引用本文:
史为铠,韩朝霞,马占红. 基于Gamma-Gamma湍流信道下的卷积码性能研究[J]. 光通信技术,2024,48(3):79-83.
史为铠,韩朝霞,马占红*
(宁夏大学 电子与电气工程学院,银川 750021)
【下载PDF全文】 【下载Word】摘要:为了研究不同码型的卷积码在水下湍流信道中的误码率(BER)性能,采用接受-拒绝采样模拟湍流信道乘性干扰,并选择二进制相移键控(BPSK)调制方式,建立Gamma-Gamma湍流信道通信系统仿真模型。仿真结果表明:在不同强度的湍流信道中,采用卷积码编码均能提升系统的BER性能;卷积码的码率越小,系统BER性能提升越显著;随着信噪比(SNR)增大,记忆深度越长,系统BER下降速度越快;采用软译码比采用硬译码时增益至少提升2.82 dB;卷积码的解码不仅受当前信息的影响,还与之前的码元信息有关。
关键词:水下光通信;卷积码;Gamma-Gamma信道;误码率
中图分类号:TN256 文献标志码:A 文章编号:1002-5561(2024)03-0079-05
DOI:10.13921/j.cnki.issn1002-5561.2024.03.014
0 引言
水下无线光通信(UWOC)具有容量大、速率高、功耗低和维护便利等优势,已成为水下通信领域的研究热点之一[1-3]。水下信号传输过程中经常受到湍流的干扰,包括介质对光信号的吸收、散射和湍流扰动等因素。这些因素可能引起光信号的光强闪烁和功率衰减[4],进而导致接收到的光信号严重失真,通信系统的误码率(BER)升高。引入信道编码是一种有效提高通信系统BER性能的手段[5],通过信道编码和译码检错纠错能力,达到降低系统BER的目的。卷积码作为一种具有检错和纠错能力的信道编码,在通信领域中得到了广泛的应用。DHALIWAL S等人[6]对码率为14、13、12、23和记忆深度为3~8的卷积码在加性高斯白噪声(AWGN)信道中的BER性能进行了比较分析。SINGHP等人[7]研究了码率为12的卷积码在Log-Normal湍流模型下的性能。XU F等人[8]对记忆深度为4、生成多项式为(15,17)的卷积码,在弱、强湍流信道下的BER等性能进行了研究。YANG L等人[9]研究了经卷积码编码后的无线光通信系统,在通断键控(OOK)调制方式下提升K分布湍流信道的性能。然而,不同强度湍流环境对卷积码性能的影响,以及在不同湍流环境下应如何选取码型还有待研究。因此,本文以Gamma-Gamma模型为湍流信道,采用二进制相移键控(BPSK)调制方式,选取不同码率和记忆深度的卷积码,研究不同强度的水下光通信湍流环境对不同卷积码造成的BER性能影响。
3 结束语
本文深入分析了不同码型的卷积码在Gamma-Gamma湍流信道(包括弱、中、强3种强度)中的性能表现。研究发现,当使用卷积码对原始信号进行编码后,能显著降低系统BER。此外,本文还对比了软译码和硬译码这2种译码方式下的系统BER性能。仿真结果显示,在相同强度的湍流信道下,软译码方式下的系统BER性能优于硬译码方式;在选择软译码方式进行译码时,采用低码率、记忆深度适当长的卷积码,能够更显著地改善系统BER性能。