水下激光LDPC通信系统特性的研究

发布时间：2017-10-19 03:32

  本文关键词：水下激光LDPC通信系统特性的研究

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【摘要】：随着科学技术的进步,研究学者们对海洋的探索越来越深入,水下激光通信兴起是必然结果。凭借其通信特点的优越性,越来越多国家的研究人员开始重视水下通信传输,尤其是潜通信。21世纪是海洋的天下,与发达国家相比而言,我国对水下激光通信系统的研究起步较晚,整体上还比较落后,尤其是在一些关键技术上的差距非常明显。在本文中,我们对水下信道的传输特点进行了深入的探讨。由于水下信道的复杂性,原始信息数据经过水下信道传输后在接收端会产生错误,所以,编译码技术是亟待解决的关键技术之一。现在国际上通用的编码方式有很多,其中,LDPC码以其优良的编译码特性被广泛关注,它的构造简单,所需要的储存空间低,并且自身具有抗错误码的性能,使得信息传输的误码率大大降低。我们研究了LDPC码的基本理论、校验矩阵、编译码方式等,对LDPC码有了一个整体的把握。本文的实验部分,我们对LDPC编译码在Matlab上做了编程仿真实验,研究了其编译码的特性。又利用激光二极管和光电倍增管搭载了一套可以通信的水下链路系统,并验证了其传输的可行性。最后,我们通过三组对比实验,研究了水下激光LDPC通信系统的性能,主要是LDPC编码通信对传输误码率的影响。从实验中可以看出,加了LDPC编码的水下通信系统的误码率有明显降低,尤其在水质恶劣的情况下,其优越性更为明显。在本文的结尾,我们对论文之后的研究工作提出了方向。
【关键词】：传输 激光 LDPC码 水下
【学位授予单位】：中国海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN929.3
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 1 绪论9-13
• 1.1 引言9
• 1.2 水下激光通信的国内外研究现状9-11
• 1.3 LDPC编码的国内外研究现状11
• 1.4 论文的主要研究内容及章节安排11-13
• 2 水下光学传输性能13-20
• 2.1 光在海水中散射特性13-15
• 2.2 光在水中的吸收效应15-18
• 2.3 海水的信道分析18-19
• 2.4 本章小结19-20
• 3 LDPC编译码的概述20-40
• 3.1 纠错编码的基本理论20-23
• 3.1.1 前言20-22
• 3.1.2 差错控制编码的纠错能力22-23
• 3.2 LDPC码的基本概述23-26
• 3.2.1 LDPC码的矩阵表示和编码23-24
• 3.2.2 LDPC编码的Tanner图24-25
• 3.2.3 度数的分布25-26
• 3.3 LDPC编码的校验矩阵的构造方法26-30
• 3.3.1 Gallager构造法27-28
• 3.3.2 Mackay构造法28-29
• 3.3.3 有限几何的构造法29-30
• 3.4 LDPC的编码方式30-33
• 3.4.1 LDPC的高斯消元编码方法30
• 3.4.2 LDPC的系统形式的编码方法30-31
• 3.4.3 LDPC的三角分解编码算法31
• 3.4.4 本文所使用的编码方法31-33
• 3.5 LDPC的译码方式33-39
• 3.5.1 MPA译码算法33-34
• 3.5.2 BP译码算法34-37
• 3.5.3 SPA译码算法37-39
• 3.6 两种译码方式的特性仿真比较39-40
• 4 基于LDPC编码的水下激光通信系统的设计40-52
• 4.1 整体的系统框架40
• 4.2 水下激光通信系统的发射端40-45
• 4.2.1 半导体激光器的直接调制和外调制40-43
• 4.2.2 OOK调制方式的特点43-44
• 4.2.3 RS-232串口通信44-45
• 4.3 水下激光通信系统的接收端45-49
• 4.4 传输误码率49-50
• 4.5 信噪比50
• 4.6 电平判决50-52
• 5 水下实验部分52-63
• 5.1 实验装置52-55
• 5.2 搭载水下链路的可行性测试55-57
• 5.3 数据在清水中传输的误码率测量57-58
• 5.4 传输速率对误码率的影响58-59
• 5.5 能见度与误码率的关系59-63
• 6 总结与展望63-64
• 6.1 总结63
• 6.2 下一步的工作设想63-64
• 参考文献64-67
• 致谢67-68
• 个人简历68

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：1058811