LDPC码陷阱集约束差错的纠正以及极低误码率FEC设计

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LDPC(Low-Density- Parity-Check)码因其逼近香农限的优异性能而成为近年来超大容量光通信中FEC的主要技术之一,消除LDPC码陷阱集约束差错是降低LDPC码错误平层以及逼近BER低至10?1 5的性能极限的一种有效方式。本文主要研究LDPC码陷阱集约束差错的纠正,设计适用于100Gbps光通信的极低误码率FEC方案。我们通过数据仿真来寻找LDPC码的陷阱集模式,对之进行分析,提出级联方案纠正陷阱集约束条件下的差错以及降低错误平层,最终得到适用于100Gbps光通信的极低误码率FEC方案。本文使用欧氏几何方法构造了规则的(5100,3,20)和(13299,4,26)LDPC码以及非规则的(8176,7155)LDPC码。(5100,3,20)EG-LDPC码信息位长度为4337,校验位长度为,码率0.85。(13299,4,26)EG-LDPC码信息位长度为11285,校验位长度为2014,码率0.8486。(8176,7155)EG-LDPC码信息位长度为7155,校验位长度1023,码率0.875。我们通过数据仿真寻找四个QC(Quasi-Cyclic)LDPC码的陷阱集模式。(5100,3,20) LDPC码具有(6,0)端点型陷阱集,(13299,4,26)LDPC码具有两种(4,4)端点型陷阱集,(8176,7155) LDPC码在仿真过程中没有发现陷阱集。为进一步研究其它类型的LDPC码陷阱集,还通过仿真分析了802.16e中的非规则(1056,528) LDPC码,发现它有(1,3)和(2,6)两种端点型陷阱集。我们对(5100,3,20)、(13299,4,26)和(1056,528)三个LDPC码进行了级联方案的设计和仿真。我们提出了外码为17个(255,231)BCH码,内码为1个(5100,3,20) LDPC码的级联方案,级联码在Eb/N0=4.6dB时,BER可以达到10-10数量级。对于(13299,4,26) EG-LDPC码,我们采用外码为32个(3860,3824) BCH码,内码为11个LDPC码的级联方案,该方案在Eb/N0=3.84dB时,BER= 4.24×10-12,当BER= 10-12时,净编码增益(NCG)为10.1dB,该级联码错误平层低于10-15,匹配100Gbps光通信中的OUT4帧结构,可作为100Gbps光通信的高性能FEC方案。(1056,528) LDPC码采用与一个(511,484)BCH码的级联方案,级联码在Eb/N0=3.6dB时,BER达到4.81×10-8
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