【摘 要】
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近年来,自由空间光通信(Free Space Optical Communication,FSOC)技术凭借安全性高、传输带宽大、抗干扰能力强等诸多优势在通信领域中引起广泛关注。但由于激光在信道中传输时会不可避免地受到大气效应等诸多因素的影响,导致通信质量严重下降,因此提高系统的传输可靠性是FSOC技术发展过程中必须攻克的难点之一。信道编码作为一项传统且成熟的补偿技术能有效提升系统的可靠性和系统增
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近年来,自由空间光通信(Free Space Optical Communication,FSOC)技术凭借安全性高、传输带宽大、抗干扰能力强等诸多优势在通信领域中引起广泛关注。但由于激光在信道中传输时会不可避免地受到大气效应等诸多因素的影响,导致通信质量严重下降,因此提高系统的传输可靠性是FSOC技术发展过程中必须攻克的难点之一。信道编码作为一项传统且成熟的补偿技术能有效提升系统的可靠性和系统增益,从而改善系统的通信质量。准循环低密度奇偶校验(Quasi Cyclic Low Density Parity Check,QC-LDPC)码作为最具前景的编码方案之一,受到了FSOC领域研究者的广泛关注。但由于其纠错能力受到短环、围长和度分布等因素的严重影响,因此构造译码性能优异的QC-LDPC码对提高FSOC系统可靠性具有重要意义。针对上述问题,本文开展了基于FSOC系统的大围长QC-LDPC码构造方法研究,主要研究内容及取得的成果如下:1.针对随机化构造方法的高时延性以及短环结构严重影响码字译码性能的问题,提出一种大围长规则QC-LDPC码结构化构造方法。首先,利用广义等差数列的差值不等性构造QC-LDPC码,并确保不存在4环结构和第一类6环结构。其次,为了追求短环数量最小化和围长最大化,又提出一种基于短环定位的局部优化算法,用于消除码字的第二类6环结构,提升码字的围长为8。仿真结果表明,所提构造方法不仅能规避随机化构造法存在的高时延性,还能确保构造的QC-LDPC码在FSOC系统中表现出更好的误码率性能。2.针对规则QC-LDPC码的行重和列重大小固定,导致收敛特性存在局限的问题,提出一种基于基矩阵排列优化算法的大围长非规则QC-LDPC码构造方法。首先,基于阈值分析法得到目标码字的最优度分布。由于最优度分布代表的是具有相同度分布的一类码集,因此将短环数量和围长作为新的约束条件,进一步研究相同度分布下基矩阵的不同排列对码字性能的影响,从而得到具有最优度分布且围长特性优异的非规则QC-LDPC码。仿真结果表明,与现有的一些构造方法相比,所提构造方法能确保构造的非规则QC-LDPC码在FSOC系统中具有更好的误码率性能和错误平层特性。
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