一种用于头盔式水下无线光通信的卷积码研究

为了提高头盔式水下无线光通信系统的可靠性,设计了一种新的（3,1,1）卷积码。介绍了水下光通信模型及其对编码的要求,计算了未编码系统在水下高斯白噪声信道下的误比特率。给出了此卷积码的具体的编译码方法,推导了编码后系统误比特率计算公式。在不同系统参数、水质和传输距离的情况下,对未编码系统和编码系统分别进行了仿真。仿真结果表明:编码能够改善系统的误码性能;系统参数越大,编码改善系统性能的能力越强;水体衰减系数或传输距离越大,编码改善系统性能的能力越弱。     

基于数字信号处理的高灵敏度水下光通信发收机设计与评估

根据水下可见光通信长距离传输的需求,对水下光通信信道进行建模仿真,并设计了一种基于数字信号处理的高灵敏度水下光通信发收机。在发收机中采用现场可编程逻辑门阵列（FPGA）进行开关键控（OOK）调制、编码以及有限长单位冲激响应滤波器滤波（FIR）、自适应门限判决、滑动均值滤波等数字信号处理手段提高系统信噪比及误码性能,并在不同水质环境中进行水下光通信实验,对整体通信系统进行误码率分析,验证系统性能。实验结果表明,在满足误码率等于10^-6条件下,接收机灵敏度可以达到-38 dBm。实验证明该通信系统在码速率5 Mbps、误码率10^-6条件下在Ⅰ类水质中传输距离达到20 m,Ⅱ类水质中传输距离10 m,Ⅲ类水质中传输距离可以达到4.5 m。     

基于FPGA的移动通信中卷积码编码器设计

卷积码是一种性能优良的差错控制编码。介绍了卷积码编码原理,基于FPGA利用VHDL硬件描述语言实现了一个（2,1,9）卷积码编码器。给出了仿真结果,并在FPGA器件上验证实现。仿真及测试结果表明,达到了预期的设计要求,并用于实际项目中。     

卷积码Viterbi译码的FPGA实现

本文根据卷积码编码的方式,和Viterbi译码算法,认真分析了Viterbi译码算法各部分的功能、特点。采用硬件描述语言VerilogHDL,编写了（2,1,7）卷积码的编译码程序,进行了Viterbi译码器的FPGA设计。     

基于FPGA的卷积码译码器设计

针对目前卷积码译码器占用资源较多,最高工作频率较低的缺点,设计了基于FPGA的（2,1,8）卷积码译码器。该译码器采用硬判决维特比译码算法。为有效提高译码器的工作频率,采用寄存器存储路径度量和幸存路径。通过分析译码启动过程中状态转移图上各个状态与其前一状态的关系,找到了硬件实现该过程的一种简单方法。通过分析译码过程中各个状态路径度量值之间的差值的变化规律,找到了采用硬判决维特比译码算法时,存储各个状态路径度量值的寄存器的最小位宽。在Quartus2集成开发平台上用Verilog HDL语言编写了译码器的源代码,并进行了编译、综合、仿真。结果表明所设计的卷积码译码器工作频率高,且输出时延小,占用资源较少。具有一定的实用价值。     

基于FPGA的卷积码的编/译码器实现

首先阐述了（2,1,2）卷积码的原理和维特比（Viterbi）译码的实现过程,并对编码器、Viterbi译码器进行了现场可编程门阵列（FPGA）设计和实现。仿真表明了设计模块的正确性,而且能够满足速度和精度的要求。其次对最大自由距离的非恶性卷积码在高斯白噪声（AWGN）信道下的误码率性能进行分析,通过Matlab仿真表明卷积码具有很强的纠错能力,当卷积码的约束长度增大时,其误码率逐渐降低。结果表明所设计的卷积码译码器输出时延小,占用资源较少。具有一定的实用价值。     

卷积码的Matlab仿真及其性能研究

信道编码是数字通信系统中的重要组成部分,他是保证信号可靠传输的一种重要方式。卷积码以其优越的性能被广泛使用在数字通信系统中。(2,1,7)卷积编码已经是国际卫星通信的标准。介绍了卷积码的特点以及卷积码的编码、译码原理,主要讨论了卷积码的Viterbi译码及其算法,最后通过Matlab仿真,对卷积码的性能进行了理论分析和实验仿真。     

基于MATLAB对卷积码的性能分析

本文对比了在加性高斯白噪声（AWGN）信道下经BPSK调制后的数据不编码与添加卷积编码后接收到的信道输出的误码性能,并通过对比对卷积码性能进行分析。采用MATLAB自编函数对[2,1,8]卷积码以及维特比译码进行仿真,且对其性能进行分析。由于卷积码有性能floor,编码增益随信噪比降低而体现不明显。仿真结果表明：当信噪比等于-1dB时,一个序列通过加性高斯白噪声信道后接收到的信道输出误比特率大于10-1,且该序列运用[2,1,8]卷积码编码,维特比译码（硬判决）后所得的序列误比特率升高。当信噪比为2dB时,一个序列通过加性高斯白噪声信道后接收到的信道输出误比特率约为4＊10-2,且该序列运用[2,1,8]卷积码编码,维特比译码后所得的序列误比特率小于10-3,误码率远低于不编码时的误码率。因此卷积码适用于信道输出误码率比较低时候。     

散射相函数对水下无线光通信系统检测性能的影响

为了验证海洋光学界采用的散射相函数在水下无线光通信(UWOC)系统关键性能指标仿真中的准确性,基于Monte Carlo方法,通过仿真研究了5种近似相函数在3种典型水质中对UWOC系统接收机误比特率(BER)的影响,以期获得不同水质条件下适合于UWOC系统信道仿真和系统性能检测的相函数模型.研究结果表明:Sahu-Shanmugam (SS)和Fournier-Forland(FF)相函数对BER仿真的影响最小;Henyey-Greenstein (HG)和Two-Term Henyey-Greenstein(TTHG)相函数对BER仿真影响则和水质有关;而Haltrin相函数的BER仿真偏差最大.     

基于极化码的无线光通信副载波误码性能分析

提出了一种基于极化码的无线光信道副载波调制方法,给出了极化编译码的具体算法过程,并将其应用于无线光通信系统。在不同大气湍流强度下,对系统的差错性能进行了仿真分析,其重对基于极化码的二相相移键控和四相相移键控两种调制方法的误码率进行了对比,结果表明,采用极化码的副载波二相相移键控调制系统的性能优于四相相移键控系统。最后,实验比较分析了极化编码前后副载波调制系统的误比特率,结果表明,在无线光通信大气湍流信道模型下,采用副载波极化码编码调制技术可使误码率性能改善一个量级。     

Multiple-shift code acquisition of optical orthogonal codes in optical CDMA systems

In this paper, we introduce a new and advanced algorithm, namely, multiple-shift algorithm for code acquisition in optical code-division multiple access (CDMA) systems using unipolar optical orthogonal codes (OOCs) as signature sequences. We analyze the performance of the newly proposed algorithm and obtain a bound on its performance and show its advantage in reducing the mean time of synchronization when compared with other synchronization methods. The algorithm can be used with many different receiver structures, like active or passive correlator with or without hardlimiter(s). However, in this paper, we only consider the simple active correlator structure for further discussions and analysis.     

On efficient code acquisition of optical orthogonal codes in optical CDMA systems

This letter presents an efficient method for optical code division multiple access (OCDMA) code acquisition based on unipolar optical orthogonal codes. We propose a two-dwell acquisition procedure and provide closed form expressions to analyze the system?s error probabilities. Our results match the Multiple Shift (MS) algorithm, recently introduced in the literature, and show that our procedure can achieve the same system performance with a lower computational complexity.     

水下无线光通信系统中可变增益放大器的实现

为了减小水下无线光通信系统中接收信号的动态范围,采用可变增益放大器,论述了基于数字模拟转换器和数字电位器实现可控增益的两种方法,并对基于数字电位器实现的方法进行了仿真实验.结果表明,该方法能有效压缩信号的动态范围,并使其趋于稳定.     

一种适用于光通信系统中的QC-LDPC码的构造

为了满足快速发展的光通信系统不断扩大的需求 ,基于有限域的两个不同本原元提出了一种准循环低密度奇偶校 验(Quasi-Cyclic Low-Density Parity-Check,QC-LDPC)码的构造方法,构造的基矩阵 中不含4环,译码时纠错性能良好。将两 个本原元组合,通过调整基矩阵结构,使构造的码字最小距离增大,从而提升码字的纠错性 能。仿真结果表明:在相同 的仿真环境下,当误比特率(Bit Error Rate,BER)为10－6时 ,构造的码率为93.7%的QC-LDPC(3780540)码的净编码增益(Net Coding Gain,NCG)比同样是利用有限域本原元(Primitive Elements,PE)构造的PE-QC-L DPC(3780540)码,提高了0.38dB;同 时,与适用于光通信中利用有限域中两个不同子群(Sub-Groups,SG)构造的SG-QC-LDPC( 3780540)码和已广泛应用于光通 信的ITU-T G.975.1标准中的LDPC(32 640,30592)码相比,净编码增益 分别有0.2dB和0.72dB的提升。     

Generalized low-density parity-check codes for optical communication systems

This paper is concerned with investigating the performance of regular and irregular, randomlike and structured generalized low-density parity-check (GLDPC) codes for long-haul transmission. The proposed GLDPC codes outperform currently known turbo and low-density parity-check (LDPC) coding schemes with comparable parameters utilized in optical communication systems. For a GLDPC coding scheme with 23.6% redundancy, the largest so far reported coding gain of at least 11dB (at 40 Gb/s) is demonstrated.     

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。     

Iteratively decodable codes from orthogonal arrays for optical communication systems

A novel family of low-density parity-check codes is proposed based on orthogonal arrays. Codes from this family have high code rate, girth of at least six, large minimum distance, and significantly outperform the error correction schemes based on turbo product codes proposed for optical communication systems.     

MacNeish-Mann theorem based iteratively decodable codes for optical communication systems

A novel family of low-density parity-check codes is proposed based on MacNeish-Mann theorem for construction of mutually orthogonal Latin squares. Codes from this family have high code rate, girth at least six, large minimum distance, and significantly outperform conventional forward error correction schemes based on Reed-Solomon (RS) and turbo codes.     

TCM码在光PPM通信系统中的误码性能分析

文章把网格编码调制(TCM)引入到光脉冲位置调制(PPM)中,研究其对光PPM系统误码性能的改善.通过理论推导及对8T-PPM、16PPM和16T-PPM、32PPM分别进行MATLAB仿真,得到以下结论:在保持带宽不变的前提下,8T-PPM与16PPM信息速率相同,但前者误码性能优于后者,且最大达到4.8 dB;虽然16T-PPM的信息速率是32PPM的1.2倍,但前者误码性能优于后者,且最大可达到3.4 dB.TCM确实能有效地改善系统的误码性能.