光PPM通信的卷積碼編碼性能分析

吳　濤　重慶郵電大學(xué)通信與信息工程學(xué)院

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光PPM通信的卷積碼編碼性能分析

吳濤重慶郵電大學(xué)通信與信息工程學(xué)院

摘要：介紹Turbo碼編碼及譯碼概念，在對(duì)Turbo碼編譯碼器結(jié)構(gòu)的及算法的分析基礎(chǔ)上，對(duì)泊松信道及PPM后驗(yàn)概率似然比的算法進(jìn)行了推導(dǎo)，并就碼率為1/2的Turbo碼的光PPM系統(tǒng)與SCPPM系統(tǒng)的誤碼率（BER）進(jìn)行了仿真比較，并且通過不同迭代次數(shù)就Turbo碼的光PPM系統(tǒng)進(jìn)行了仿真分析，證明了SCPPM的性能要略優(yōu)于Turbo碼的PPM系統(tǒng)，PPM通信系統(tǒng)中合理引入卷積碼，可以大大改善系統(tǒng)性能。

關(guān)鍵詞：卷積碼；PPM調(diào)制；泊松信道；后驗(yàn)概率似然比；譯碼算法

1　引言

PPM（PulsePositionModulation，脈沖位置調(diào)制）技術(shù)由于其抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)在光通信中得到廣泛的應(yīng)用。SCPPM是NASA在2005年為了支持火星演示系統(tǒng)（MLCD）提出的用于深空光通信的編譯碼系統(tǒng)，SCPPM它的特點(diǎn)是在PPM調(diào)制下使用較為簡(jiǎn)單的編譯碼方法實(shí)現(xiàn)高可靠度的深空光通信，Turbo碼作為一種級(jí)聯(lián)卷積編碼，具有較高的編碼增益，故可以在給定誤比特率和誤符號(hào)率的條件下，大大降低需要發(fā)送的，在能量受限信道中系統(tǒng)依然能保持可靠的通信能力。

2　卷積碼與PPM級(jí)聯(lián)的編/譯碼原理

2.1 Turbo編碼

如圖1所示，信息源產(chǎn)生的隨機(jī)序列，通過編碼器編碼成為Turbo碼。

圖1　Turbo-PPM系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

編碼器由2個(gè)相同的分量編碼器通過交織器并行級(jí)聯(lián)而成。分量編碼器的碼率為R=1/2的RSC，其中生成多項(xiàng)式為G（D）=［1，（1+D）2/（1+D+D2）］，采用如圖2所示的結(jié)構(gòu)。假設(shè)交織長(zhǎng)度為N，則對(duì)于N個(gè)輸入比特信息，轉(zhuǎn)換器指向A位置，對(duì)于m個(gè)尾比特（m為位移寄存器的個(gè)數(shù)），其轉(zhuǎn)換器指向B位置。……