基于级联交织码的水下LED光通信误码性能分析

张 奕，杨 祎，阴亚芳，贺锋涛，张建磊

(西安邮电大学 电子工程学院，西安 710121)

引 言

水下发光二极管(light-emitting diode，LED)光通信因其发散角大、通信时不需要严格对准、成本低等众多优势[1-4]，未来将成为水下通信网络的重要技术之一。在水下LED光通信系统中，常使用的调制方式为开关键控(on-off keying，OOK)调制，系统为基带传输[5]。单极性的数字码流中会包含一定直流分量，而链路中存在具有高通特性的交流耦合网络会将其滤除，导致信号发生基线漂移。当传输序列中存在不均匀的连“0”、连“1”信号时，基线漂移现象会更严重，若直接进行信号判决将会产生较大误码。同时，在复杂的海水环境中，由于水体具有的吸收散射特性，导致信号受到较大的衰减和干扰，进一步恶化系统误码性能。为了提升系统的误比特率(bit error rate，BER)，可以引入纠错编码技术。

纠错编码是一种通过增加冗余来提高系统抗干扰能力的技术[6]，用来保证通信系统传输的可靠性。但面对复杂的水下环境，一些干扰或者衰落等都会引起信号的突发错误或随机错误，使用单一的纠错编码技术已经很难满足通信的可靠要求；同时随着码字长度的增加，虽然译码的正确率变大，但相应的复杂性和计算量也会不断增加。针对这类问题，为了满足可靠通信的条件下同时降低译码复杂度，FORNEY等人提出了级联码的概念[7]，通过组合两种或多种较短码字来获得长码，从而提高纠错能力。DONG等人在多径效应干扰下发现，使用里所(Reed Solomon，RS)-Turbo码方案可有效降低系统误比特率[8]。……