由该新颖的交织型级联码方案所构造的级联码是一种纠错性能优良、冗余度适中、易于实现的码型。因而,这种改进的新颖交织型级联码方案更适用于光传输系统的实际应用要求。     

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。     

光通信系统级联码的仿真研究

随着光通信技术向更长距离、更大容量和更高速度的进一步发展,有必要深入研究性能更好的FEC码型方案。在光通信应用的众多FEC码型中,级联码具有短码的复杂度和长码的性能,具有极强的纠突发和纠随机错误的能力,是光通信系统中高效编码的主要研究对象。文中主要对RS-BCH型级联码进行了理论分析及建模仿真,与一般循环码相比该级联码纠错性能优良、冗余度适中、易于实现,更适用于高速光通信系统。     

光通信系统中前向纠错码的一种改进方案

对现有的前向纠错(FEC)编码技术提议了一种基于交织连续型级联码的改进方案.仿真结果分析表明:具有交织的连续型级联码RS(255,239) RS(255,239)和RS(255,239) RS(255,223)是两种纠错性能优良、冗余度适中、易于实现的码型,在误码率为10-12时,它们的净编码增益(NCG)比RS(255,239)码分别大2dB～3dB,因而它们更适用于高速长距离光通信系统.最后,探讨了该新型级联码的帧结构安排,为其硬件的设计打下了一个坚实的基础.     

基于级联交织码的水下LED光通信误码性能分析

为了提升系统误比特率,减小基线漂移以及海水信道的吸收散射等特性对光信号产生的影响,采用了基于水下发光二极管(LED)光通信系统的低密度奇偶校验码(LDPC)-里所(RS)级联交织码方案,在模拟水下LED光通信实验系统的情况下,分析码字方案中RS码、LDPC码以及交织参量对系统误比特率性能的影响,得到了级联交织码方案的优化参量,并进行了实验模拟验证。结果表明,优化后的级联交织码系统与未编码系统、RS码系统、LDPC码系统相比分别可获得3.8dB,2dB,1.2dB的增益,可有效提高系统的误比特率性能。该研究为提高水下无线光通信系统的可靠性提供了参考。     

基于深空通信的级联码译码器实现

利用现场可编程门阵列（FPGA,Field Programmable Gate Array）实现了一种基于深空通信的级联码结构。该级联码包括内码和外码,内码是基于全并行的软判决Viterbi译码器结构,用来纠正随机错误,结合帧同步技术完成解交织,然后进行外码里德-所罗门码（RS codes,Reed-solomon codes）译码,纠正突发错误,实现级联码译码。通过实际硬件测试,在满足系统误码率要求的前提下,使用该级联码译码器能够降低发射功率或减少天线尺寸,对降低系统成本及提高系统性能具有非常重要的作用。     

基于无线光通信的增强型FEC研究

根据无线光通信信道的特点,提出了一种改进的EFEC(Enhanced FEC)级联码构造结构--外码+外交织器+内码+内交织器.在这种改进的结构下,研究了RS级联码在无线光通信信道中的纠错性能,以及交织器在级联码中对纠错性能的影响.得到了一种适合于无线光通信信道的高编码增益的级联码方案--RS(255,239)+外交织器+RS(31,21)+内交织器,编码增益改善了2～16dB.     

Turbo码在3G中的应用

1993年,一种全新的十分强大的信道编码方案Turbo码由 Claude Berrou提出。它是在综合过去几十年来级联码、乘积码、最大后验概率译码与迭代译码等理论基础上的一种创新。Turbo码的基本原理是通过编码器的巧妙构造,即多个子码通过交织器进行并行或串行级联（PCC/SCC）,然后以类似内燃机引擎废气反复利用的机理进行迭代译码,从而获得卓越的纠错性能,     

π旋转LDPC码在MB-OFDM超宽带系统中的性能分析

π旋转LDPC码克服了以往LDPC码编码复杂度高的缺点,具有码率变化灵活,长码构造简单,无需求出生成矩阵,节约储存空间等优点。为了提高超宽带(UWB)系统的传输可靠性,利用π旋转LDPC码设计了一种不采用交织的多带正交频分复用(MB-OFDM)超宽带的实现方案,并通过仿真计算分析了π旋转LDPC码与并行级联卷积码的性能差异。     

Forward error correction concatenated code in DWDM systems

The three concatenated coding schemes of the inner-outer type, the parallel type and the consecutive type to improve the current forward error correction (FEC)coding technologies are proposed for dense wavelengthdivision multiplexing (DWDM) systems, after introducing the development trend of DWDM optical communication systems. The concatenated code is theoretically analyzed.The theoretical analyses and simulation results show that inner-outer concatenated code has a greater redundancy and the decoding of parallel concatenated code is too complex. However, consecutive concatenated code is superior coding scheme with advantages such as better error correction performance, moderate redundancy and easy implementation, therefore it could be better used in high-speed and long-haul DWDM systems.     

Comparative analysis on the performance of two concatenated codes for high-speed long-haul optical communication systems

After the development trend of high-speed long-haul optical communication systems and the theory of the concatenated code are analyzed,the comparative researches on the performances of the two concatenated codes of the inner-outer type and the improved interleaving type are performed in detail.The theoretical analyses and simulation results show that the inner-outer type concatenated code has the greater redundancy,and the improved interleaving type concatenated code is a superior concatenated code with the advantages of the better error correction performance,moderate redundancy and easy implementation.As a result,the improved interleaving type concatenated code can be better used in high-speed long-haul optical communication systems.     

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。     

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.     

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。     

高速光通信中的级联码设计与VLSI实现

本文设计了应用于光通信系统的RS(255,239)+BCH(2184,2040)级联码编解码电路。级联码系统中,RS码与BCH码速度的不匹配是影响性能的最大瓶颈,本文采用并行度为8的并行BCH编解码器来实现与RS码速度的匹配。推导了BCH编码器并行化方法,并利用子项共享的方法来减少子项的扇出,使每个子项的最大扇出数不超过10。利用并行伴随式计算和并行钱氏搜索来提高BCH译码器的吞吐量,同时充分利用截短码的特性使钱氏搜索时间减少了46%。级联码的编解码器已用TSMC 0.18-μmCMOS标准单元库方法实现,后仿真结果表明,在312.5MHz的时钟下,级联码能够正常工作,能实现2.5Gb/s的数据吞吐量。建立了基于Xilinx FPGA的测试验证平台,测试结果表明电路功能正确、工作正常。     

Improved FEC Code Based on Concatenated Code for Optical Transmission Systems

The improved three novel schemes of the super forward error correction(super-FEC) concatenated codes are proposed after the development trend of long-haul optical transmission systems and the defects of the existing FEC codes have been analyzed. The performance simulation of the Reed-Solomon(RS)+Bose-Chaudhuri-Hocguenghem(BCH) inner-outer serial concatenated code is implemented and the conceptions of encoding/decoding the parallel-concatenated code are presented. Furthermore, the simulation results for the RS(255,239)+RS(255,239) code and the RS(255,239)+RS(255,223) code show that the two consecutive concatenated codes are a superior coding scheme with such advantages as the better error correction, moderate redundancy and easy realization compared to the classic RS(255,239) code and other codes, and their signal to noise ratio gains are respectively 2～3dB more than that of the RS(255,239)code at the bit error rate of 1×10 -13 . Finally, the frame structure of the novel consecutive concatenated code is arranged to lay a firm foundation in designing its hardware.