引用本文:
敖珺,张菲,马春波:FSO通信系统中基于交织技术的Spinal码突发纠错策略[J]. 光通信技术,2019,43(7):51-55.
敖 珺,张 菲,马春波*
(桂林电子科技大学 信息与通信学院,广西 桂林 541004)
【下载PDF全文】 【下载Word】摘要:Spinal码的无速率特性使其在自由空间光通信系统中具有良好的应用前景。针对Spinal码在湍流信道下遇到突发差错导致系统性能下降的问题,提出将交织技术引入Spinal码的编译码过程,并在基于GPU的仿真平台上对Spinal码的性能进行仿真。仿真结果表明:在湍流信道和加性高斯白噪声(AWGN)信道下,经过交织的Spinal码译码成功时所用的通道数低于未交织的Spinal码,其平均码率也比未交织时高约0.4~3.8 bit/symbol。此外,经过交织的Spinal码在大气湍流信道下的性能波动比未交织的Spinal码小一半以上。
关键词:Spinal码;自由空间光通信;交织;湍流信道
中图分类号:TN914 文献标志码:A 文章编号:1002-5561(2019)07-0051-05
DOI:10.13921/j.cnki.issn1002-5561.2019.07.012
0 引言
自由空间光通信作为一种新兴的宽带接入方式,以其易于架设、无需频谱许可和安全性强等优点受到了人们的广泛关注。但是由于大气效应对传输光束的影响,这种通信系统难以获得较高的吞吐量[1,2]。为了提升系统的性能,有学者将Spinal码[3]这种具备比特速率可调特性的差错控制编码引入自由空间光通信系统中。近年来,人们对自由空间光通信系统内Spinal码的研究主要集中在其译码算法的设计和应用实现方面[4-6],未考虑大气湍流对通信系统性能的影响。而由大气湍流引起的长串突发错误对属于短码的Spinal码而言,很容易超出其纠错能力,使其无法通过译码得到正确的信息序列。
针对上述问题,本文将交织技术引入Spinal码的编译码过程,采取由同一条信息序列编码产生的多个数据包进行交织后再发送给接收端的方法,把较长的突发错误离散成随机差错,提高Spinal码的译码成功概率,继而提升系统的整体性能。
4 结束语
Spinal码在弱大气湍流信道下传输时,易产生连续的长串突发错误,译码器无法对这种连续性的长串突发差错进行纠正来得到正确的译码结果。在这种情况下,接收端会不断对信息进行接收和译码操作,直到满足终止条件。大气湍流的存在导致接收端往往需要接收大量的通道来完成Spinal码的正确译码,因此Spinal码的码率变低,系统的性能也会下降。针对这种现象,本文提出了将Spinal码进行多通道交织后再发送的策略来提高系统的抗突发差错能力,提升系统性能。通过仿真对比分析,在湍流信道和AWGN信道下,本文提出的Spinal码优化策略的性能优于原Spinal码,在一定程度上缓解了大气湍流对传输信号的干扰作用。本文仅对Spinal码在信号衰落服从对数正态分布的湍流信道中的性能进行了讨论,在进一步工作中可对服从Gamma-Gamma分布的大气湍流信道中Spinal码的性能进行研究。