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引用本文:

李振,张春熹,王鹏,等:短码长RS+LDPC级联编码器设计[J]. 光通信技术,2018,42(11):23-26.

短码长RS+LDPC级联编码器设计

李 振,张春熹,王 鹏,冯 迪*
(北京航空航天大学 仪器科学与光电工程学院,北京 100191)

摘要:室内可见光通信(VLC)系统因受噪声和多径效应的干扰,通信过程中会产生误码,可靠性得不到保证。为了解决此问题,提出了一种RS(36,18)+LDPC(576,288)的短码长级联编码方案,给出了级联编码器的具体硬件实现方法,并对编码器的功能进行了验证。仿真结果表明:所提出的级联方案误码率性能优于RS与卷积码级联,在误码率为10-5时,编码增益约2dB。
关键词:可见光通信;级联编码;RS码;LDPC码
中图分类号:TN92 文献标识码:A 文章编号:1002-5561(2018)11-0023-04
DOI:10.13921/j.cnki.issn1002-5561.2018.11.006

0 引言
       随着LED技术的发展,以白光LED为光源,兼顾照明与通信功能的可见光通信(VLC)已成为室内短距离通信的关注热点[1]。与传统无线通信相比,可见光通信更加经济和安全,具有发射功率高和传输速率快等优点[2]。但室内可见光通信系统容易受到噪声和多径效应的干扰,在信息传输过程中,不可避免地产生随机错误和突发错误,使得通信可靠性得不到保证。采用信道编码纠错技术可以降低误码率,提高系统性能。目前,可见光通信系统并不具备明确的信道编码方式,选择合适的信道编码方式获得更高的编码增益,已成为可见光通信的主要研究内容。RS码和LDPC码广泛应用于无线通信系统, RS码是一种成熟的线性分组码,具有很强的纠正突发错误的能力。LDPC码[3]是一种基于稀疏矩阵的线性分组码,纠错能力极强,误码率性能接近香农极限。提高单一编码方式的性能,需要增加码长,码长增加会增加系统实现复杂度,消耗大量的硬件资源。采用单一的编码方式难以满足可见光通信的需求,而级联码可以在复杂度与纠错性能之间取得平衡,满足通信需要。为此,本文提出一种RS(36,18)+LDPC(576,288)的短码长级联编码方案。

4 结束语
       本文提出一种适用于室内可见光通信系统的短码长RS+LDPC码级联编码方案。其中,RS编码器的实现应用IP核的思想,可以灵活改变编码参数,调整纠错能力,适应不同的环境。LDPC编码器的实现以IEEE802.16e标准基矩阵为基础,实现了可线性编码,在实现过程中,通过前向置换法简化了矩阵求逆过程。在矩阵分块运算的基础上,本文进行了流水线设计,进一步优化了RU编码算法实现过程。通过仿真分析表明:本文所提出的短码长级联方案误码率性能达到了一般RS+LDPC级联长码长的性能,减少了硬件实现复杂度和资源开销,相比RS+卷积码级联,有较高的编码增益。综上所述,本文提出的短码长级联码有很好的误码率性能,消耗硬件资源较少,且实现简单,有很强的实用价值。