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智能电网的飞速发展和能源互联网的提出,对电力通信网的传送能力提出了更高要求。一方面,业务类型向着全IP方向发展,要求传送网具备高效大容量的IP承载能力,线路容量由10GE向40GE/100GE/200GE迈进。另一方面,通信链路要适应特高压线路长距离传输的特点,国内10G光传输系统单跨长度已超过 400km。分组传送网(packettransmissionnetwork,PTN)基于 IP 技术。前向纠错(Forward error correction,FEC)技术和基于高阶调制的相干接收技术是提高PTN光通信系统速率和传输距离的两种关键技术。低密度校验(Low-density parity-check,LDPC)码是一种性能卓越的FEC编码,高阶调制技术可以提高系统传输速率。论文从LDPC码与高阶调制出发,研究了 PTN系统的高速长距离传输的相关技术,深入研究了 LDPC码的准循环(Quasi-cyclic)校验矩阵构造和光通信系统中的高阶调制解调的实现,并搭建了相干光系统。论文的主要研究工作如下:(1.)研究了二进制QC-LDPC码,提出一种基于有限域的QC-LDPC码的构造方法。仿真结果表明,与802.3a标准中的LDPC码相比,论文设计的LDPC码,具有更高的传输效率和纠错性能。在BER=10-5时,提高了 0.2dB左右的净编码增益。同时,论文设计的校验矩阵具有准循环特性,更方便编码器和译码器的设计与实现。(2)研究了多进制QC-LDPC码,提出一种基于有限域的NB-QC-LDPC码的构造方法。仿真结果表明,在BER=104时,与IEEE802.16e标准中LDPC码相比,使用本方法构造的多进制LPDC码的净编码增益提高了 1.5dB左右,并且NB-LDPC码可以更方便地与多进制调制相结合。(3)研究了相干光通信系统的高阶调制实现方法,给出了 QPSK与16QAM调制的相关原理。使用软件OptiSystem,利用马赫-曾尔德(MZ)调制器,论文给出两种调制方式的实现过程与仿真结果。进一步,与采用矩形星座图的16QAM相比,采用环形星座图的16APSK调制具有更大的最小距离。论文给出MZM调制器的输入输出信号与比特序列的映射关系,提出一种低复杂度的相干光通信系统中最优16APSK调制信号的实现方法。(4)将构造的QC-LDPC码应用到相干光通信系统中,基于OptiSystem软件,搭建了 FEC编码调制的100GDP-QPSK光通信系统,包括FEC编码器、DP-QPSK发射机、传输链路、相干接收机、DSP处理、检测和FEC译码器等模块,给出了各模块的原理框图和系统的仿真结果。仿真结果表明,在BER = 10-4时,相较于RS(255,239)码,论文设计的QC-LDPC码提高了 0.8dB左右的净编码增益。