应用于偏振模色散补偿系统中的前向纠错技术的研究.doc

北京邮电大学硕士学位论文密级：保密期限：硕士研究生学位论文题目：应用于偏振模色散补偿系统中的前向纠错技术的研究学号：086871姓名：颜菲专业：物理电子学导师：张晓光学院：信息光子学与光通信研究院2011年01月15日ForwardErrorCorrectionappliedtoPolarizationModeDispersionCompensationSystemAdissertationsubmittedtoBeijingUniversityofPostsandTelecommunicationsforMasterDegreeByYanFeiSupervisedbyProf.ZhangXiaoguang2011.01.15独创性（或创新性）声明本人声明所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果也不包含为获得北京邮电大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。申请学位论文与资料若有不实之处本人承担一切相关责任。本人签名：日期：关于论文使用授权的说明学位论文作者完全了解北京邮电大学有关保留和使用学位论文的规定即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属北京邮电大学。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后遵守此规定）保密论文注释：本学位论文属于保密在年解密后适用本授权书。非保密论文注释：本学位论文不属于保密范围适用本授权书。本人签名：日期：导师签名：日期：I北京邮电大学硕士学位论文2摘要光纤通信使高速率、大容量、长距离的通信成为现实和未来发展的趋势。具有损耗低、传输频带宽容量大、体积小、重量轻、抗电磁干扰、不易串音等优点。在光纤通信系统中早期由于光纤及与系统相关的光电子器件的发展系统性能优于一般电缆及无线通信因而无需采用前向纠错（FEC）技术；另一方面由于光传输信息速率相对较高没有与其匹配的纠错编译码器。直到光传输速率提高到Gb/s并且光放大延长了无中继传输距离后一些在短距离、低速率系统中表现不明显的因素如偏振模色散等限制了系统性能的进一步改善于是才开始了将FEC应用于光通信系统的研究。低密度奇偶校验码（LDPCcodes）是性能接近香农极限的“好”码且编译码复杂度相对较低。将偏振模色散补偿和偏振模色散缓解（前向纠错技术）结合使用具有一定的理论价值和实用价值。论文主要有如下内容：简单介绍了光纤传输过程中的偏振态的表示方法、偏振模色散的产生机制以及偏振模色散补偿方案及控制算法等。介绍了前向纠错（FEC）的一些基本概念和FEC中目前理论性能最优秀的低密度奇偶校验码(LDPCcodes)的定义、H矩阵构造方法、常用译码方法：和积算法（SPA）和比特反转算法（bit-flipping）。分析比较了LDPC码在高斯信道与在有PMD模拟器的光纤传输中的纠错性能并进行了数值模拟结果表明LDPC码对于降低光纤传输系统的误码率提高系统PMD的容忍度起到了很好的作用对10Gb/s的OOK信号补偿和译码可以将BER降低4～7dB。建立LDPC与LDPC交织级联的FEC方案并集合偏振模色散补偿系统的数值仿真模型结果分析表明对偏振模色散的补偿和缓解器起到了一定的效果提高了误码率和对PMD的容忍度。建立了LDPC与RS级联交织的增强型FEC方案并结合偏振模色散补偿系统。结果分析发现对偏振模色散的补偿起到了一定的效果降低了误码率提高了偏振模色散的容忍度对40Gb/s的OOK信号补偿和级联交织译码后BER降低了至少6dB。关键词：前向纠错低密度奇偶校验码偏振模色散里德所罗门码级联码北京邮电大学硕士学位论文V北京邮电大学硕士学位论文IIAbstractOpticalfibrecommunicationshavebeenexpectedtobeahigh-speed