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.     

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。     

一种适用于高速无源光网络的前向纠错码

分析了无源光网络(PON)系统对前向纠错(FEC)的要求,并对现有FEC码型的纠错性能、冗余度和实现复杂度进行了分析比较,提出了一种适用于无源光网络的RS(255,239) BCH(1108,1020)级联码方案.仿真结果表明该码在编码增益、冗余度等方面具有较大的优势,且硬件实现简单,可作为下一代高速无源光网络中前向纠错码的候选码型.     

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。     

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.     

光纤通信中级联码的码型

论述了光纤通信中级联码的码型选择,从净电编码增益、编码效率、相对色散代价以及实现的复杂程度等方面讨论了几种级联码,并认为RS(255,239)-BCH(2184,2040,12)级联方案在编码效率、色散代价以及实现的复杂程度方面具有较大的优越性。     

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.     

光通信系统中级联码性能分析

通过对光通信系统的发展趋势和级联码的理论进行分析后,对光通信系统中传统级联码、并行型级联码和交织型级联码三种级联码的性能进行了深入研究。通过理论分析与仿真结果表明:传统级联码冗余度过大,并行型级联码的译码实现过于复杂,而交织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。     

光通信系统中一种新颖LDPC码构造方法的研究

基于SCG（4,k）码的构造方法提出了一种改进的新颖低密度奇偶校验（LDPC）码构造方法,该方法比改进前的SCG（4,k）码构造方法在硬件实现方面具有节省存储空间和降低计算复杂度的优点。采用该方法构造了冗余度为5.42%的LDPC（5929,5624）码,仿真分析表明,该码型比已广泛用于光通信系统中的经典RS（255,239）码具有更好的纠错性能与较低的译码复杂度。     

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。     

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。     

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。     

前向纠错技术在100Gb/s系统中的研究

通过对软判决、低密度奇偶校验码(LDPC)编码进行了研究,构造了更高编码增益的LDPC与里德-索罗门码(RS)级联码.仿真结果表明,RS和软判决LDPC级联的编码方式,能够在RS(255,239)的基础之上提高4.5dB的编码增益.     

光通信系统中基于伽罗华域乘群的QC-LDPC码的一种新颖构造方法

基于Galois域GF(q)乘群,提出了一种构造简单且编码容易实现的新颖准循环低密度奇偶校验(QC-LDPC)码构造方法,可灵活地调整码长、码率,且编译码复杂度低。用本文方法构造了适用于光通信系统的非规则QC-LDPC(3843,3603)码,仿真表明,与已广泛用于光通信系统中的经典RS(255,239)码相比,用本文方法构造的码具有更好的纠错性能,且其性能优于用SCG方法构造的LDPC码和规则的QC-LDPC(4221,3956)码,适合用于高速长距离光通信系统。     

一种光通信系统中基于16-QAM的LDPC编码调制方案

设计了一种适用于16-QAM( quadrature amplitude modulation)系统的LDPC(low density parity check)级联编码调制方案。方案采 用了 本文所设计的一种低复杂度的软解调与二进制LDPC结合的算法,降低译码复杂度并增加方 案的实用性;同时方案 兼容当前OUT-4帧的级联码结构,这样可以利用级联码巧妙有效地解决LDPC码的错误平层问 题。仿真结果表明,本文 提出的LDPC级联编码调制方案,在误码率(BER)为10－8时,较G.709标准中的RS(255,9)的NCG(net code gain) 提高了2.8dB;同时,较ITU-T G.975.1标准 中两种码率相近的RS(255,9)+CSOC(n/k=7/6,J=8) 级联码和正交级联BCH码,在BER为10 －8时, 本文方案的NCG分别提高了1.3dB和0.2dB,且冗余度较两种方 案都低。此外,本文方案实现了3.28bits/symbol的SE (spectra l efficiency)。在BER为10－8时 ,本文方案较频谱效率低 于它的4-QAM、8-QAM以及8-QAM-RS(255,9)分别有着3.5、6.4和2dB的增益 。比较标准中建议的FEC(forward error correction)方案,本文提出的方案在NCG和SE两方面性能上都有所提升。     

光通信中一种基于有限域循环子群的QC-LDPC码构造方法

基于有限域循环子群方法提出了一种结构简单,可以灵活选择码长、码率,并且编译码复杂度低的准循环低密度奇偶校验(QC-LDPC)码构造方法。利用此方法构造出适合光通信系统传输的规则QC-LDPC(5334,4955)码。仿真结果表明该码型利用和积迭代译码算法在加性高斯白噪声信道中取得了很好的性能,比已广泛应用于光通信中的经典RS(255,239)码具有更好的纠错性能。因此所构造的QC-LDPC(5334,4955)码能较好地适用于高速长距离光通信系统。     

光通信系统中一种新颖FEC码的仿真分析

基于分组Turbo码（BTC）提出光通信系统中一种新颖前向纠错（FEC）码型,即RS（63,60）×RS（63,60）码。仿真表明,在误码率为10-12时,迭代8次的该BTC与ITU-T G.975.1中迭代3次的RS（255,239）＋CSOC（k0/n0=6/7,J=8）相比,其净编码增益要相应增加0.34dB。分析表明该BTC具有分量码短、编/译码速度快的特点,不仅减小了软/硬件实现的复杂度,而且减小了编/译码带来的时延。因而该新BTC能较好地适用于光通信系统。     

光通信中基于伽罗华域的QC-LDPC码构造方法

为了满足光通信系统对纠错码高码率、低误码率的要求,基于伽罗华域中域的特征提出了一种结构简单、易于编码并且可以有效避免四环的 QC-LDPC(准循环低密度奇偶校验)码的新构造方法。并运用该方法构造了适用于光通信系统的 FC-QC-LDPC(基于域特征的 QC-LDPC)(3969,3729)码。仿真结果表明,在误码率=10-7时,所构造的码率为0.937的 FC-QC-LDPC(3969,3729)码的 NCG (净编码增益)比 QC-LDPC(4288,4020)码提高了约0.15 dB,比 Linshu-QC-LDPC(3780,3542)码和经典的 RS(255,239)码的 NCG分别提高了约0.35和2.1 dB。此外,所构造的码的性能与 Mackay码的性能相当。因而其纠错性能更强,更适用于高速长距离光通信系统。     

一种基于修饰技术的改进QC-LDPC码构造方法

基于修饰技术提出了一种改进的准循环低密度奇偶校验(QC-LDPC)码的构造方法.该方法构造的QC-LDPC码具有较低的编码复杂度,其校验矩阵围长至少为6,避免了四环的出现,具有良好的围长特性.仿真分析表明:通过该构造方法构造的码率为93.7％的QC-LDPC(3969,3717)码在降低其编码复杂度的情况下,拥有与其对应的未应用修饰技术的QC-LDPC(3969,3719)码相媲美的纠错性能;并且在相同条件下,QC-LDPC(3969,3717)码的纠错性能要好于利用随机构造方法构造的PEG-LDPC (3969,3720)码,以及ITU-T G.975中已广泛用于光通信系统中的RS(255,239)码和LDPC(32640,30592)码,更适合于光通信系统.