近地湍流无线光通信极化码空时编码设计与实现
发布时间：2021-01-02 05:32
极化码作为一种保障通信系统性能的信道编码,在5G技术及深空通信等方面已有应用,但极化码在无线光通信领域的研究成果不多。在使用激光强度调制/直接检测（IM/DD）的无线光通信系统中,基于天线阵列的多输入多输出（MIMO）技术难以利用发射信号之间的正交性来提升空间分集增益。因此极化码空时编码方案的研究对于保障无线光通信链路性能具有很重要的现实意义,能够促进MIMO与近地湍流无线光通信系统相结合的工程应用。论文围绕如何提高近地湍流无线光通信系统误码性能,完成了极化码空时编码方案设计,并对部分模块的FPGA设计进行了板级实验验证。首先本文分析对比了三种大气湍流模型,选择了适用于多种强度湍流且参数具有物理意义的Gamma-Gamma模型作为大气湍流模型进行研究,并构造出了符合其概率密度分布函数的随机变量,模拟大气湍流对激光强度的影响。准确构造极化码是保证极化码译码算法性能的前提,本文搭建了单输入单输出（SISO）的无线光通信中极化码编码译码方案仿真系统,并建立了基于Gamma-Gamma大气湍流模型的极化码性能评估仿真模型。仿真绘制了不同构造方法、不同译码算法在各种码长和码率条件下的误比特率（B...
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
N=512时PW方法子信道可靠度计算结果
第三章极化码空时编码方案设计及仿真37图3-7PW方法与BA巴氏参数法构造极化码译码性能对比图3-7的仿真使用的母码码长为8，信息比特数为3，对比了BP译码、SC译码、SCL译码、SCAN译码四种译码算法分别在PW方法和BA方法构造极化码的前提下的译码性能。从实验结果可以得到在AWGN信道，码长为8，信息比特数为3的前提下，BA方法与PW方法构造极化码差异不大。也可以看出，在极化码码长较短时，极化码误码性能主要受信噪比影响，译码方式和编码构造方式都不是影响极化码译码性能的主要因素。接下来将信道换为Gamma-Gamma湍流信道进行仿真。（a）（b）图3-8码长64时极化码译码性能对比。（a）码率0.25；（b）码率0.5图3-8的仿真使用的母码长度为64，码率为0.25和0.5，对比了SSC译码、SC译码种译码算法分别在使用PW方法和使用GA方法构造极化码的前提下的译码性能。
第三章极化码空时编码方案设计及仿真37图3-7PW方法与BA巴氏参数法构造极化码译码性能对比图3-7的仿真使用的母码码长为8，信息比特数为3，对比了BP译码、SC译码、SCL译码、SCAN译码四种译码算法分别在PW方法和BA方法构造极化码的前提下的译码性能。从实验结果可以得到在AWGN信道，码长为8，信息比特数为3的前提下，BA方法与PW方法构造极化码差异不大。也可以看出，在极化码码长较短时，极化码误码性能主要受信噪比影响，译码方式和编码构造方式都不是影响极化码译码性能的主要因素。接下来将信道换为Gamma-Gamma湍流信道进行仿真。（a）（b）图3-8码长64时极化码译码性能对比。（a）码率0.25；（b）码率0.5图3-8的仿真使用的母码长度为64，码率为0.25和0.5，对比了SSC译码、SC译码种译码算法分别在使用PW方法和使用GA方法构造极化码的前提下的译码性能。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于FSO系统极化码的改进译码方案研究[J]. 张晗,涂巧玲,王为,曹阳,彭小峰,罗运桓. 激光与红外. 2017(12)
[2]自由空间光MIMO通信系统研究[J]. 安娜,何振泉. 科技创新与应用. 2016(25)
[3]一种适用于大气弱湍流信道的极化纠错编码调制方案[J]. 邵军虎,柯熙政,陈强. 电子学报. 2016(08)
[4]Performance analysis of LDPC codes on OOK terahertz wireless channels[J]. 刘纯,王长,曹俊诚. Chinese Physics B. 2016(02)
[5]5G愿景和需求[J]. 窦笠,孙震强,李艳芬. 电信技术. 2013(12)
[6]基于Gamma-Gamma模型的MIMO-FSO系统BER性能分析[J]. 徐建武,王红星,胡昊,刘敏. 电讯技术. 2011(09)
[7]FSO MIMO垂直空时分层码研究及硬件仿真[J]. 柯熙政,杨利红,葛子叶. 红外与激光工程. 2010(03)
[8]FSO中分层空时编码的串行干扰消除算法[J]. 王惠琴,柯熙政. 光电工程. 2010(02)
博士论文
[1]极化码的译码算法研究及其应用[D]. 张亮.浙江大学 2016
硕士论文
[1]FSO大规模线性MIMO阵列上下行信道差异及非互易补偿矫正模型研究[D]. 吕浩.吉林大学 2018
[2]Polar码CA-SCL译码算法的FPGA实现[D]. 李浩.电子科技大学 2018
[3]无线光通信中极化码的应用与研究[D]. 陆凯.西安电子科技大学 2018
[4]光通信中极化码的应用研究[D]. 陈玄玄.西安电子科技大学 2017
[5]极化码简化编译码算法及其在MIMO系统的应用[D]. 冯博文.哈尔滨工业大学 2016
本文编号：2952753
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
N=512时PW方法子信道可靠度计算结果
第三章极化码空时编码方案设计及仿真37图3-7PW方法与BA巴氏参数法构造极化码译码性能对比图3-7的仿真使用的母码码长为8，信息比特数为3，对比了BP译码、SC译码、SCL译码、SCAN译码四种译码算法分别在PW方法和BA方法构造极化码的前提下的译码性能。从实验结果可以得到在AWGN信道，码长为8，信息比特数为3的前提下，BA方法与PW方法构造极化码差异不大。也可以看出，在极化码码长较短时，极化码误码性能主要受信噪比影响，译码方式和编码构造方式都不是影响极化码译码性能的主要因素。接下来将信道换为Gamma-Gamma湍流信道进行仿真。（a）（b）图3-8码长64时极化码译码性能对比。（a）码率0.25；（b）码率0.5图3-8的仿真使用的母码长度为64，码率为0.25和0.5，对比了SSC译码、SC译码种译码算法分别在使用PW方法和使用GA方法构造极化码的前提下的译码性能。
第三章极化码空时编码方案设计及仿真37图3-7PW方法与BA巴氏参数法构造极化码译码性能对比图3-7的仿真使用的母码码长为8，信息比特数为3，对比了BP译码、SC译码、SCL译码、SCAN译码四种译码算法分别在PW方法和BA方法构造极化码的前提下的译码性能。从实验结果可以得到在AWGN信道，码长为8，信息比特数为3的前提下，BA方法与PW方法构造极化码差异不大。也可以看出，在极化码码长较短时，极化码误码性能主要受信噪比影响，译码方式和编码构造方式都不是影响极化码译码性能的主要因素。接下来将信道换为Gamma-Gamma湍流信道进行仿真。（a）（b）图3-8码长64时极化码译码性能对比。（a）码率0.25；（b）码率0.5图3-8的仿真使用的母码长度为64，码率为0.25和0.5，对比了SSC译码、SC译码种译码算法分别在使用PW方法和使用GA方法构造极化码的前提下的译码性能。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于FSO系统极化码的改进译码方案研究[J]. 张晗,涂巧玲,王为,曹阳,彭小峰,罗运桓. 激光与红外. 2017(12)
[2]自由空间光MIMO通信系统研究[J]. 安娜,何振泉. 科技创新与应用. 2016(25)
[3]一种适用于大气弱湍流信道的极化纠错编码调制方案[J]. 邵军虎,柯熙政,陈强. 电子学报. 2016(08)
[4]Performance analysis of LDPC codes on OOK terahertz wireless channels[J]. 刘纯,王长,曹俊诚. Chinese Physics B. 2016(02)
[5]5G愿景和需求[J]. 窦笠,孙震强,李艳芬. 电信技术. 2013(12)
[6]基于Gamma-Gamma模型的MIMO-FSO系统BER性能分析[J]. 徐建武,王红星,胡昊,刘敏. 电讯技术. 2011(09)
[7]FSO MIMO垂直空时分层码研究及硬件仿真[J]. 柯熙政,杨利红,葛子叶. 红外与激光工程. 2010(03)
[8]FSO中分层空时编码的串行干扰消除算法[J]. 王惠琴,柯熙政. 光电工程. 2010(02)
博士论文
[1]极化码的译码算法研究及其应用[D]. 张亮.浙江大学 2016
硕士论文
[1]FSO大规模线性MIMO阵列上下行信道差异及非互易补偿矫正模型研究[D]. 吕浩.吉林大学 2018
[2]Polar码CA-SCL译码算法的FPGA实现[D]. 李浩.电子科技大学 2018
[3]无线光通信中极化码的应用与研究[D]. 陆凯.西安电子科技大学 2018
[4]光通信中极化码的应用研究[D]. 陈玄玄.西安电子科技大学 2017
[5]极化码简化编译码算法及其在MIMO系统的应用[D]. 冯博文.哈尔滨工业大学 2016
本文编号：2952753
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