基于发光二极管的水下可见光通信技术是一种照明通信两用的水下无线通信方式，有效解决了水声通信时延大、带宽小、能耗大等诸多缺点。由于海水中各种介质对光的传播造成衰减，降低了接收信噪比，影响通信质量。同时，海水铅直方向介质质量浓度随深度增加而变化，导致光传播吸收和散射系数不是恒定的，影响到纠错编码的参数设置。本文在Matlab平台上使用蒙特卡罗法对海水信道进行了建模仿真，并根据仿真信噪比设计并提出了一种基于极化码的纠错编码方案，以调整编码参数，保证不同信道环境下数据传输的可靠性。仿真结果表明，对于不同的接收信噪比，所提方案都能够调节编码码率以实现无误码传输。因此，所提方案能够根据实际的信道环境来调整编码参数，保证了通信过程的可靠性。

基于IEEE 802.15.7标准中的OOK（On-Off Keying）调光模式，提出一种基于删除polar码的调光方案，该方案在获取尽可能高质量的可见光通信性能的同时，还可以支持用户的调光需求并抑制闪烁对人眼带来的不适。利用基于列贪婪删除算法的删除polar码方案及CRC（Cyclic Redundancy Check）校验支持的SCL（Successive Cancellation List）译码方法，本方案可以获得优越的误码性能；利用置位式伪随机扰码对删除polar码加扰，以获得01平衡、游程长度受限的数据序列，使灯光变化在最大闪烁时间段（MFTP）内，避免人眼感知到不适的灯光闪烁；利用插入补偿符号（CS）的方式使平均光强度符合用户调光需求。经仿真比对分析，发现该方案能支持用户任意调光率（0~1）需求。在调光率为0.5时，与其他使用前向纠错（FEC）码进行调光的方案相比，本文所提方案在码率为0.5的情况下传输效率有1.25倍以上的提高；在调光率为0.2、误比特率为10^-4时，本文方案采用码率为0.5的polar码时能提供0.5~1.7 dB的信噪比增益。

低密度奇偶检验(LDPC)码纠错算法是地面数字多媒体广播(DTMB)外辐射源雷达参考信号重构的关键技术之一。LDPC码纠错算法可以改善噪声带来的数据误码，但是计算复杂度高。结合图形处理器(GPU)运算能力强的优点，本文提出了基于硬判决、混合判决、软判决的3类适用于GPU处理的LDPC码纠错并行算法，并对比了3类算法的复杂度、纠错性能以及对雷达信号处理的影响；最后，给出了GPU并行实现方案，对比了算法的实时化效果。仿真与实测结果论证了相较于其他算法，软判决并行算法具有优越的纠错性能和实效性。

针对100G光传送网(OTN)设备前向纠错编码(FEC)技术标准不统一、线路侧接口互联互通困难的问题, 首先介绍了针对单一厂家设备的100G互通技术原理和缺陷, 然后提出一种兼容不同厂家100G OTN设备线路侧相干接口的设备技术。在模拟相干光(ACO)功能单元和数字信号处理(DSP)芯片之间引入模/数、数/模及数据预处理模块完成高速模/数、数/模转换功能, 通过数据预处理功能分析出信号的厂家类别信息, 进行后端DSP芯片的选择切换。实验结果表明该设备方案能够兼容不同厂家的100G OTN设备。

数据量的不断增长给信息存储带来巨大挑战。脱氧核糖核酸(DNA)具有寿命长、稳定性好、维护率低和容量高等先天优势,被公认为一种有潜力的自然信息存储介质。鉴于此,提出一种新的DNA信息存储方案,该方案采用Raptor码将二进制文件转换为DNA碱基序列,并结合DNA自身结构的特点引入四进制RS(Reed-Solomon)纠错码,保障信道传输的可靠性,此外提出GC(鸟嘌呤和胞嘧啶碱基)含量及均聚物的筛选方案,降低DNA的合成、测序难度及错误率。最后将文本、图片和音频等不同格式的文件分别通过该存储框架后编码为碱基序列,并进行生物实验合成DNA以实现信息的存储。实验结果表明:基于Raptor码的DNA存储框架的每个碱基的平均编码效率为1.49 bit,使用生物实验合成的DNA能够无错误恢复文件,具有良好的信息存储性能。

前向纠错技术是保证25 G-EPON系统数据传输可靠性的关键技术。 针对25 G-EPON系统由于高传输速率导致数据在传送过程中出现更多随机错误和长连续突发错误的问题,通过 分析RS编译码算法,选择合适的RS码特征参数,仿真分析了这些参数对25 G-EPON系统传输性能的影响,确定适 用于25 G-EPON通信系统的RS码方案。实验结果表明,在满足25 G-EPON系统可靠性的前提下,应尽可能降低编 码效率、提高编码的冗余度、采用码长较短的编码方案,以提高RS码的编码增益、降低信息传输的误码率。 RS(1023, 847)码能纠正最多连续880 bits错误,在误码率达到10－12时的编码增益可以达到8.834 dB, 可以满足25 G-EPON系统传输需求,因此选用RS(1023, 847)码作为25 G-EPON系统的前向纠错码。

在超100 Gbit/s光网络中，由于光信噪比恶化导致了误码严重等问题，因此在光网络中普遍使用前向纠错编码。传统的编码器时延大，不能满足目前高速光网络的需求，且与高速编码器相关的研究也非常少；译码器的研究大多集中在关键方程求解算法，针对降低时延方法的研究也较少。文章针对目前光网络中广泛使用的KP4 前向纠错编码，即里德-所罗门（RS） (544，514)码，提出了递推并行的编、译码结构，并通过现场可编程门阵列实现，编码器吞吐量超过17 Gbit/s，延时<0.3 μs，译码器吞吐量约为66 Gbit/s,延时约为0.17 μs。

线路侧光模块CFP2-DCO在4G/5G网络建设中具有重要而广泛的应用, 而光信噪比(OSNR)指标是评估其性能的重要参数。对OSNR的不同测试方法进行了探讨, 并针对通信设备制造商在实验室对OSNR容限进行测试的需求, 提出了一种对CFP2-DCO的OSNR指标自动化测试的方法, 测试了发射端根升余弦(RRC)滤波器滚降(roll-off)系数的设置以及接收端载波相位恢复(CPR)窗口大小的设置对OSNR的代价, 并结合实际对roll-off和CPR窗口大小的选择进行了分析。测试结果表明, 对于QPSK的几种调制模式, RRC的roll-off值的选取对OSNR的代价几乎可以忽略; 对于16QAM调制模式, RRC的roll-off为0.5时, OSNR的代价最小; 对于8QAM调制模式, roll-off值为0.2时, OSNR代价最小; 对于Differential QPSK模式, 选用比较窄的8 symbols的窗口可以获得最好的性能。而对于相邻通道没有OOK调制和DCF的系统, non-differential算法可以起到好的效果。该测试方法对通信设备制造商的DWDM及ROADM系统性能测试及评估具有指导及借鉴意义。

为提升光存储数据可靠性，本文提出一种用于光盘数据存储的冗余恢复码纠错方法，涉及光盘数据存储领域。对用户数据进行冗余恢复码编码，将其与用户数据组成数据条带组，对编码后的数据条带组再次进行纠错和调制的编码，将再次编码后的数据条带组刻录在光盘上；读取已刻录的数据条带组，先经过调制和纠错的解码，当读取到无法读取的错误数据时，进行冗余恢复码解码，还原用户数据。该方法可兼容光盘现有标准的纠错码，提高光盘的容错率。在蓝光光盘的物理符号误码率为4.2×10-3情况下，经过蓝光标准ECC(error correction code)纠错后符号误码率为4.1×10-13，在此基础上叠加冗余恢复码，符号误码率可下降至7.4×10-24。

在星地量子密钥分发中,两个合法用户Alice和Bob通过星地链路窗口完成密钥分发。 密钥分发后Alice和Bob拥有不一致的密钥序列X、Y,双方通过理想公共授权信道传送部分信 息序列,得到一致的密钥序列,这一过程称为数据协调中的密钥纠错。在密钥纠错中,理想公共授权 信道传输的信息序列是X经编码产生的校验序列,要求密钥序列的编码模块所占FPGA资源少,编码速度快。 提出了一种基于FPGA和Turbo码的编码方案,其占用FPGA资源少,编码速度快,可根据需要选择编码码率。