【摘 要】
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自由空间光(Free-Space Optical FSO,)通信,又称无线光通信,是一种具有通信频带宽、保密性强、容量大及功耗低等多种优点的新兴通信方式,在目前的通信领域中受到了极为广泛的关注。准循环LDPC(Quasi-Cyclic LDPC,QC-LDPC)码作为一种实用性极强的码,其校验矩阵拥有准循环特性,能够在降低构造复杂度的同时获得优异的码性能。将比特交织迭代译码编码调制(Bit-Int
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自由空间光(Free-Space Optical FSO,)通信,又称无线光通信,是一种具有通信频带宽、保密性强、容量大及功耗低等多种优点的新兴通信方式,在目前的通信领域中受到了极为广泛的关注。准循环LDPC(Quasi-Cyclic LDPC,QC-LDPC)码作为一种实用性极强的码,其校验矩阵拥有准循环特性,能够在降低构造复杂度的同时获得优异的码性能。将比特交织迭代译码编码调制(Bit-Interleaved Coded Modulation with Interleaved Decoding BICM-ID,)技术与QC-LDPC编码技术相结合并运用到FSO通信系统中,不仅能够充分地利用系统的带宽,也能很好地降低大气湍流等多种干扰因素对系统的影响,从而极大地改善了系统的性能。本文的主要工作内容如下:(1)介绍了大气信道的相关知识,分析大气中对FSO通信系统的传输性能造成影响的几种因素,最后给出了大气湍流信道的信道模型。本文采用Gamma-Gamma分布模型作为大气湍流信道模型,这是因为Gamma-Gamma分布模型在强湍流部分的曲线值与实验数据十分吻合,并且适用的大气湍流强度范围非常广泛。(2)基于有限域改进了一种QC-LDPC码,并结合一种简单的掩模构造方法提升了码的性能。首先利用有限域中的两个子集设计出一种QC-LDPC码,随后基于掩模的思想设计了一种掩模矩阵构造方法,并将两者相结合。仿真结果表明,改进后的QC-LDPC码在性能上得到一定提升。(3)优化设计了一类等概非均匀星座图和一类非等概均匀星座图,并结合BICM-ID技术运用到无线光通信系统中,相比传统的调制方法,本文设计的两类星座图均能使FSO通信系统获得性能增益。首先基于空间映射的方法,设计一类星座图,使星座图上的点分布近似地服从离散的高斯分布,该方案对比传统的QAM星座映射在性能上所有提升;其次基于概率映射的方法,设计一类星座图,通过将不同的信息序列映射到同一个星座点上,令每个点在使用概率上近似地服从离散的高斯分布,并优化其最小汉明距离。仿真结果表明,两类映射方案均提升了FSO通信系统的性能。
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