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低密度奇偶校验(LDPC)码是继Turbo码之后近年来发现的一种可以接近香农(Shannon)限的线性分组码。LDPC码的性能远优于目前使用的BCH码和RS码,可以和Turbo媲美,但是其译码的复杂度要比Turbo码简单。FEC技术就是用其所获得的编码增益,来降低误码率、提高通信的可靠性,也可用来增大传输距离。FEC技术的性能主要取决于所用的纠错码特性及其编译码算法的复杂度。
将基于LDPC码的FEC技术用于DWDM光纤通信,并结合使用拉曼放大技术,可望实现长距离,乃至超长距离的无中继全光网络。LDPC码构造及其编译码是目前研究的热点。
本文在分析目前随机构造方法和用有限几何域中点、线构造方法的基础上,提出了用组合数学中的均衡不完全的区组设计(BIBD)方法和用线性同余序列的方法构造LDPC码;随后针对LDPC码的缺点:编码过程复杂,分析了目前编码领域中两种优良的编码方法:一是根据S.Lin提出的用有限几何域中点、线构造而成的LDPC码是循环或高斯循环码,其编码可以用其生成多项式通过编码循环电路来实现LDPC码的编码;二是用贪婪算法把码字的奇偶校验矩阵化为下三角型或相似下三角型的结构,再根据HxT=0T 来求编码的码字。这两种方法使LDPC码的编码时间与码码字长度成线性或近似线性的关系;紧跟着分析了LDPC码的几种常用的译码方法,比较了在BF和SPA两种译码方法下LDPC码的性能,选用了性能较好的SPA算法作为最佳译码方法对DWDM通信系统进行模拟仿真;本文在分析影响DWDM信道性能的各种因素中,考虑了一个主要的因素—ASE噪声,建立了三种近似模拟DWDM信道的理想模型;最后根据DWDM系统本身的特点:误码率低。这时通信系统常用的仿真方法——蒙特卡罗(MC)方法不再适用。本文在研究IS算法原理及使用范围的基础上,提出了用该算法对用于DWDM系统的LDPC码进行仿真。从仿真结果可以看出,IS算法大大加快了仿真的速度,而其性能保持与MC仿真基本相同。