跟着科学的前进和生活水平的进步，人们关于通讯的需求量以及通讯质量的要求也日益增长。因为对通讯质量的高要求，人们期望找到一些进步通讯质量的办法，而纠错码作为信道编码是进步通讯质量特别是无线通讯质量的有用办法之一[1-2]。进步信息传输的可靠性和有用性，始终是通讯作业所寻求的方针。选用高效的调制编码技能能够有用地进步无线光通讯体系的抗干扰才能。
现在适用于无线光通讯中的调制办法首要有开关键控(OOK)调制、脉冲方位调制(PPM)、差分脉冲方位调制(DPPM)以及数字脉冲距离调制(DPIM)等。除了挑选适宜的调制办法外，还应选用信道编码技能来进步无线光通讯体系的链路功能。常用的信道纠错编码有线性分组码、循环码、卷积码和网格编码等[3-4]。BCH码是一种取得广泛应用能够纠正多个错码的循环码，RS码则是一种具有很强纠错才能的多进制BCH码。
本文介绍了弱湍流信道条件下光强闪耀的对数正态散布模型，结合大气信道特色，推导了自由空间光通讯未编码体系和RS编码体系在OOK、PPM、DPPM和DPIM办法下的均匀误码率公式，并用数值仿真的办法剖析了它们的均匀误码率功能。仿真结果表明，PPM调制可取得最好的误码率功能，选用RS编码能够有用地进步体系的抗干扰才能。
1 大气信道及体系模型
无线光通讯一般选用强度调制/直接检测(Intensity Modulation/Direct Detection，IM/DD)体系。光通过强度调制后，在大气信道中传输时首要受大气湍流和大气衰减效应两方面的影响。相关于大气衰减，湍流对信号的影响更具随机性。依据湍流程度以及运动状况的不同，大气信道可分为弱湍流和强湍流信道。关于室外的可见光通讯体系，考虑孔径均匀效应，能够为大气湍流为弱湍流。在弱湍流信道条件下，大气闪耀形成光信号的光强遵守对数正态散布，其概率密度函数为[5-6]：
式中I为接纳光强，单位面积上等价为光功率;I0为I的均值;
1为大气闪耀指数，在弱湍流条件下一般取
11。
2 RS码在无线光通讯信道中的功能
在AGWN布景下，当判定器输入端得到的信号x(t)在有脉冲时为
，没有脉冲时为n(t)。假定P0/1代表判定器将“1”误判为“0”的概率，P1/0代表将“0”误判为“1”的概率，那么[7-8]：
输入端信号的峰值功率;b为判定门限。则体系总的误码率率为：
Pe=P0/1 P1+P1/0 P0(4)
式中，P1、P0分别为等概率发送“1”和“0”时对应的有脉冲时隙和无脉冲时隙的概率，且P0+P1=1。则最佳判定门限为：
依据式(2)~(9)以及在最佳判定门限的条件下得各调制办法在接纳到的光强度x的条件下体系误码率为：
考虑在弱湍流信道条件下，发射机和接纳机前端带宽满足宽，无多径传达，以为体系只受弱湍流信道闪耀效应和加性高斯白噪声的影响，则各调制办法下体系误码率核算公式为：
式中，x为接纳光强，f(x)为光强x条件下的概率密度函数，Pe(ber|x)为光强x条件下体系误码率表达式。能够得到根据OOK调制办法下体系均匀误码率为：
式中x为接纳光强，单位面积上等价为光功率;x0为x的均值;?滓x为大气闪耀指数，在弱湍流条件下一般取?滓x1。同理，可推导出分别在PPM、DPPM以及DPIM调制办法下的体系均匀误码率表达式。
在最佳判定门限下，当调制阶数为3、闪耀指数?滓x=0.3时，各调制办法的体系误码率曲线如图1所示。由此可见，当调制阶数M一守时，OOK的误码率最大，PPM的误码率最小，DPPM与DPIM的过失功能趋于共同，且显着优于OOK调制。
在参量为(n，k)的RS码中，输入信号分红k·m bit一组，每组包含k个符号，每个符号由m bit组成;传输过程中，假定过错是随机散布且互相独立的，在n个符号的码子中，不正确的符号数大于t的概率存在上限Pwe，这能够用二项式散布得到：
其间，P(i，n)是n个符号中有i个过错的概率，Ps是传输信道的符号过错概率。一般所需的是一个信息符号犯错的概率Psc，为了正确核算Psc且核算简单化，这儿仅核算符号过错概率的上限。假定过错在译码后的码子中均匀散布，那么给定符号呈现过错的概率是(i+t)/n，则能够推出译码后符号过错概率为：
式中Ps=1-(1-Pe)m，Pe是未编码时的比特过失概率。则关于RS编码体系而言，在OOK调制办法下的体系误码率核算公式为：
其间，Ps，ook=1-(1-Pe，ook)m。同理能够推导出不同调制办法下的体系误码率与信噪比的表达式。
图2所示为选用PPM调制，未编码体系与RS编码体系的误码率曲线图。图中能够看出，选用RS编码方案能够比未编码体系带来信噪比增益，且跟着输入信号信噪比的增大，体系误码率逐步下降，当体系误码率为10-5时，RS(7，3)码能够供给约3 dB的编码增益。由此可见，选用RS编码方案能够有用地进步通行链路的功能。
图3剖析了根据RS(7，3)码、调制阶数M=3时，各调制办法未编码体系与RS编码体系的误码率曲线图。仿真结果表明，选用RS编码的PPM调制办法能够取得最好的体系过失功能;当体系误码率为10-4时，各调制办法下的体系编码增益均进步了3~4 dB。
3 定论
本文剖析了弱湍流信道条件下光强闪耀的对数正态散布模型，结合大气信道特色，推导了自由空间光通讯未编码体系和RS编码体系在OOK、PPM、DPPM和DPIM办法下的均匀误码率公式，并用数值仿真的办法剖析了它们的均匀误码率功能。仿真结果表明，PPM调制可取得最好的误码率功能，选用恰当的过失编码技能能够有用地进步体系的抗干扰才能，改进体系的光通讯质量。
