大气激光通信系统中 RS 编译码的仿真与软硬件实现随着靶场建设的飞速进展,对机动式、灵活布站、舰载及远程操控等需求的日益增强,靶场设备间的高速互联,测控设备内部高速通信链路的改进等都为激光通信技术提供了无限宽阔的应用空间。从靶场的实际应用出发,采纳激光通信技术解决靶场的实际使用需求具有重要的现实意义。激光通信虽然具有带宽高、通信距离远、实时性好、架设灵活等诸多优点,但同时天气因素如大雾和地面湍流都会对激光通信信道造成不利影响。因此讨论信道容错编码技术,提高系统的检错纠错能力对激光通信系统的正常可靠工作意义重大。里德-所罗门码(RS 码)是一种具有同时纠正随机错误和突发错误的能力的前向纠错码,应用在大气激光通信系统中能降低误码率,提高通信质量,满足对数据传输通道可靠性的要求。本文分析了 RS 码的误码率性能,并提出了一种基于RiBM 算法的 RS(15,9)译码器。译码器采纳流水线结构,通过 RiBM 算法求解关键方程,并在光纤里引入高斯加性白噪声 AWGN 模拟大气激光通信系统,完成了在 FPGA 平台上的测试。测试结果表明译码速率达到 1.94Gbit/s,为 Altera IP 核的 3.54 倍。RiBM 算法具有硬件复杂度低、关键路径延时短的优点,能满足系统译码的要求。本文完成的主要工作有：1.分析大气信道对激光传输的影响,深化讨论大气信道模型。对 RS、Turbo、 LDPC 这三种码型进行分析比较,结合工程需要及实际情况,选择 RS 码作为大气激光通信系统信道编码,拟定设计方案。2.利用 Simulink 建模分析了 RS 码的误码率性能,并对图象去噪。在阐述 RS 编译码原理的基础上给出其 MATLAB 程序的软件实现。3.利用Quartus Ⅱ 设计基于 RiBM 算法的 RS(15,9)译码器硬件电路,并在用 Altium Designer 开发自制的光纤通信收发电路板上 FPGA 实现。通过验证,RiBM 算法能满足大气激光通信系统高速率、高可靠性和高实时性的信息传输要求。
