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LDPC码陷阱集约束差错的纠正以及极低误码率FEC设计

作　者: 黄辰
导　师: 周亮
学　校: 电子科技大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: LDPC FEC 100Gbps 错误平层 陷阱集 欧氏几何 净编码增益
分类号: TN911.22
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


LDPC（Low-Density- Parity-Check）码因其逼近香农限的优异性能而成为近年来超大容量光通信中FEC的主要技术之一,消除LDPC码陷阱集约束差错是降低LDPC码错误平层以及逼近BER低至10?1 5的性能极限的一种有效方式。本文主要研究LDPC码陷阱集约束差错的纠正,设计适用于100Gbps光通信的极低误码率FEC方案。我们通过数据仿真来寻找LDPC码的陷阱集模式,对之进行分析,提出级联方案纠正陷阱集约束条件下的差错以及降低错误平层,最终得到适用于100Gbps光通信的极低误码率FEC方案。本文使用欧氏几何方法构造了规则的（5100,3,20）和（13299,4,26）LDPC码以及非规则的（8176,7155）LDPC码。（5100,3,20）EG-LDPC码信息位长度为4337,校验位长度为,码率0.85。（13299,4,26）EG-LDPC码信息位长度为11285,校验位长度为2014,码率0.8486。（8176,7155）EG-LDPC码信息位长度为7155,校验位长度1023,码率0.875。我们通过数据仿真寻找四个QC（Quasi-Cyclic）LDPC码的陷阱集模式。（5100,3,20） LDPC码具有（6,0）端点型陷阱集,（13299,4,26）LDPC码具有两种（4,4）端点型陷阱集,（8176,7155） LDPC码在仿真过程中没有发现陷阱集。为进一步研究其它类型的LDPC码陷阱集,还通过仿真分析了802.16e中的非规则（1056,528） LDPC码,发现它有（1,3）和（2,6）两种端点型陷阱集。我们对（5100,3,20）、（13299,4,26）和（1056,528）三个LDPC码进行了级联方案的设计和仿真。我们提出了外码为17个（255,231）BCH码,内码为1个（5100,3,20） LDPC码的级联方案,级联码在Eb/N0=4.6dB时,BER可以达到10-10数量级。对于（13299,4,26） EG-LDPC码,我们采用外码为32个（3860,3824） BCH码,内码为11个LDPC码的级联方案,该方案在Eb/N0=3.84dB时,BER= 4.24×10-12,当BER= 10-12时,净编码增益（NCG）为10.1dB,该级联码错误平层低于10-15,匹配100Gbps光通信中的OUT4帧结构,可作为100Gbps光通信的高性能FEC方案。（1056,528） LDPC码采用与一个（511,484）BCH码的级联方案,级联码在Eb/N0=3.6dB时,BER达到4.81×10-8。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
图目录  8-10
表目录  10-11
缩略语说明表  11-12
第一章 绪论  12-16
  1.1 研究背景和意义  12-13
  1.2 100Gbps 光通信中的FEC 技术  13-14
  1.3 本文研究内容和章节安排  14-16
第二章 LDPC 码  16-29
  2.1 信道编码技术  16-17
  2.2 LDPC 码  17-20
    2.2.1 线性分组码  18
    2.2.2 LDPC 码定义  18-19
    2.2.3 LDPC 码重量分布函数  19
    2.2.4 LDPC 码的Tanner 图表示  19-20
  2.3 EG-LDPC  20-22
    2.3.1 欧氏有限几何  20-21
    2.3.2 第I 类欧氏几何LDPC 码  21-22
  2.4 准循环（QC）EG-LDPC 码构造流程  22-23
  2.5 QC-LDPC 码系统码G 矩阵构造  23-25
  2.6 LDPC 码的陷阱集以及错误平层  25-28
    2.6.1 陷阱集  25-27
    2.6.2 错误平层  27-28
  2.7 本章小结  28-29
第三章 陷阱集约束差错的LDPC 码级联码设计  29-32
  3.1 引言  29
  3.2 级联码  29-30
  3.3 端点型错误的陷阱集类型的LDPC 码级联码设计  30-31
  3.4 本章小结  31-32
第四章 几个特定LDPC 码针对陷阱集的性能仿真  32-49
  4.1 引言  32-34
  4.2 规则(5100,3,20) QC EG-LDPC 码  34-37
    4.2.1 规则(5100,3,20) QC EG-LDPC 码构造  34-35
    4.2.2 规则(5100,3,20) QC EG-LDPC 码性能仿真  35-37
  4.3 规则(13299,4,26) QC EG-LDPC 码  37-41
    4.3.1 规则(13299,4,26) QC EG-LDPC 码构造  37-38
    4.3.2 规则(13299,4,26) QC EG-LDPC 码性能仿真  38-41
  4.4 非规则(8176,7155) QC EG-LDPC 码  41-43
    4.4.1 非规则(8176,7155) QC EG-LDPC 码构造  41-42
    4.4.2 非规则(8176,7155) QC EG-LDPC 码性能仿真  42-43
  4.5 802.16e 中的非规则(1056,528) QC-LDPC 码  43-47
    4.5.1 非规则(1056,528) QC-LDPC 码H 矩阵构造形式  44-45
    4.5.2 非规则(1056,528)QC- LDPC 码性能仿真  45-47
  4.6 本章小结  47-49
第五章 几个特定LDPC 码陷阱集约束差错的纠正  49-59
  5.1 规则(5100,3,20) QC EG-LDPC 码级联方案  49-51
    5.1.1 方案设计  49-50
    5.1.2 性能仿真  50-51
    5.1.3 小结  51
  5.2 规则(13299,4,26) QC EG-LDPC 码级联方案  51-55
    5.2.1 方案设计  51-52
    5.2.2 性能仿真  52-54
    5.2.3 规则(13299,4,26) QC EG-LDPC 码G 矩阵构造  54-55
    5.2.4 小结  55
  5.3 (1056,528) QC-LDPC 码级联方案  55-57
    5.3.1 方案设计  55-56
    5.3.2 性能仿真  56-57
    5.3.3 小结  57
  5.4 本章小结  57-59
第六章 全文总结与展望  59-61
  6.1 本文主要工作  59-60
  6.2 下一步研究工作  60-61
致谢  61-62
参考文献  62-66
硕士研究生期间的研究成果  66-67
个人简历  67-68

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 通信 > 通信理论 > 信息论 > 信道编码理论
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