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适用于大气弱湍流信道的自适应码率极化码

张晗 涂巧玲 曹阳 李小红 彭小峰

张晗, 涂巧玲, 曹阳, 李小红, 彭小峰. 适用于大气弱湍流信道的自适应码率极化码[J]. 红外与激光工程, 2019, 48(7): 722004-0722004(9). doi: 10.3788/IRLA201948.0722004
引用本文: 张晗, 涂巧玲, 曹阳, 李小红, 彭小峰. 适用于大气弱湍流信道的自适应码率极化码[J]. 红外与激光工程, 2019, 48(7): 722004-0722004(9). doi: 10.3788/IRLA201948.0722004
Zhang Han, Tu Qiaoling, Cao Yang, Li Xiaohong, Peng Xiaofeng. Adaptive rate polar codes for atmospheric weak turbulence channel[J]. Infrared and Laser Engineering, 2019, 48(7): 722004-0722004(9). doi: 10.3788/IRLA201948.0722004
Citation: Zhang Han, Tu Qiaoling, Cao Yang, Li Xiaohong, Peng Xiaofeng. Adaptive rate polar codes for atmospheric weak turbulence channel[J]. Infrared and Laser Engineering, 2019, 48(7): 722004-0722004(9). doi: 10.3788/IRLA201948.0722004

适用于大气弱湍流信道的自适应码率极化码

doi: 10.3788/IRLA201948.0722004
基金项目: 

国家自然科学基金(61205106);中国博士后科学基金(2014M552329);重庆市教委基金(KJ120827);重庆市教委科学技术研究项目(KJ1500934);重庆市教委科学技术研究项目(KJ1709205);重庆市科委社会事业与民生保障科技创新专项(cstc2017shmsA40019)

详细信息
    作者简介:

    张晗(1993-),男,硕士生,主要从事信道编码方面的研究。Email:446252177@qq.com

  • 中图分类号: TN929.1

Adaptive rate polar codes for atmospheric weak turbulence channel

  • 摘要: 为了提高光通信链路在大气弱湍流信道下的解码性能和传输效率,基于极化码的信息位嵌套特性,设计了一种自适应码率极化码。该码字在弱湍流信道中能充分地极化,纠错效果较好。为了调节码率,引入CRC校验码作为发送端的停止标志,逐次发送更低码率的码字直到译码结果通过校验,此时的码字码率即是保证可靠传输的最大码率。不同湍流强度下的仿真结果表明,在误帧率为10-8时,相比传统极化码,自适应码率极化码可以获得1.7~2.3 dB的性能增益。对自适应码率极化码的时延进行了仿真分析,并结合误帧率得到了自适应码率极化码的信息吞吐率,结果表明,在弱湍流信道中,自适应码率极化码的信息吞吐率能满足FSO的传输需求。
  • [1] Gao Duorui, Li Tianlun, Sun Yue, et al. Latest developments and trends of space laser communication[J]. Chinese Optics, 2018, 11(6):901-913. (in Chinese)
    [2] Nan Hang, Zhang Peng, Tong Shoufeng, et al. Analysis and optimization of splitting performance for space optical hybrid[J]. Optics and Precision Engineering, 2017, 25(7):1748-1756. (in Chinese)
    [3] Ke Xizheng, Kang Ye, Liu Juan. Experimental research on PAPR reduction algorithms in FSO-OFDM system[J]. Infrared and Laser Engineering, 2017, 46(6):0622001. (in Chinese)
    [4] Wang Yi, Yang Shuai, Ma Jing, et al. Performance analysis of coherent OFDM system in free space optical communication[J]. Infrared and Laser Engineering, 2016, 45(7):0722003. (in Chinese)
    [5] Ohtsuki T. Turbo-coded atmospheric optical communication systems[C]//IEEE International Conference on Communications, 2002, 5:2938-2942.
    [6] Chen Dan, Ke Xizheng. Analysis on error rate of wireless optical communication using subcarrier modulation on turbo code[J]. Acta Optica Sinica, 2010, 30(10):2859-2863. (in Chinese)
    [7] Ivan B Djordjevic. LDPC-coded MIMO optical communication over the atmospheric turbulence channel using Q-ary pulse-position modulation[J]. Opt Express, 2007, 15:10026-10032.
    [8] Wang Huiqin, Wang Fen, Cao Minghua, et al. A joint detection and iterative decoding algorithm of optical concatenated space-time code[J]. Acta Optica Sinica, 2015, 35(8):57-63. (in Chinese)
    [9] Cao M H, Wang H Q, Huang R, et al. BER performance of layered space time code in FSO[J]. Infrared and Laser Engineering, 2012, 41(7):1842-1847. (in Chinese)
    [10] Tahir B, Rupp M. New construction and performance analysis of Polar codes over AWGN channels[C]//201724th International Conference on Telecommunications (ICT), 2017:1-4.
    [11] Niu K, Chen K, Lin J R. Improved successive cancellation decoding of polar codes[J]. IEEE Transactions on Communications, 2013, 61(8):3100-3107.
    [12] R1-1701552. Final report of 3GPP TSG RAN WG1#87 v1.0.0[S]. Reno:Proceedings of the 3GPP TSG RAN WG1 Meeting #87, 2016.
    [13] Eslami A, Pishro-Nik H. A practical approach to polar codes[C]//IEEE International Symposium on Information Theory Proceeding, 2011, 42(4):16-20.
    [14] Wang R, Liu R. A novel puncturing scheme for polar codes[J]. IEEE Communications Letters, 2014, 18(12):2081-2084.
    [15] Shao J H, Ke X Zh, Chen Q. A suitable polar coding modulation scheme for atmospheric weak turbulence channel[J]. Acta Electronica Sinica, 2016, 8:1831-1836. (in Chinese)
    [16] Hong S N, Hui D, Maric I. Capacity-achieving rate-compatible polar codes[C]//IEEE International Symposium on Information Theory. IEEE, 2016:41-45.
    [17] Sasoglu E, Wang L. Universal polarization[J]. IEEE Transactions on Information Theory, 2013, 62(6):2937-2946.
    [18] Jaiswal A, Bhatnagar M R, Jain V K. Performance evaluation of space shift keying in free-space optical communication[J]. IEEE/OSA Journal of Optical Communications Networking, 2017, 9(2):149-160.
    [19] Nor N A M, Ghassemlooy Z, Bohata J, et al. Experimental investigation of all-optical relay-Assisted 10 Gb/s FSO link over the atmospheric turbulence channel[J]. Journal of Lightwave Technology, 2017, 35(1):45-53..
    [20] Saber M J, Sadough S M S. On secure free-space optical communications over mlaga turbulence channels[J]. IEEE Wireless Communications Letters, 2017, 6(99):1-1.
    [21] Giard P, Sarkis G, Thibeault C, et al. Fast software polar decoders[C]//2014 IEEE International Conference on Acoustics, Speech and Signal Processing (ICASSP), Florence, 2014:7555-7559.
    [22] Ke Xizheng, Lei Sichen, Shao Junhu, et al. Analysis on error rate of wireless optical communication using subcarrier modulation based on polar code[J]. Infrared and Laser Engineering, 2015, 44(6):1849-1853. (in Chinese)
  • [1] 王超, 董怡泽, 王卉婷, 高冀, 田志新, 高建威, 江宁.  混沌空间光通信研究进展 . 红外与激光工程, 2023, 52(1): 20220296-1-20220296-10. doi: 10.3788/IRLA20220296
    [2] 郑运强, 刘欢, 孟佳成, 王宇飞, 聂文超, 武军霞, 蔚停停, 魏森涛, 袁站朝, 汪伟, 谢小平.  空基激光通信研究进展和趋势以及关键技术 . 红外与激光工程, 2022, 51(6): 20210475-1-20210475-13. doi: 10.3788/IRLA20210475
    [3] 文豪, 曹阳, 党宇超.  无线光通信下极化码DNN-NOMS译码方法研究 . 红外与激光工程, 2022, 51(5): 20210420-1-20210420-11. doi: 10.3788/IRLA20210420
    [4] 陈祥, 呼新荣, 张建华, 李帅, 薛婧婧, 任斌, 靳一.  摆镜式激光通信终端光束指向与粗跟踪特性 . 红外与激光工程, 2021, 50(12): 20210146-1-20210146-10. doi: 10.3788/IRLA20210146
    [5] 于策, 王天枢, 张莹, 林鹏, 郑崇辉, 马万卓.  大气湍流信道中OAM光束与高斯光束传输性能的实验研究 . 红外与激光工程, 2021, 50(8): 20200400-1-20200400-10. doi: 10.3788/IRLA20200400
    [6] 郭锐强, 李珉, 吴君鹏, 刘鑫, 魏子康.  基于差分混沌键控的空间光通信系统及其保密性分析 . 红外与激光工程, 2020, 49(S1): 20200207-20200207. doi: 10.3788/IRLA20200207
    [7] 郭树怀, 王天鹤, 冀霞, 党莹, 吕解.  1 Gbps实时传输的自由空间光通信链路损耗 . 红外与激光工程, 2019, 48(6): 622004-0622004(7). doi: 10.3788/IRLA201948.0622004
    [8] 敖珺, 谈新园, 马春波, 唐承鹏.  基于Raptor10码的自由空间光通信系统设计 . 红外与激光工程, 2019, 48(9): 918004-0918004(6). doi: 10.3788/IRLA201948.0918004
    [9] 柯熙政, 解孟其, 石碧瑶.  无线光通信系统中64-QAM调制实验研究 . 红外与激光工程, 2018, 47(S1): 68-73. doi: 10.3788/IRLA201847.S122003
    [10] 王怡, 李源, 马晶, 谭立英.  自由空间光通信中相干圆偏振调制系统性能研究 . 红外与激光工程, 2016, 45(8): 822004-0822004(6). doi: 10.3788/IRLA201645.0822004
    [11] 王怡, 杨帅, 马晶, 单良.  自由空间光通信中相干OFDM系统性能分析 . 红外与激光工程, 2016, 45(7): 722003-0722003(5). doi: 10.3788/IRLA201645.0722003
    [12] 李枫, 耿超, 李新阳, 罗文, 邱琪.  基于SPGD算法的自适应光纤耦合器阵列技术研究 . 红外与激光工程, 2015, 44(7): 2156-2161.
    [13] 王怡, 王德丽, 杜凡, 马晶, 谭立英.  大气Gamma-Gamma湍流信道中采用圆偏振位移键控的信道容量分析 . 红外与激光工程, 2015, 44(10): 3084-3091.
    [14] 黄龙, 冯国英, 廖宇.  利用超连续谱激光实现自由空间光通信 . 红外与激光工程, 2015, 44(12): 3530-3534.
    [15] 周浩天, 艾勇, 单欣, 代永红.  自由空间光通信中精跟踪系统的辨识 . 红外与激光工程, 2015, 44(2): 736-741.
    [16] 王怡, 章奥, 马晶, 谭立英.  自由空间光通信系统中弱大气湍流引起的相位波动和强度闪烁对DPSK调制系统的影响 . 红外与激光工程, 2015, 44(2): 758-763.
    [17] 柯熙政, 雷思琛, 邵军虎, 陈强.  基于极化码的无线光通信副载波误码性能分析 . 红外与激光工程, 2015, 44(6): 1849-1853.
    [18] 柯熙政, 谌娟, 张楠.  FSO MIMO系统中迭代译码算法的研究 . 红外与激光工程, 2014, 43(8): 2631-2636.
    [19] 丛日进, 汪井源, 徐智勇, 王荣, 王喆.  长波长红外光大气信道传输 . 红外与激光工程, 2014, 43(3): 927-932.
    [20] 韩立强, 王志斌.  自适应光学校正下空间光通信的光纤耦合效率及斯特列尔比 . 红外与激光工程, 2013, 42(1): 125-129.
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出版历程
  • 收稿日期:  2019-02-10
  • 修回日期:  2019-03-20
  • 刊出日期:  2019-07-25

适用于大气弱湍流信道的自适应码率极化码

doi: 10.3788/IRLA201948.0722004
    作者简介:

    张晗(1993-),男,硕士生,主要从事信道编码方面的研究。Email:446252177@qq.com

基金项目:

国家自然科学基金(61205106);中国博士后科学基金(2014M552329);重庆市教委基金(KJ120827);重庆市教委科学技术研究项目(KJ1500934);重庆市教委科学技术研究项目(KJ1709205);重庆市科委社会事业与民生保障科技创新专项(cstc2017shmsA40019)

  • 中图分类号: TN929.1

摘要: 为了提高光通信链路在大气弱湍流信道下的解码性能和传输效率,基于极化码的信息位嵌套特性,设计了一种自适应码率极化码。该码字在弱湍流信道中能充分地极化,纠错效果较好。为了调节码率,引入CRC校验码作为发送端的停止标志,逐次发送更低码率的码字直到译码结果通过校验,此时的码字码率即是保证可靠传输的最大码率。不同湍流强度下的仿真结果表明,在误帧率为10-8时,相比传统极化码,自适应码率极化码可以获得1.7~2.3 dB的性能增益。对自适应码率极化码的时延进行了仿真分析,并结合误帧率得到了自适应码率极化码的信息吞吐率,结果表明,在弱湍流信道中,自适应码率极化码的信息吞吐率能满足FSO的传输需求。

English Abstract

参考文献 (22)

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