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基于无线光通信的增强型FEC研究

作　者: 林思伟
导　师: 廖云
学　校: 电子科技大学
专　业: 光学工程
关键词: 无线光通信 EFEC 级联码 FPGA 光收发模块
分类号: TN929.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

相对现有的微波通信技术,无线光通信技术有着自身的优势——成本低廉、无需频率申请、信息容量大、设备尺寸小、保密性好等。但是,以大气为传输媒质的无线光通信也有其缺点,特别是大气衰减和大气湍流对激光信号的吸收与散射、随机干扰等严重地阻碍了无线光通信的发展。从大气衰减和大气湍流对无线光通信的激光信号影响研究结果表明,大气衰减对激光信号所带来的噪声主要引发随机错误,其错误均匀的发生在激光信号的所有码字当中;而大气湍流对激光信号所带来的噪声主要引发突发错误,其错误集中的发生在激光信号某一个位置的一连串码字上。因此在针对无线光通信信道的特殊性,必须选择一个合适的纠错能力强的前向纠错(Forward Error Correction, FEC)技术方案。本文从无线光通信信道的特殊性出发,设计了一种适合于无线光通信的EFEC (Enhanced FEC,增强型FEC)结构——外码(RS)+交织器+内码(RS)+交织器。其中,交织器的关键性作用就是对信息码字中的码元符号打乱重排,目的在于将突发错误均匀的分配到不同的码字当中。在该EFEC结构下,对不同的RS级联码——RS+卷积码、RS+BCH级联码以及RS+RS级联码做了详细的仿真研究和性能分析。仿真结果表明,在相同码率下,RS+RS级联码具有更高的编码增益。在此基础上针对无线光通信的缺点提出了一种有效的具体解决方案——RS(255,239)+RS(31,21)级联码,并对该方案中的交织器在级联码中不同位置对纠错性能的影响进行了仿真分析。从仿真结果可以看出,交织器的采用和选择交织器合适的位置大大提高了RS+RS级联码的编码增益。另外,本文也设计了一套应用于无线光通信的EFEC系统,包括FPGA处理模块、光收发模块等,其中FEC部分采用RS(255,239)+Conv(2,1,9)级联码方案。对于一个无线光通信系统来说,如果要达到一个较好的性能,其接收模块是至关重要的。因此本文也设计了一个改进的光接收模块,相比之下,其接收灵敏度改善了近2.5dB。最后对整个EFEC系统进行了性能测试,在接收光功率为-37.74dBm时,经过FEC后,可以实现无误码输出。

基于无线光通信的增强型FEC研究

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