“日盲”紫外光通信系統編譯碼性能研究

摘 要：針對“日盲”紫外光通信信道的特殊性，采用當前優異的信道編碼技術Turbo碼進行編碼，仿真分析了Turbo碼實現紫外光信息傳輸的可行性，并分析了Turbo碼Max-Log-MAP譯碼算法對譯碼性能的影響，為Turbo碼在紫外光通信系統中的應用提供了理論基礎。

關鍵詞：“日盲”紫外光； Turbo碼； Max-Log-MAP； Eb/N0

中圖分類號：TN929.1-34 文獻標識碼：A

文章編號：1004-373X(2011)17-0001-03

Study on Turbo-code Performance of Solar-blind UV Communication System

XIAO Wen-lin， LI Xiao-yi， HOU Qian

(Chongqing Communication Institute， Chongqing 400035， China)

Abstract： The Turbo codes are adopted for encoding according to the particularity of \"solar-blind\" ultraviolet communication channel. The feasibility to realize UV information transmission with Turbo code is simulated and analyzed. The impacts of Max-Log-MAP decoding algorithms on the decoding performances are also analyzed. The theoretical basis is provided for the application of Turbo codes in UV communication system.

Keywords： solar-blind UV; Turbo code; Max-Log-MAP; Eb/N0

0 引 言

“日盲”紫外光通信是一種新型通信方式，它主要采用遠紫外波段光波(200~280 nm)作為傳輸介質， 利用大氣中的粒子、氣溶膠、 灰塵等微粒對“日盲”紫外光的散射進行信息傳輸。紫外光通信自身的優點包括：低竊聽率、系統抗干擾能力強、全方位性、可用于非視距通信、無需捕獲、對準和跟蹤(APT )、全天候工作等等，因此，“日盲”紫外光通信具有較好的應用前景。由于大氣粒子對較短波長光的強烈散射，在傳輸過程中會產生隨機誤碼和突發誤碼，為了保證紫外光通信系統的可靠性，降低系統的誤碼率，尋找一種好的編碼方式，是紫外光通信的關鍵技術之一。

Turbo碼，又稱并行級聯卷積碼(Parallel Concatenated Conventional Code)，是在1993年由Berrou及Glavieux在ICC國際會議中提出的一種前向糾錯編譯碼方案。Turbo碼的研究目前主要集中在傳統無線電通信領域中，在無線光通信領域的應用尚不廣泛，尤其在紫外光通信系統中使用Turbo碼還沒有理論支持。本文試圖將Turbo碼引入紫外光通信系統進行研究，希望能對Turbo碼在紫外光通信系統的應用提供一定的理論基礎。

1 Turbo編碼器結構

傳統的Turbo碼編碼結構如圖1所示，即(37，21)碼，包括兩個遞歸系統卷積編碼器，用于產生非系統碼(又稱校驗碼)，還有一個交織器，用于改變原始信息符號的順序，而后再送入第二個遞歸系統卷積編碼器。

圖4所示的(37，21，65 536)碼在不同迭代次數時的譯碼性能中，當迭代次數超過18次時，該系統的譯碼性能基本上沒有改善。由圖4可知，當Turbo碼進行18次迭代譯碼時，在SNR為0.5~0.6 dB之間將可能達到其譯碼性能的極限。值得注意的是，在高信噪比時，盡管有很好的譯碼性能，但其誤比特率并沒有隨信噪比的增大而得到明顯的改善。在一定的信噪比時，誤比特率曲線幾乎接近水平了，所以誤比特性能隨信噪比的改善是非常有限的。

4 結 論

紫外光信道是典型的瑞利衰落信道，通過仿真可知，(37，21)碼具有很好的譯碼性能，按照香農理論，無疑是交織的長度和碼長越長，其性能越好，但其他的信

道編碼會隨碼長的增加而使譯碼的復雜度不斷增加，

Turbo碼卻能克服這一缺點，因此，(37，21)碼適合于紫外光通信系統的信道編譯碼。如果通信對實時性要求不是很高，就可以增加交織長度，或者采用幀間交織，加大交織深度，譯碼的性能將會更好。

參 考 文 獻

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作者簡介：

肖文林 男，1982年出生，江西贛州人，在讀碩士研究生。主要研究方向為無線光通信。

李曉毅 男，1973年出生，四川榮昌人，博士，副教授。主要研究領域為通信與信息系統。

侯 倩 女，1984年出生，新疆烏魯木齊人，在讀碩士研究生。主要研究方向為紫外光大氣傳輸特性和信道模型。