【正文】 .......................................... 7 論文的結(jié)構(gòu)安排 .................................................................................................................. 8 第二章 偏振模色散的基本理論 ................................................................................................... 12 偏振光基本概念 .................................................................................................................. 12 偏振態(tài)的表示方法 .............................................................................................................. 12 瓊斯矢量 ....................................................................................................................... 12 斯托克斯（ Stokes）矢量 ............................................................................................ 13 邦加球的表示方法 ....................................................................................................... 14 偏振模色散的產(chǎn)生 ............................................................................................................... 17 偏振模色散補償控制技術(shù) .................................................................................................. 17 光域偏振模色散補償方案 ............................................................................................ 18 偏振模色散補償單元 .................................................................................................... 18 偏振模色散監(jiān)測模塊 ................................................................................................... 19 反饋控制模塊 ................................................................................................................ 19 PSO 算法 .............................................................................................................................. 20 PSO 算法的搜索算法流程 ........................................................................................... 21 PSO 跟蹤算法流程 ....................................................................................................... 22 本章小結(jié) ............................................................................................................................... 23 第三章 LDPC 碼基本原理和編譯碼方法 .................................................................................... 25 前向糾錯技術(shù)概述 ............................................................................................................ 25 分組碼 ................................................................................................................................ 25 低密度奇偶校驗碼概述 .................................................................................................... 26 LDPC 碼的分類 ................................................................................................................ 27 LDPC 規(guī)則碼隨機構(gòu)造方法 ............................................................................................. 27 構(gòu)造規(guī)則碼校驗矩陣的要求 ....................................................................................... 27 LDPC 碼基于行分裂和列分裂的構(gòu)造方法 ................................................................. 27 LDPC 碼的譯碼算法 ........................................................................................................ 28 比特翻轉(zhuǎn)譯碼算法 ....................................................................................................... 29 置信傳播譯碼算法 ........................................................................................................ 30 本章小結(jié) .............................................................................................................................. 40 第四章 前向糾錯性能仿真以及在光纖 PMD 補償系統(tǒng)中應(yīng)用仿真 ........................................ 43 LDPC 碼譯碼性能仿真分析 ............................................................................................. 43 LDPC 碼應(yīng)用于 PMD 補償 .............................................................................................. 45 FEC 編碼應(yīng)用于有 PMD 補償器的系統(tǒng) ......................................................................... 46 增強型 FEC 應(yīng)用于有 PMD 補償器的系統(tǒng) .................................................................... 47 本章小結(jié) ............................................................................................................................ 49 攻讀碩士期間發(fā)表論文情況 ......................................................................................................... 51 致謝 ................................................................................................................................................ 52 北京郵電大學碩士學位論文 4 第一章 概述 自從出現(xiàn)了人類，就有了伴隨人類的通信系統(tǒng)。打手勢、書信往來、電報、廣播、電話、電視等都是傳遞消息的方法，都是通信。通信的目的就是傳遞消息，傳輸信息。近代以來的通信就是借助電信號抑或光信號以及相關(guān)的的設(shè)備來完成的。 通信和通信系統(tǒng) 信源、信道和信宿即可構(gòu)成最簡單的通信系統(tǒng)。通常說起來，提供消息的設(shè)備、人或者物體就可以稱之為信源。而接收消息的設(shè)備、人或者物體就是信宿。中間用來傳遞信息的通路，從信源到信宿間傳遞 物理 信號的傳輸介質(zhì)和設(shè)施就是信道。 數(shù)字通信系統(tǒng)中有兩個問題：有效性和可靠性。數(shù)字通信的有效性主要體現(xiàn)在一個信道通過的信息速率來體現(xiàn)，是數(shù)字通信中信源編碼的主要問題。信源編碼技術(shù)使得用盡量少的馬子符號來描述語音、圖像等消息?？煽啃哉f明信宿對接收到的消息進行判斷評估、去偽留 真 處理的能力，是數(shù)字通信中信道編碼的主要任務(wù)。 可靠性主要可以用誤碼率和誤比特率來衡量，所以提高可靠性，主要任務(wù)就可以看做讓誤碼率或者誤比特率盡量小的工作。而信息論最初就是為了解決通信系統(tǒng)的有效性和可靠性而建立并發(fā)展起來的。 而傳輸過程中，數(shù)字信號因為受到各種噪聲和干擾的影響，其信號碼元的波形一定程度上遭到破壞，導致在傳輸?shù)浇邮斩藭霈F(xiàn)誤判決。普遍實際存在的加性噪聲的干擾影響，通常有幾種常見方法可以提高可靠性， 采用更好的調(diào)制格式、采用更好的解調(diào)方式，增大發(fā)射功率，還有運用 好的差錯控制編碼。糾錯編碼技術(shù)可以保證通信系統(tǒng)的數(shù)據(jù)可以可靠地傳輸，具體的做法是在信 源處在需要傳輸?shù)男畔⒅屑尤胍恍┚哂幸欢ㄏ嚓P(guān)性的校驗碼，使得信宿出可以檢測到錯誤并且能夠糾正錯誤，通過這樣的處理達到改善通信性能的效果，提高數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量，降低比特誤碼率，降低發(fā)射功率等。 偏振模色散補償 光纖由于制造工藝的缺陷造成截面并非圓形，或者由于受到擠壓、扭曲、溫度、電磁場等因素的影響造成其中傳輸?shù)膬蓚€正交模式的傳播速度不同，發(fā)生“走離”，這種現(xiàn)象稱之為偏振模色散（ PMD： polarization mode dispersion）。 北京郵電大學碩士學位論文 5 光纖 PMD 的大小一般用 PMD 系數(shù)表示。目前的光纖通信系統(tǒng)主要 采用普通單模光纖（ ）， ITUT 規(guī)定 光纖的 PMD 系數(shù)小于 /ps km 。新型光纖的 PMD 系數(shù)一般比較小，但是早些時間鋪設(shè)的光纖 PMD 系數(shù)都較大。如果對骨干網(wǎng)鋪設(shè)的光纖進行升級，成本將非常昂貴，所以需要研究偏振模色散補償技術(shù)以緩解光纖中的 PMD 對信號造成的影響。 對于光信號在傳輸過程中的損傷，由于色度色散和非線性在光纖中較為穩(wěn)定，易于補償，因而目前的研究較為成熟，然而，對于 PMD，由于其隨機性，目前尚無非常成熟的補償技術(shù)。已有的偏振模色散緩解和補償技術(shù) 分為電域補償和光域補償 [19]。其中，電域補償主要采用電均衡技術(shù)，其特點是結(jié)構(gòu)緊湊，能夠修復(fù)由于多種原因引起的信號惡化。但是，電域補償?shù)脑O(shè)備比較復(fù)雜，補償量有限，且受電子器件速率瓶頸的限制，不適于 40Gb/s 及其以上的系統(tǒng)。光域補償主要采用反饋控制的方式，通過算法實現(xiàn)對偏振模色散的緩解。其特點是結(jié)構(gòu)簡單、成本低、補償量