Chinese Journal on Internet of Things ›› 2022, Vol. 6 ›› Issue (3): 23-36.doi: 10.11959/j.issn.2096-3750.2022.00276
• Topic: IoT and Wireless Optical Communication • Previous Articles Next Articles
Jingyuan LIANG1, Mengru LI1, Jiafan WANG1, Xizheng KE1,2,3
Revised:
2022-05-27
Online:
2022-08-05
Published:
2022-08-08
Supported by:
CLC Number:
Jingyuan LIANG, Mengru LI, Jiafan WANG, Xizheng KE. Research progress of error correction coding in optical wireless communication system[J]. Chinese Journal on Internet of Things, 2022, 6(3): 23-36.
"
年份 | 人物 | 研究进展 |
1948年 | Shannon | 发表《通信的数学理论》 |
1950年 | Hamming | 纠正独立错误的线性分组码——汉明码 |
1954年 | Reed、Muller | RM码 |
Golay | Golay码 | |
1955年 | Elias | 卷积码 |
1957年 | Prange | 循环码 |
1959年 | Hocquenghem | BCH码 |
1960年 | Reed、Solomon | RS码 |
1962年 | Gallager | LDPC码 |
1993年 | Berrou、Glavieux | Turbo码 |
2009年 | Arikan | Polar码 |
2006年 | 李川 | BCH-LDPC级联码,性能更优 |
2007年 | 康伟民 | RS-BCH 级联码用来校正随机和突发的混合误码 |
2009年 | 张威 | RS-Turbo级联码可以提高编码增益 |
2010年 | 袁建国 | RS-BCH级联码提高了系统的纠错能力 |
2017年 | Dong W | 不规则QC-LDPC码构造进行研究 |
"
年份 | 人物 | 研究进展 |
1993年 | Ohtsuki | RS码用于无线光通信系统 |
2003年 | Josephm | Turbo码与无线光通信系统结合 |
2005年 | Jaime | 引入LDPC码抑制信道噪声 |
2008年 | 何小梅 | Turbo码所需要的接收功率更低 |
2010年 | Wen | 喷泉码和二进制LDPC码级联性能更好 |
2011年 | 姜晓峰 | 交织RS码编码效率为1/2时具有最强抗干扰能力 |
2013年 | Habif | 将极化码与脉冲位置调制方式结合 |
2015年 | Wu | 极化码用于光通信系统 |
2019年 | Iqbal | 设计隐式凿孔极性编码调制系统 |
2019年 | 敖珺 | 使用Raptor10码组合FSO和射频信道 |
2019年 | 张晗 | 自适应码率极化码用于弱湍流信道 |
2021年 | 文豪 | 极化码用于自由空间光通信MIMO系统中PC-CRC-SCL译码方法用于自由空间光通信系统 |
2021年 | 鲁信金 | 不同信道中极化计算方法和编码参数对误码率的影响 |
2021年 | Cao | 基于动态调整LLR的LDPC码性能更佳 |
2021年 | Sonali | 分析和制定LDPC码的BP算法 |
"
时间 | 天气情况 | 能见度/m | 纠错前误码率 | 纠错方式 | |||
LDPC | Turbo | RS(15,9) | RS(30,10) | ||||
2006年10月26日 | 大雾 | 200 | 3.41 ×10-3 | 5.74 ×10-5 | 55.10 ×10- | ||
2006年10月27日 | 大雾 | 200 | 3.35 ×10-3 | 2.96 ×10-5 | 2.72 ×10-5 | ||
2007年12月8日 | 雨雾 | 150 | 7.3 ×10-3 | 55.4 ×10- | 3.2 ×10-5 | ||
2007年12月9日 | 大雾 | 200 | 2.6 ×10-3 | 4.4 ×10-5 | 67.6 ×10- | ||
2007年12月10日 | 大雾 | 400 | 1.3 ×10-3 | 68.4 ×10- | 2.5 ×10-6 | ||
2006年9月—2006年10月 | 晴天 | 15 000 | ≤10- 7 | <10-9 | |||
阴天 | 3 000 | ≤10-6 | <10-9 |
"
时间 | 天气情况 | 降雨量/mm | 纠错前误码率 | 纠错方式 | |||
LDPC | Turbo | RS(15,9) | RS(30,10) | ||||
2007年4月23日 | 小雨 | 0.2 | 2.2 ×10-4 | 3.3 ×10-6 | 3.0 ×10-6 | ||
2007年7月4日 | 大雨 | 19.8 | 6.8 ×10-4 | 4.0 ×10-6 | 2.4 ×10-6 | ||
2007年6月17日 | 中雨 | 27.5 | 3.5 ×10-4 | 8.4 ×10-7 | 6.8 ×10-7 | ||
2007年7月5日 | 暴雨 | 34.1 | 2.4 ×10-3 | 4.2 ×10-5 | 8.8 ×10-6 | 3.2 ×10-5 | |
2007年8月9日 | 大雨 | 28.6 | 7.7 ×10-4 | 2.2 ×10-6 | 1.5 ×10-6 | ||
2007年8月26日 | 大暴雨 | 76.9 | 8.2 ×10-3 | 1.04 ×10-5 | |||
2007年8月30日 | 小到中雨 | 21.4 | 4.4 ×10-4 | 5.0 ×10-6 | 6.4 ×10-7 | ||
2007年8月31日 | 中到小雨 | 2.4 | 3.8 ×10-4 | 1.06 ×10-6 | 4.8 ×10-6 | ||
2007年9月3日 | 中到小雨 | 10.1 | 4.0 ×10-4 | 5.4 ×10-6 | 8.6 ×10-7 | ||
2007年9月7日 | 中到大雨 | 33.5 | 5.8 ×10-4 | 3.4 ×10-6 | |||
2007年9月27日 | 小雨 | 7.0 | 2.6 ×10-4 | 4.2 ×10-6 | 8.3 ×10-7 | ||
2007年9月28日 | 小雨 | 8.7 | 3.2 ×10-4 | 4.0 ×10-6 | |||
2007年9月29日 | 小雨 | 3.0 | 3.5 ×10-4 | 4.3 ×10-6 | 3.8 ×10-6 | ||
2007年10月8日 | 毛毛雨 | 0.2 | 7.6 ×10-5 | 5.3 ×10-7 | |||
2007年10月9日 | 小雨 | 1.6 | 2.0 ×10-4 | 3.2 ×10-6 | 7.8 ×10-7 | 3.0 ×10-6 | 7.2 ×10-7 |
2007年10月10日 | 小雨 | 6.6 | 2.6 ×10-4 | 3.5 ×10-6 | 3.1 ×10-6 | ||
2007年10月11日 | 小到中雨 | 12.0 | 4.8 ×10-4 | 6.6 ×10-6 | 1.8 ×10-6 | ||
2007年10月12日 | 小到中雨 | 24.6 | 4.0 ×10-4 | 5.4 ×10-6 | 8.8 ×10-7 | ||
2007年10月27日 | 大雨 | 20.3 | 7.5 ×10-4 | 2.4 ×10-6 | 1.8 ×10-6 | ||
2007年5月13日 | 中雨 | 13.6 | 5.0 ×10-4 | 6.6 ×10-6 | 7.5 ×10-7 | 5.2 ×10-6 | |
2007年10月15日 | 中雨 | 10.3 | 3.3 ×10-4 | 5 ×10-6 | 6 ×10-6 | ||
2007年7月2日 | 中雨 | 11.9 | 2.8 ×10-4 | 5.4 ×10-7 | 4.5 ×10-7 | ||
2007年5月23日 | 小到中雨 | 9.2 | 4.7 ×10-4 | 5.2 ×10-6 | 6.1 ×10-7 | ||
2007年5月24日 | 阴雨 | 0.8 | 1.5 ×10-4 | 1.8 ×10-6 | 2.0 ×10-6 | ||
2007年7月4日 | 中到大雨 | 19.8 | 6.2 ×10-4 | 8.4 ×10-6 | 8.2 ×10-6 | ||
2007年5月23日 | 中雨 | 12.2 | 4.5 ×10-4 | 5.4 ×10-6 | 7.3 ×10-6 |
"
时间 | 天气情况 | 降雪量/mm | 纠错前误码率 | 纠错方式 | |||
LDPC | Turbo | RS(15,9) | RS(30,10) | ||||
2007年1月3日 | 中雪 | 1.9 | 4.6 ×10-3 | 7.8 ×10-5 | 8.4 ×10-5 | ||
2008年1月11日 | 中雪 | 2.5 | 3.4 ×10-4 | 2.1 ×10-6 | 1.2 ×10-6 | ||
2008年1月12日 | 大雪 | 5.6 | 6.2 ×10-3 | 8.8 ×10-5 | 3.6 ×10-5 | ||
2008年1月18日 | 大雪 | 6.4 | 5.5 ×10-3 | 3.8 ×10-5 | 2.5 ×10-5 | ||
2008年1月20日 | 大雪 | 6.0 | 4.4 ×10-3 | 1.6 ×10-5 | 9.2 ×10-6 | ||
2008年1月21日 | 大雪 | 4.8 | 4.5 ×10-3 | 6.3 ×10-5 | 5.7 ×10-5 |
[6] | REED I . A class of multiple-error-correcting codes and the decoding scheme[J]. Transactions of the IRE Professional Group on Information Theory, 1954,4(4): 38-49. |
[7] | GOLAYM J . Note on digital coding[EB]. 1949. |
[8] | ELIAS P . Coding for two noisy channels[EB]. 1955. |
[9] | PRANGE E . Cyclic error-correcting codes in two symbols[M]. Cambridge,Mass,Air Force Cam-bridge Research Center, 1957. |
[10] | BOSE R C , RAY-CHAUDHURI D K , . On a class of error correcting binary group codes[J]. Information and Control, 1960,3(1): 68-79. |
[11] | HOCQUENGHEM A . Codes corecteurs d′erreurs[EB]. 1959. |
[12] | REED I S , SOLOMON G . Polynomial codes over certain finite fields[J]. Journal of the Society for Industrial and Applied Mathematics, 1960,8(2): 300-304. |
[13] | GALLAGER R . Low-density parity-check codes[J]. IRE Transactions on Information Theory, 1962,8(1): 21-28. |
[14] | FANG Y , HAN G J , CAI G F ,et al. Design guidelines of low-density parity-check codes for magnetic recording systems[J]. IEEE Communications Surveys & Tutorials, 2018,20(2): 1574-1606. |
[15] | BERROU C , GLAVIEUX A , THITIMAJSHIMA P . Near Shannon limit error-correcting coding and decoding,turbo-codes.1[C]// Proceedings of ICC '93 - IEEE International Conference on Communications. Piscataway,IEEE Press, 1993: 1064-1070. |
[16] | ARIKAN E . Systematic polar coding[J]. IEEE Communications Letters, 2011,15(8): 860-862. |
[17] | ARIKAN E . Channel polarization,amethod for constructing capacity-achieving codes for symmetric binary-input memoryless channels[J]. IEEE Transactionson Information Theory, 2009,55(7): 3051-3073. |
[18] | 李川 . LDPC码及LDPC级联码的性能研究[D]. 南京,南京航空航天大学, 2006: 71-73. |
LI C . Research on the performance of LDPC code and itsserialconcatenatedcode[D]. Nanjing,Nanjing University of Aeronautics and Astronautics, 2006: 71-73. | |
[19] | 康伟民 . 空间光通信RS码技术研究[D]. 长春,吉林大学, 2007. |
KANG W M . Research of RS code technology in space optical communication[D]. Changchun,Jilin University, 2007. | |
[20] | 张威, 徐熙宗, 张克 ,等. RS级联编码在超短波通信与卫星通信信道的仿真分析[J]. 通信技术, 2009,42(2): 27-29. |
ZHANG W , XU X Z , ZHANG K ,et al. Simulation analysis of RS concatenated code in ultra short wave communication and satellite communication channels[J]. Communications Technology, 2009,42(2): 27-29. | |
[21] | 袁建国, 梁天宇, 何丽 ,等. 光通信系统中交织型级联码性能的研究[J]. 半导体光电, 2010,31(2): 273-276. |
YUAN J G , LIANG T Y , HE L ,et al. Research on the performance of the interleaved concatenated code for optical communication systems[J]. Semiconductor Optoelectronics, 2010,31(2): 273-276. | |
[22] | PODEMSKI R , HOLUBOWICZ W , BERROU C ,et al. Hamming distance spectra of turbo-codes[J]. Annales Des Télécommunications, 1995,50(9/10): 790-797. |
[23] | OHTSUKI T , SASASE I , MORI S . Overlapping multi-pulse pulse position modulation in optical direct detection channel[C]// Proceedings of ICC '93 - IEEE International Conference on Communications. Piscataway,IEEE Press, 1993: 1123-1127. |
[24] | ZHU X M , KAHN J M . Performance bounds for coded free-space optical communications through atmospheric turbulence channels[J]. IEEE Transactions on Communications, 2003,51(8): 1233-1239. |
[25] | ANGUITA J A , DJORDJEVIC I B , NEIFELD M A ,et al. Shannon capacities and error-correction codes for optical atmospheric turbulent channels[J]. Journal of Optical Networking, 2005,4(9): 586. |
[1] | 柯熙政, 殷致云 . 无线激光通信系统中的编码理论[M]. 北京,科学出版社, 2009. |
KE X Z , YIN Z Y . Coding Theory in Wireless Laser Communication System[M]. Beijing,Science Press, 2009. | |
[26] | 何小梅, 李晓峰, 张冬云 ,等. 高效纠错编码技术在无线光通信中的性能分析[J]. 光子学报, 2008,37(12): 2427-2429. |
HE X M , LI X F , ZHANG D Y ,et al. Performance for efficient error correction coding in wireless optical communication[J]. Acta Photonica Sinica, 2008,37(12): 2427-2429. | |
[2] | 柯熙政, 赵黎, 殷致云 ,等. 无线激光通信中差错控制实验研究[J]. 电子测量与仪器学报, 2009,23(6): 18-23. |
KE X Z , ZHAO L , YIN Z Y ,et al. Experimental research on the error control of wireless laser communication[J]. Journal of Electronic Measurement and Instrument, 2009,23(6): 18-23. | |
[27] | WEN L , LEI J , WEI J B . Design of concatenation of fountain and non-binary LDPC codes for satellite communications[C]// Proceedings of 2010 2nd International Conference on Information Engineering and Computer Science. Piscataway,IEEE Press, 2010: 1-4. |
[28] | 姜晓峰, 赵尚弘, 李勇军 ,等. 星地光通信交织RS码设计及性能研究[J]. 半导体光电, 2011,32(3): 401-404. |
[3] | SHANNON C E . A mathematical theory of communication[J]. Bell System Technical Journal, 1948,27(3): 379-423. |
[4] | HAMMING R W . Error detecting and error correcting codes[J]. The Bell System Technical Journal, 1950,29(2): 147-160. |
[28] | JIANG X F , ZHAO S H , LI Y J ,et al. Design of interleaved R-S code of satellite-to-ground optical communication system[J]. Semiconductor Optoelectronics, 2011,32(3): 401-404. |
[29] | HABIF J L , DUTTON Z , GUHA S . Polar coded optical communications with weak coherent states[C]// Proceedings of CLEO,2013. Piscataway,IEEE Press, 2013: 1-2. |
[30] | WU Z F , FISCHER J K , LANKL B . Experimental investigation of polar code performance for coherent UDWDM PONs[C]// Proceedings of Optical Fiber Communication Conference.Washington, D.C:OSA, 2015: 1-3. |
[31] | FANG J F , BI M H , XIAO S L ,et al. Performance investigation of the polar coded FSO communication system over turbulence channel[J]. Applied Optics, 2018,57(25): 7378-7384. |
[32] | IQBAL S , DA SILVA E P , YANKOVM P ,et al. An experimental demonstration of rate-adaptation using shaped polar codes for flexible optical networks[J]. Journal of Lightwave Technology, 2019,37(13): 3357-3364. |
[33] | 张晗, 涂巧玲, 曹阳 ,等. 适用于大气弱湍流信道的自适应码率极化码[J]. 红外与激光工程, 2019,48(7): 265-273. |
ZHANG H , TU Q L , CAO Y ,et al. Adaptive rate polar codes for atmospheric weakturbulencechannel[J]. Infrared and Laser Engineering, 2019,48(7): 265-273. | |
[34] | 敖珺, 谈新园, 马春波 ,等. 基于 Raptor10 码的自由空间光通信系统设计[J]. 红外与激光工程, 2019,48(9): 173-178. |
AO J , TAN X Y , MA C B ,et al. Design of free space optical communication system based on Raptor10 code[J]. Infrared and Laser Engineering, 2019,48(9): 173-178. | |
[35] | 文豪, 曹阳, 彭小峰 ,等. 自由空间光通信中的MIMO极化编码方法[J]. 激光与光电子学进展, 2021,58(19): 1906004. |
WEN H , CAO Y , PENG X F ,et al. MIMO polarization-coding method in free space optical communication[J]. Laser& Optoelectronics Progress, 2021,58(19): 1906004. | |
[36] | 文豪, 曹阳, 彭小峰 ,等. 大气弱湍流信道下松弛极化码译码方法[J]. 光通信技术, 2021,45(2): 36-40. |
WEN H , CAO Y , PENG X F ,et al. Decoding method of relaxed polarization code in weak atmospheric turbulence channel[J]. Optical Communication Technology, 2021,45(2): 36-40. | |
[37] | 鲁信金, 舒冰心, 雷菁 . Polar码编译码技术研究[J]. 无线电通信技术, 2021,47(6): 780-788. |
LU X J , SHU B X , LEI J . Research on encoding and decoding technology of polar codes[J]. Radio Communications Technology, 2021,47(6): 780-788. | |
[38] | CAO P , RAO Q M , YANG J ,et al. LDPC code with Dynamically adjusted LLR under FSO turbulence channel[J]. Journal of Physics:Conference Series, 2021,1920(1): 012023. |
[39] | SONALI , DIXIT A , JAIN V K . Analysis of LDPC codes in FSO communication system under fast fading channel conditions[J]. IEEE Open Journal of the Communications Society, 2021,2: 1663-1673. |
[40] | 杜安源, 柯熙政 . 大气激光通信系统中 RS 码的研究与实现[J]. 光电工程, 2004,31(S1): 44-47. |
DU A Y , KE X Z . Study and implementation of Reed-Solomon code in an atmospheric laser communication system[J]. Opto-Electronic Engineering, 2004,31(S1): 44-47. | |
[41] | 杜安源 . 大气激光通信系统中RS码的研究与实现[D]. 西安,西安理工大学, 2005. |
DU A Y . Research and implement of reed-Solomoncodes in atmosphere communication system[D]. Xi'an,Xi'an University of Technology, 2005. | |
[42] | 贾科军 . 大气激光通信系统中LDPC码的设计与实现[D]. 西安,西安理工大学, 2007. |
JIA K J . Design and implementation of LDPC codes in atmosphere laser communication system[D]. Xi'an,Xi'an University of Technology, 2007. | |
[43] | 刘健 . 大气激光通信系统中Turbo码的研究[D]. 西安,西安理工大学, 2006. |
LIU J . Research of turbo codes in atmosphere communication system[D]. Xi'an,Xi'an University of Technology, 2006. | |
[44] | 殷致云 . FSO广义信道特性研究[D]. 西安,西安理工大学, 2009. |
YIN Z Y . Research on the characteristics of FSO generalized channel[D]. Xi'an,Xi'an University of Technology, 2009. | |
[45] | 孙玉双 . 低压电力线载波抄表系统中的喷泉码研究与实现[D]. 西安:西安理工大学, 2009. |
SUN Y S . Research and implementation of fountain code in low-voltage power line carrier meter reading system[D]. Xi'an,Xi'an University of Technology, 2009. | |
[46] | 邵军虎, 柯熙政, 陈强 . 一种适用于大气弱湍流信道的极化纠错编码调制方案[J]. 电子学报, 2016,44(8): 1831-1836. |
SHAO J H , KE X Z , CHEN Q . A suitable polar coding modulation scheme for atmospheric weak turbulence channel[J]. Acta Electronica Sinica, 2016,44(8): 1831-1836. | |
[47] | 陈强 . 无线光通信系统中极化编码研究[D]. 西安:西安理工大学, 2014. |
CHEN Q . Research on polarization coding in wireless optical communication system[D]. Xi'an,Xi'an University of Technology, 2014. | |
[48] | 牛凯, 戴金晟, 朴瑨楠 . 面向 6G 的极化码与极化处理[J]. 通信学报, 2020,41(5): 9-17. |
NIU K , DAI J S , PIAO J N . Polar codes and polar processing for 6G wireless systems[J]. Journal on Communications, 2020,41(5): 9-17. | |
[49] | 柯熙政, 雷思琛, 邵军虎 ,等. 基于极化码的无线光通信副载波误码性能分析[J]. 红外与激光工程, 2015,44(6): 1849-1853. |
KE X Z , LEI S C , SHAO J H ,et al. Analysis on error rate of wireless optical communication using subcarrier modulation based on polar code[J]. Infrared and Laser Engineering, 2015,44(6): 1849-1853. | |
[50] | 王先鹏 . 大气激光通信系统误码特性的实验测量与分析[D]. 西安:西安理工大学, 2008. |
WANG X P . Experimental measure and analysis of the error code characteristic in the ALC system[D]. Xi'an,Xi'an University of Technology, 2008. | |
[51] | 柯熙政, 吴加丽, 杨尚君 . 面向无线光通信的大气湍流研究进展与展望[J]. 电波科学学报, 2021,36(3): 323-339. |
KE X Z , WU J L , YANG S J . Research progress and prospect of atmospheric turbulence for wireless optical communication[J]. Chinese Journal of Radio Science, 2021,36(3): 323-339. | |
[52] | 柯熙政, 杨尚君, 吴加丽 ,等. 西安理工大学无线光通信系统自适应光学技术研究进展[J]. 强激光与粒子束, 2021,33(8): 30-52. |
[5] | MULLER D E . Application of Boolean algebra to switching circuit design and to error detection[J]. Transactions of the I R E Professional Group on Electronic Computers, 1954,EC-3(3): 6-12. |
[52] | KE X Z , YANG S J , WU J L ,et al. Research progress of adaptive optics in wireless optical communication system for Xi'an University of Technology[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2021,33(8): 30-52. |
[1] | Zaichen ZHANG, Xiaohu YOU, Jian DANG, Liang WU, Bingcheng ZHU, Ji CHEN, Lei WANG. Optical wireless communication and internet of things [J]. Chinese Journal on Internet of Things, 2022, 6(3): 1-13. |
[2] | Dongbo LI,Min JIA,Qing GUO,Xuemai GU,Xiaofeng LIU. Performance analysis of dual non-orthogonal multiple access technology in the Internet of things [J]. Chinese Journal on Internet of Things, 2019, 3(1): 37-44. |
Viewed | ||||||
Full text |
|
|||||
Abstract |
|
|||||
|