提出了一种低复杂度的具有等差数列(AP)特性的准循环低密度奇偶校验(QC-LDPC)码构造方法, 该方法结构简单, 节省了存储空间, 可根据实际需要灵活地改变码长和码率。利用该方法构造出的AP-QC-LDPC(4599,4307)码的校验矩阵的每行元素为等差数列, 且公差单调递增, 所以该校验矩阵不含有4环。仿真结果表明: 在误码率(BER)为10-6时, 该AP-QC-LDPC(4599,4307)码比ITU-T G.975中的RS(255,239)码和ITU-T G.975.1中LDPC(32640,30592)码的净编码增益(NCG)分别改善了约2.19和1.48dB, 比基于有限域乘群的eIRA-QC-LDPC(4599,4307)码和QC-LDPC(3780,3540)码的净编码增益分别提高了约0.16和0.2dB。该方法构造的AP-QC-LDPC(4599,4307)码具有更好的纠错性能, 能更好地适应光通信系统的需求。

光通信系统中低密度奇偶校验(Low-density Parity-check, LDPC)码采用对数似然比置信传播(Log-likelihood Ratio Belief Propagation, LLR-BP)算法进行译码时, 在高信噪比区域迭代译码过程中会出现变量节点外部信息振荡不收敛而导致译码纠错性能的降低。为满足光通信系统的要求, 提出了一种削弱外部消息振荡的改进LLR-BP译码算法。该算法通过引入加权系数平衡前后两次迭代之间变量节点传递的外部信息, 明显减缓了外部信息的振荡现象。仿真结果表明: 与传统LLR-BP译码算法相比, 该改进LLR-BP算法具有更佳的误码性能, 同时降低变量节点外部信息振荡现象并加快了译码的收敛速度。

针对光通信系统日益发展的需要, 提出了一种的基于有限域准循环低密度奇偶校验(QC-LDPC)码的构造方法。该构造方法简单易行, 可以有效避免四环的出现, 具有良好的围长特性, 同时能够自由地选择码长码率。仿真分析表明: 通过该构造方法所构造的码率为93.7%的QC-LDPC(3780,3540)码的纠错性能优于利用随机构造方法所构造的SCG-LDPC(3969,3720)码和已广泛用于ITU-T G.975中的RS(255,239)码和ITU-T G.975.1 中的LDPC(32640,30592)码, 因而其更适合于光通信系统。

针对传统Gray映射在中高信噪比区域内对迭代译码的比特交织编码调制(BICM-ID)光通信系统改善信道容量性能有限的问题,基于互信息准则和比特的不等保护度提出了一种新颖的16QAM星座映射方案.仿真分析表明:在中高信噪比下,所提出的新映射方案比传统Gray映射方案的信道容量最大改善值可达1.18bit/channel.结合低密度奇偶校验(LDPC)码并借助外部信息传递(EXIT)图,该方案在光通信系统中具有很好的性能优势与应用前景.

基于SCG(4,k)码的构造方法对SCG-LDPC码进行优化改进, 构造一种适用于光通信系统的新颖LDPC(3969,3720)码, 通过增大其码长, 构造码率为95.1%的新颖SCG-LDPC(6561,6240)码, 使其码率更符合光通信系统的高码率要求。并用SCG-LDPC(6561,6240)码与码率为94.5%的BCH(127,120)码进行级联, 构造出一种新颖的BCH(127,120)+LDPC(6561,6240)级联码。仿真分析表明: 在误码率为10-7时, 新构造的BCH(127,120)+LDPC(6561,6240)级联码的净编码增益比已广泛应用于光通信系统的经典RS(255,239)码和SCG-LDPC(6561,6240)码分别提高了2.27dB和0.49dB。因而该级联码更适合于光通信系统。

基于有限域循环子群方法提出了一种结构简单，可以灵活选择码长、码率，并且编译码复杂度低的准循环低密度奇偶校验（QCLDPC）码构造方法。利用此方法构造出适合光通信系统传输的规则QCLDPC(5334,4955)码。仿真结果表明该码型利用和积迭代译码算法在加性高斯白噪声信道中取得了很好的性能，比已广泛应用于光通信中的经典RS(255,239)码具有更好的纠错性能。因此所构造的QCLDPC(5334,4955)码能较好地适用于高速长距离光通信系统。

基于平衡不完全区组设计(BIBD)，深入分析与研究了准循环低密度奇偶校验(QCLDPC)码的一种新颖构造方法，并通过该构造方法构造了3种同码率不同码长的QCLDPC码，通过对这3种QCLDPC码的仿真分析表明，同码率下，码长越长性能越好。同时在BER=10-6时码率均为93.7%的情况下，所构造的BIBDQCLDPC(5392,5056)码的净编码增益(NCG)比已广泛应用于光通信系统中的经典RS(255,239)码和ITUT G.975.1中的LDPC（32640,30592）码分别提高了约2.13dB和1.41dB。因而其纠错性能更强，更适用于高速长距离光通信系统。该新颖构造方法简单灵活且编译码更容易实现。

针对SCG(4, k)码构造方法的分析与研究, 提出一种适用于光通信系统中改进的新颖低密度奇偶校验(LDPC)码构造方法。该方法在保留SCG(4, k)构造方法的基础上, 采用类似于准循环的构造形式, 使生成的码字不受短环干扰, 并具有良好的围长特性; 并且与改进前的SCG(4, k)码相比, 该构造方法具有硬件实现方面节省存储空间和降低计算复杂度等优点。采用该方法构造了码率为93.7%的LDPC(3969, 3720)码。仿真结果表明: 这种码的净编码增益(NCG)比广泛用于光通信系统中的经典RS(255, 239)码提高了1.99dB。

基于分组Turbo码(BTC)提出光通信系统中一种新颖前向纠错(FEC)码型, 即RS(63,60)×RS(63,60)码。仿真表明, 在误码率为10-12时, 迭代8次的该 BTC与ITUT G.975.1中迭代3次的RS (255,239)+CSOC(k0/n0 =6/7, J=8)相比, 其净编码增益要相应增加0.34dB。分析表明该BTC具有分量码短、编/译码速度快的特点, 不仅减小了软/硬件实现的复杂度, 而且减小了编/译码带来的时延。因而该新BTC能较好地适用于光通信系统。