引用本文:
任发韬,曹阳,彭小峰,等:自由空间光通信中LT码的优化译码研究[J]. 光通信技术,2018,42(4):55-58.
任发韬,曹 阳*,彭小峰,陈 果,李小红
(重庆理工大学 电气与电子工程学院,重庆 400054)
【下载PDF全文】 【下载Word】摘要:为降低译码开销和通信时延,提出一种BP译码与OPD译码相结合的优化算法。通过Optisystem与Matlab对优化算法的性能进行仿真,结果表明,该优化算法在保证误码率不变的同时,能够有效降低译码开销;虽然译码复杂度稍有提高,但能够减少译码器的等待时间,从而降低自由空间光通信(FSO)系统的通信时延。
关键词:自由空间光通信;LT码;优化算法;译码开销;通信时延
中图分类号:TN911.22 文献标志码:A 文章编号:1002-5561(2018)04-0055-04
DOI:10.13921/j.cnki.issn1002-5561.2018.04.015
0 引言
与传统无线通信相比,自由空间光通信(FSO)具有带宽高、通信容量大和无需频率申请等优点,已成为通信领域的研究热点[1]。激光信号在大气信道中传输时,易受大气湍流效应影响,导致传输光束质量严重下降,降低了FSO的通信质量[2]。
采用信道编码技术可以有效降低大气湍流对FSO的影响,信道编码中的喷泉码是一种基于删除信道的稀疏度分布的编码方式[3],它包括LT(Luby Transform)码、Raptor码等,其中LT码是第一种具体可行的喷泉码[4],具有编译码算法简单和译码开销低等特点,已成为新的信道编码研究方向。另外,LT码还具有无码率特性,发射端不需要根据信道信息改变码率,这是其与传统编码方案的主要优势[5]。为提高FSO通信质量,可将LT码应用于其中。Ivan B.证实了传统编码应用于FSO系统时往往需要交织器,而喷泉码不需要[6]。Jaime A.等人对喷泉码与LDPC码在FSO中的性能进行了室内模拟实验,实验结果表明在低信噪比时喷泉码更接近信道容量[7]。Anuj Nayak分析了LT码和BCH码在RF/FSO系统中的性能,表明LT码能够以比BCH码更低的发射功率实现通信[8]。Geetha Prakash等人将LT码结合选择重传机制(ARQ)来提高FSO性能,结果表明LT码能够降低反馈次数[9]。但是,上述文献中LT码均采用置信传播(Belief Propagation,BP)译码算法,BP译码算法简单,可其过于依赖度为1的编码符号,造成BP译码的译码开销比高斯消元(Gauss Elimination, GE)译码所需的大,而GE译码的缺点是译码复杂度高。因此,本文提出一种BP译码算法与最优部分译码(Optimal Partial Decoder, OPD)算法[10]相结合的优化算法来降低LT码的译码开销。
5 结束语
当LT码应用于FSO系统时,由于BP译码过于依赖度为1的编码符号,造成译码器需要接收更多的编码符号,进而增加了FSO系统的通信时延。因此,本文提出了BP译码与OPD译码相结合的优化算法,本算法可有效减低FSO系统的通信时延。仿真结果表明,在保证误码率不变的情况下,本优化算法能够有效降低译码开销,虽然译码复杂度比BP译码稍有提高,但能够减少译码器等待的时间,从而降低FSO系统的通信时延。