LDPC码在紫外光通信中的应用研究

发布时间：2020-06-05 16:03

【摘要】：在当今带宽需求、业务流量迅速增加的背景下,频谱资源不足成为限制通信网络发展的一大瓶颈,而无线光通信中丰富的频谱资源为解决这一问题提供了全新的方向。“日盲区”波段的紫外光因其低背景噪声、可非视线传播和高保密性等优点而成为了无线光通信中的研究热点,并且在军事通信和复杂环境应急通信方面有非常广泛的应用前景。在目前的紫外光通信中,由于散射传输导致的高误码率和低传输速率限制了其应用。本文在紫外光通信系统中引入信道编码技术和多输入多输出(Multiple Input Multiple Output,MIMO)技术解决上述问题,其中LDPC码因其在低信噪比下良好的纠错性能而被选为信道编码方案,MIMO则是采用空间复用技术以提高系统传输速率。另外在本文中搭建了紫外光通信实验平台对二者进行了研究,仿真和实验结果表明LDPC能够有效地降低误码率,空间复用型MIMO可以线性提高传输速率。全文研究的主要内容和研究成果包括:1.在第二、三章中结合LDPC码的编译码过程研究了其基本原理,将一种适用于紫外光通信的LDPC码应用在通信系统中,并对这种LDPC码进行了去环优化,在MATLAB仿真中分析了去环后的LDPC码性能,去环后的LDPC码较去环前有大约5dB的性能提升,可以在信噪比较低时达到35dB的编码增益和低于10-5的误码率。之后搭建了紫外光通信实验平台,实验结果很好的验证了仿真结果,证明了LDPC码在紫外光通信中的有效性。2.在第四章中研究了 MIMO技术原理和接收端的信号检测技术,将LDPC与MIMO技术相结合,在LDPC码保证其误码率的前提下,使用空间复用型MIMO提高其数据传输速率,仿真和实验结果证明空间复用型MIMO可以根据收发阵列大小线性提高通信速率,在信噪比较低且存在较强链路间干扰的情况下,仍然可以达到接近10-4的误码率。
【图文】：

邋逦ｉｆｆｌｉｗｋ＇邋Ｖ＇？ｌｌ逡逑图１－２紫外光通信系统非视线鲢路示意图逡逑整个紫外光通信系统的ＮＬＯＳ链路如图１－２所示，发射端以一定的仰角发射紫逡逑外光信号携带的经过调制和编码的数据，紫外光波在空气中经过空气中颗粒和气溶逡逑胶的吸收和散射作用后被接收机天线接收，然后在接收端进行光电转换，并进行信逡逑号解调和译码，用户可以得到经过处理的数据，完成通信过程。逡逑紫外光通信相对于其他的光通信方式的优点［６］可展示如图１－３所示：逡逑／—（（ｓ噪比高、抗干扰ｓ强逡逑灥强逡逑紫外光通＾逡逑信的优点逡逑＼逦全方位、非视线逡逑＼逦较强的环境适应能力逡逑图１－３紫外光通信的优点逡逑１．信噪比高、抗干扰性强逡逑２逡逑

北京邮电大学工学硕士学位论文光可以进行散射通信。在其他视线链路通信中，接收机和发才能保证通信质量，这样由于障碍物的遮挡会限制其应用场通信，地震后灾区的应急通信，军事用途中复杂地形小分队非视线通信则没有这样的限制，可以有效的绕过障碍物，更应用场景。逡逑
【学位授予单位】：北京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TN929.1

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