弱链路光子计数无线通信的纠错编码研究
发布时间：2021-08-12 19:48
传统的无线光通信系统中,接收端探测器工作在模拟方式,将光信号转换成电流信号,由于接收灵敏度低的缺点,使得远距离无线光通信链路易中断、误码率高、突发错误多。近年来,为了实现远距离无线光通信,具有单光子限灵敏的单光子探测器被研究用于检测接收端光信号,当被调制的光波信号入射到单光子探测器后,探测器输出离散的单光子脉冲序列。由于光子的量子效应和光子被探测到的随机过程,离散单光子脉冲的随机性引起的符号删除的概率占大多数,而由暗计数脉冲和背景光脉冲引起的符号错误非常少。本文围绕远距离光子计数无线通信具有的删除信道的特点,研究从离散单光子脉冲序列中提取同步信号及比特信息的方法,在这基础之上研究适用于弱链路光子计数无线光通信特点的纠错编码方法。主要研究内容及成果如下:1.在已搭建的弱链路光子计数无线光通信系统的基础上,综合光源发射的光子泊松统计分布,水下传播特性、单光子探测泊松随机过程三个方面,建立了基于双随机泊松点过程的通信模型。理论推导了时隙内光子数、噪声光子和信号解调参数对误码率的影响,并采用蒙特卡罗的方法进行了仿真验证。仿真结果表明基于时隙内光子计数时的信号解调方法优于基于相邻光子时间测量的解...
【文章来源】：南昌大学江西省 211工程院校
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
光子计数通信原理图
第 2 章 弱链路水下光子计数无线光通信系统和信道模型成。发送端由 PC、FPGA 集成发送端、LED、光阑、衰减片，以及聚焦透镜构成。接收端主要包含聚焦透镜、单光子探测器、FPGA 集成接收端以及 PC。该实验系统的通信过程为 FPGA 集成发送端将待发送数据（如音频、视频、图片、二进制随机源信号）经编码调制后驱动 LED 灯闪烁，基带信息比特为“1”意味LED 灯亮，基带信息比特为“0”意味 LED 灯灭。聚焦透镜用于汇聚光信号，通过调整光阑或增减衰减片的个数来调节光强变化。光信号经模拟水下通信环境的水箱到达接收端，极微弱的光经聚焦透镜聚束入射到单光子探测器中，探测器输出离散的单光子脉冲序列后，经 FPGA 集成接收端解调和译码后还原发送数据。基于该方案搭建的实物图如图 2.3 所示。
第 2 章 弱链路水下光子计数无线光通信系统和信道模型送端由 PC、FPGA 集成发送端、LED、光阑、衰减片，以及聚焦收端主要包含聚焦透镜、单光子探测器、FPGA 集成接收端以及统的通信过程为 FPGA 集成发送端将待发送数据（如音频、视频随机源信号）经编码调制后驱动 LED 灯闪烁，基带信息比特为亮，基带信息比特为“0”意味 LED 灯灭。聚焦透镜用于汇聚光信光阑或增减衰减片的个数来调节光强变化。光信号经模拟水下通到达接收端，极微弱的光经聚焦透镜聚束入射到单光子探测器中离散的单光子脉冲序列后，经 FPGA 集成接收端解调和译码后还基于该方案搭建的实物图如图 2.3 所示。图 2.2 弱链路水下光子计数无线通信系统方案
【参考文献】：
期刊论文
[1]深空通信的级联码方案研究[J]. 张勋,曹阳,彭小峰,任发韬,陈果,罗运桓. 高技术通讯. 2018(02)
[2]基于超导纳米线单光子探测器深空激光通信模型及误码率研究[J]. 闫夏超,朱江,张蜡宝,邢强林,陈亚军,朱宏权,李舰艇,康琳,陈健,吴培亨. 物理学报. 2017(19)
[3]无线传输中短码长喷泉码的度分布优化算法[J]. 李杰. 电讯技术. 2016(08)
[4]面向水下应用的改进型光子计数通信方法[J]. 韩彪,赵卫,汪伟,苏玉龙,刘继芳. 光学学报. 2016(08)
[5]一种多进制喷泉码短码的编译码方法[J]. 陈莉华. 无线互联科技. 2016(10)
[6]一种改进的基于部分信息喷泉码度分布设计[J]. 牛芳琳,李宝明,陈付亮,王洪玉,祝开艳. 电子学报. 2016(02)
[7]一种分布式喷泉码在协作通信中的应用[J]. 祝开艳,王洪玉,孙文珠,牛芳琳. 电子学报. 2014(07)
[8]具有检错容错能力的LT码编译码算法[J]. 邢艳玲,裴玉奎,葛宁. 清华大学学报(自然科学版). 2013(07)
[9]基于X射线的空间语音通信系统[J]. 邓宁勤,赵宝升,盛立志,鄢秋荣,杨颢,刘舵. 物理学报. 2013(06)
[10]开关度分布:一种改进的LT数字喷泉编码度分布[J]. 雷维嘉,刘慧锋,谢显中. 重庆邮电大学学报(自然科学版). 2012(01)
博士论文
[1]喷泉码编译码技术与应用研究[D]. 朱宏杰.清华大学 2009
硕士论文
[1]X射线空间通信误码率研究[D]. 王律强.中国科学院研究生院(西安光学精密机械研究所) 2015
[2]光探测器等效电路模型的建立与参数提取[D]. 许文彪.电子科技大学 2011
[3]LDPC码编译码算法研究[D]. 甘毅.南京理工大学 2010
[4]LDPC码实现及并行级联码研究[D]. 蒲旭.电子科技大学 2009
[5]数字电视地面广播系统中LDPC信道编码的应用开发[D]. 王玲.东南大学 2006
本文编号：3338958
【文章来源】：南昌大学江西省 211工程院校
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
光子计数通信原理图
第 2 章 弱链路水下光子计数无线光通信系统和信道模型成。发送端由 PC、FPGA 集成发送端、LED、光阑、衰减片，以及聚焦透镜构成。接收端主要包含聚焦透镜、单光子探测器、FPGA 集成接收端以及 PC。该实验系统的通信过程为 FPGA 集成发送端将待发送数据（如音频、视频、图片、二进制随机源信号）经编码调制后驱动 LED 灯闪烁，基带信息比特为“1”意味LED 灯亮，基带信息比特为“0”意味 LED 灯灭。聚焦透镜用于汇聚光信号，通过调整光阑或增减衰减片的个数来调节光强变化。光信号经模拟水下通信环境的水箱到达接收端，极微弱的光经聚焦透镜聚束入射到单光子探测器中，探测器输出离散的单光子脉冲序列后，经 FPGA 集成接收端解调和译码后还原发送数据。基于该方案搭建的实物图如图 2.3 所示。
第 2 章 弱链路水下光子计数无线光通信系统和信道模型送端由 PC、FPGA 集成发送端、LED、光阑、衰减片，以及聚焦收端主要包含聚焦透镜、单光子探测器、FPGA 集成接收端以及统的通信过程为 FPGA 集成发送端将待发送数据（如音频、视频随机源信号）经编码调制后驱动 LED 灯闪烁，基带信息比特为亮，基带信息比特为“0”意味 LED 灯灭。聚焦透镜用于汇聚光信光阑或增减衰减片的个数来调节光强变化。光信号经模拟水下通到达接收端，极微弱的光经聚焦透镜聚束入射到单光子探测器中离散的单光子脉冲序列后，经 FPGA 集成接收端解调和译码后还基于该方案搭建的实物图如图 2.3 所示。图 2.2 弱链路水下光子计数无线通信系统方案
【参考文献】：
期刊论文
[1]深空通信的级联码方案研究[J]. 张勋,曹阳,彭小峰,任发韬,陈果,罗运桓. 高技术通讯. 2018(02)
[2]基于超导纳米线单光子探测器深空激光通信模型及误码率研究[J]. 闫夏超,朱江,张蜡宝,邢强林,陈亚军,朱宏权,李舰艇,康琳,陈健,吴培亨. 物理学报. 2017(19)
[3]无线传输中短码长喷泉码的度分布优化算法[J]. 李杰. 电讯技术. 2016(08)
[4]面向水下应用的改进型光子计数通信方法[J]. 韩彪,赵卫,汪伟,苏玉龙,刘继芳. 光学学报. 2016(08)
[5]一种多进制喷泉码短码的编译码方法[J]. 陈莉华. 无线互联科技. 2016(10)
[6]一种改进的基于部分信息喷泉码度分布设计[J]. 牛芳琳,李宝明,陈付亮,王洪玉,祝开艳. 电子学报. 2016(02)
[7]一种分布式喷泉码在协作通信中的应用[J]. 祝开艳,王洪玉,孙文珠,牛芳琳. 电子学报. 2014(07)
[8]具有检错容错能力的LT码编译码算法[J]. 邢艳玲,裴玉奎,葛宁. 清华大学学报(自然科学版). 2013(07)
[9]基于X射线的空间语音通信系统[J]. 邓宁勤,赵宝升,盛立志,鄢秋荣,杨颢,刘舵. 物理学报. 2013(06)
[10]开关度分布:一种改进的LT数字喷泉编码度分布[J]. 雷维嘉,刘慧锋,谢显中. 重庆邮电大学学报(自然科学版). 2012(01)
博士论文
[1]喷泉码编译码技术与应用研究[D]. 朱宏杰.清华大学 2009
硕士论文
[1]X射线空间通信误码率研究[D]. 王律强.中国科学院研究生院(西安光学精密机械研究所) 2015
[2]光探测器等效电路模型的建立与参数提取[D]. 许文彪.电子科技大学 2011
[3]LDPC码编译码算法研究[D]. 甘毅.南京理工大学 2010
[4]LDPC码实现及并行级联码研究[D]. 蒲旭.电子科技大学 2009
[5]数字电视地面广播系统中LDPC信道编码的应用开发[D]. 王玲.东南大学 2006
本文编号：3338958
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