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引用本文:

马春波,唐承鹏,敖珺,等:可变码长串行级联码的激光通信系统设计[J]. 光通信技术,2019,43(5):40-43.

可变码长串行级联码的激光通信系统设计

马春波,唐承鹏,敖 珺*,谈新园
(桂林电子科技大学 信息与通信学院,广西 桂林 541004)

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摘要:针对自由空间光通信易受大气环境的干扰和影响以及不同业务对编码长度的不同需求,提出了一种可变码长串行级联码的光通信方案,设计了一套基于现场可编程门阵列(FPGA)为编译码处理核心的大气激光通信系统,并对系统进行了外场测试,验证了其可行性。
关键词:可变码长;串行级联码;FPGA;大气激光通信
中图分类号:TN929.12 文献标识码:A 文章编号:1002-5561(2019)05-0040-04
DOI:10.13921/j.cnki.issn1002-5561.2019.05.010

0 引言
       自由空间光通信(FSO)是一种新兴的无线通信方式。然而,光信号在大气信道中传输时,可能受到湍流、大气环境等干扰,出现较低的信噪比和较高的误码率,因此通过纠错编码来增加系统的抗干扰能力变得尤为重要。
       香农定理表明卷积码长度越长,得到的纠错能力越好,但译码复杂度与计算量随着码长的增加而增大,因此Forney等人[1]提出串行级联码概念。2005年,NASA为了支持火星演示系统,提出了串行级联脉冲位置调制(SCPPM)的深空光通信编译码系统[2]。串行级联码与其它纠错编码相比,它通过2次或者更多次较短的编码组合形式的方法来获得长码,类似Turbo码可以进行迭代译码处理,具有更强的纠错突发和随机错误的能力。脉冲位置调制(PPM)是大气激光通信主要的调制方式,具有较高的功率利用率和抗干扰能力强的优点。至今,串行级联码在微波领域的CDMA2000和WCDMA语音编码中使用,但是在光通信领域,串行级联码的研究大多处于理论阶段。由于传统串行级联码的固定长度交织器不能动态地适应信息码长变化,无法满足各应用领域(例如音频、视频和文件等)光通信码长的要求。针对以上缺点,并同时应对FSO系统中外界环境的干扰引起随机错误和突发的情况,本文提出一种基于可变码长串行级联码的光通信方案,设计一套大气激光通信系统并进行外场测试。

4 结束语
       本文提出了一种可变码长的串行级联码编译码方法,该方法可以满足不同应用领域对光通信码长的需求,对比仿真了不同码长的串行级联码性能。同时,基于该编译码方法设计了一套大气激光通信系统,详细介绍了系统的软硬件设计,并对系统进行了外场通信测试,达到大气激光通信要求。