LDPC码在无线光通信中的应用研究.pdf

长春理工大学

硕士学位论文

LDPC码在无线光通信中的应用研究

姓名：万仲宇

申请学位级别：硕士

专业：信息与通信工程

指导教师：陈殿仁

20100301
摘要无线光通信技术是光通信和无线通信结合的产物，具有容量大、速率高、价格低的优势，在通信领域的地位日趋重要。低密度校验码(Low．densityparity．check，LDPC)是目前编码界研究的前沿和热点，在采用译码复杂度较低的BP译码算法时，LDPC码具有逼近Shannon限的性能。本文概括了信道编码领域的基本原理和信道编码的理论发展，尤其是LDPC编码理论。介绍了LDPC码的结构。以LDPC码的校验矩阵表示、Tanner图表示、度数分布表示为基础，定义了规则码和非规则码的各个参数。研究了LDPC码的译码，如概率域BP译码算法和对数域BP译码算法。本文还对无线光通信的调制及信道编码方式进行了研究比较。通过仿真，可以看出LDPC码具有良好的纠错能力，且在长码长、低码率的情况下，LDPC码的性能更为优越。介绍了适合系统的调制方式数字脉冲间隔调制(DPIM)，并比较了DPIM、脉冲位置调制(PPM)和开关键控(OOK)三种调制方式。然后用Matlab中的Simulink仿真对PPM和DPIM调制进行了模拟。为了利于硬件的实现，对半随机万一旋转LDPC码进行了研究，采用Simulink仿真工具，基于DPIM调制的无线光通信系统，在大气信道中的性能进行了分析。结果表明，引入万一旋转LDPC码，系统性能得到了提升。所以，基于数字脉冲间隔调制(DPIM)的低密度奇偶校验码(LDPC)码方案比较适合无线光通信。文章的最后，介绍了系统中各个模块的实现原理。关键词：无线光通信系统，LDPC，DPIM，7／"一旋转LDPC码
communicationscommunicationparameterscompared．ThenperformanceTherefore，itcapacity，hi曲velocitypopularregularsimulation,wecancapability，andABSTRACTcombine，whichLow—densitycode(LDPC)isefficientandcodingcode，themodulationsModulation(DPIM)isintroduced,andModulation(PPM)，OnKey(OOK)andDPIMPPMMatlab．Inquasi—randomstudied．WeanalyzeCode(LDPC)basedsystem，LDPC，DPIM，7／"一rotationomcomeofdomaingraduallyimportant．Cutting—edgescheme．Combimng、析tllalgorithm．LDPCthelimit．thesis，itthatdevelopmenttheory,inparticulartheory．111ematrix，Tannergraphrepresentation,degreeirregularareasalgorithmdecoding．Incompared．ThroughinstudymodulationemulatedSimulinkfacilitatehardware，theemulationsystematmosphericbasedmodulation．nlehasimproved．foundParity-CheckIntervalsuitableforcommunications．last．somemodulesintroduced．KeyThewirelessopticalishaveadvantagesgreatlowprice．Itspositionparity-checknowBPdecodingcodeclosingShannonInthisgeneratedfundamentalschannelLDPCcodesdescribed．Basedcalibrationdistributionvariousdefined．Thealsostudied,suchprobabilityloglikelihoodratiothesis，channelbettercorrectionlongercodes，lowercases，LDPCmoresuperior．ADigitalPulsePositionOffthreekindsbyorderrealization万一rotationtooliIlresultshowsof万-rotationLow-DensitychoiceAtfunctionalwords：wirelesstost