高码率无线光通信交织卷积编码新方案研究宋效正，刘璐，党安红，汤俊雄（北京大学信息科学技术学院量子所，北京100871）摘要：为了克服大气湍流引起的光信号的深衰落，提高交织器的交织深度是一种有效的方法。提出了一种新的前向纠错方案用来降低交织深度较大的交织器设计的复杂性，该方案在发射端采用交错卷积编码结构，将编码输出序列经字节组合后，再通过字节交织方式离散大气湍流所引起的衰落信号；在接收端设计成字寻址的解交织，给出了一种对数度量量化的软判决Viterbi并行译码方式。针对该方案进一步优化了字节组合方式，提出了与之相匹配的新型的互质型分段字节卷积交织结构。将该方案用于通信速率为300Mbit/s的无线光通信系统，仿真结果表明，该方案能够降低交织器和单译码器的处理速度要求，而且在误码率为10−6时，相对于最佳阈值判决有约6.9dB的编码增益，与完美交织下的编码性能仅相差0.3dB，这在高码率无线光通信系统中抑制大气湍流的影响有潜在的应用价值。关键词：无线光通信；卷积交织；Viterbi并行译码：TN929.12文献标识码：A：1000-436X(2007)10-0038-06Studyonnewschemeofbyte-wiseinterleavingandconvolutionalcoding-forhigh-data-rateopticalwirelesscommunicationsystemSONGXiao-zheng,LIULu,DANGAn-hong,TANGJun-xiong(InstituteofQuantumElectronics,SchoolofElectronicsEngineeringComputerScience,PekingUniversity,Bei激ng100871,China)Abstract:Increasinginterleavingdepthcanmitigatetheimpactoflongdeepfadeinducedbyatmosphericturbu-lence.AnewschemeofaFECcodingwithlarge-depthinterleavingwasproposed.Thetransmitterwasdesignedusinganm-stagein-terlacedconvolutionalcodingincombinationwithbyte-wiseinterleaving;correspondinglythereceiverperformedword-wisedeinterleavingandparallelsoft-decisionViterbidecodingbase-donlogarithmicquantizationofchannelinput.Furthermore,aruleofbytecombinationwasanalyzedandanewconfigurationofco-primebyte-wiseconvolutionalinterleavingwaspresented.Theresultsshowthatthenewschemereducesthecomplexityandthes-peedrequirementofsystemdesign.ComparedwiththeoptimumthresholddetectionataBERof10−6,codinggainsof6.9dBw-ereachievablebythenewschemeatsourcedataratesof300Mbit/s.Thelosswithrespecttoperfectinterleavingisonly0.3d-B.Hence,thenewschemeissuperiorinhigh-data-rateopticalwirelesscommunicationsystem.Keywords:opticalwirelesscommunication;convolutionalinterleaving;parallelViterbidecoding1引言无线光通信结合了微波和光纤通信的优点，可以提供高速、安全的无线通信技术，且无需频率申请，能够缩短建设周期和降低成本，有望成为下一代宽带接入的最佳选择之一。---本文来源于网络，仅供参考，勿照抄，如有侵权请联系删除---收稿日期：2007-03-22；修回日期：2007-08-13基金项目：国国国国国国国国国国国国国60240420237,60572002国FoundationItem:TheNationalNaturalScienceFoundationofChina(60240420237,60572002)目前无线光通信系统通常采用OOK强度调制，并提供足够的功率来克服大气湍流引起的光信号的随机衰落。但是对于高码率调制的激光器，其高功率输出不仅困难，而且也不经济，另外输出的光功率还应保证对人眼的安全，所以信道编码技术应用于无线光通信的研究已得到重视。文献[1]基于光信道为高斯白噪声对称信道的假设下研究了一些编码在大气湍流影响下的性能界，并对块交织方式离散突发错误的能力进行了分析。但是光电探测器由于存在乘性噪声，即检测“0”信号和“1”信号的噪声不等[2,3]，这使得无线光通信系统是一种非对称信道检测。文献[4]针对这种非对称信道的特征，接收端首先进行自适应最佳阈值判决，然后再采用BCH码和块交织方式克服湍流造成的突发错误。一般卷积编码比分组码具有更强的纠错能力，文献[5]在不考虑大气湍流影响的情况下研究了软判决Viterbi译码方式用于这种非对称特征下的无线光通信系统的性能，...