大气相干光通信系统中 LDPC 编码的应用实现近年来随着通信数据量的不断增加,通信系统对编码稳定性的要求和速率也不断提高,而 20 世纪 60 年代提出的 LDPC 低密度奇偶校验编码、解码技术又重新进入了讨论人员的视野。源于 LDPC 码的纠错效率和信道利用率,LDPC 低密度奇偶校验码在高速数据通信系统中越来越显现出其优越的性能。现阶段 LDPC 码的编码器和解码器在理论上的讨论已经日渐成熟,各种有效的编码技术已经开始应用到商业领域。但是,如何降低 LDPC 码应用的成本并使其具有更强的性能和市场竞争力仍然是讨论的难点和重点。具体表现为模块化实现时,如何减少软硬件资源消耗,同时提高编解码器的效率。另外,在高速传输速率下简化编码器与解码器的硬件架构同样是需要解决的难点,所以要在高速率下完成编解码过程,需要成本和速率更高的 FPGA,并结合并行化处理架构实现编解码算法。应用于大气相干光传输系统的 LDPC 编解码器是目前讨论的热点方向。本文设计的 LDPC 编解码器应用于大气相干光传输系统。由于激光在大气中传输时会受到各种外界因素的干扰,设计应用于大气信道中的 LDPC 编解码器,利用其优秀的纠错性能便可很好地解决因外界干扰所产生的误码。本文主要讨论目的是在 10G、2.5G 输速率下,应用高速 FPGA 设计大气相干光通信系统的并行分布式 LDPC 码编解码器。虽然目前 40G、100G 的高速通信传输系统已经商用、400G 的通信系统仍在讨论,但是利用目前已经成熟的 10G、2.5G 的传输系统来试验基于 FPGA 的高速LDPC 编解码技术可以将工作重心更多地专注于 LDPC 码的编解码算法之中,以追求和猎取更高的编码效能。本文以实验室的多个项目为依托,在各个项目中完成不同模块和算法实现,结合相应的项目需求进行优化,具体讨论工作及创新点如下：1.解决了 FPGA 系统中 LDPC 码编解码器的资源分配问题。采纳并行分布式架构在 FPGA 系统中实现多个 LDPC 编解码器,利用并行同步处理架构对数据进行编码和解码操作,结合 FPGA 的可灵活操作的优势最大限度地提高编解码的性能。对于单独的 LDPC 编解码模块,采纳 IEEE802.16e 法律规范的 LDPC 编码算法和解码算法进行编解码器设计,以提高数据的编解码效率并且更加易于标准化开发。2.设计实现了高速—低速数据的复用、解复用板卡,并将之应用到分布式并行架构之中。采纳复用与解复用技术处理高速数据的并行化和串行化传输,串行传输的高速率信号被解复用后成为若...
