水印位优化的LDPC码：100Gbps PDM-DQPSK光通信系统的高效纠错

本文主要探讨了在100 Gb/s PDM-DQPSK光通信系统中，利用基于水印位的信道估计方法对低密度奇偶校验（LDPC）码的纠错性能进行优化的问题。高速光通信系统面临高斯白噪声和偏振模色散（PMD）带来的干扰挑战，传统的前向纠错策略可能不足以有效处理这些复杂环境下的错误。 研究者提出了一种创新的解决方案，即在LDPC码中嵌入具有固定信息的比特位，称为“水印位”。这些水印位用于构建一种信道估计机制，与译码算法相结合，形成了一种新型的纠错策略。实验结果显示，相较于传统的LDPC码，当误比特率（BER）设定为10^-9的标准，含16位和32位水印位的LDPC码在高斯信道下，所需的光信噪比（OSNR）分别减少了大约0.25 dB和0.35 dB，这表明了水印位的引入有助于提高系统的抗噪声能力。 然而，当考虑到高速光通信中的PMD影响时，情况更为复杂。在不同水平的差分群时延（DGD）条件下，如20 ps和30 ps，含16位和32位水印位的LDPC码在OSNR需求上分别有显著降低，减小了大约0.63 dB和0.98 dB（对于20 ps DGD），以及1.16 dB和1.87 dB（对于30 ps DGD）。这说明，通过水印位的信道估计，系统的PMD抵抗力得到了增强，从而在实际应用中能提供更稳定的传输性能。 这项研究为高速光通信系统设计提供了有效的错误纠正策略，特别是在面对高噪声和PMD等复杂环境时，通过巧妙地利用水印位，可以显著提升低密度奇偶校验码的纠错性能，这对于保证高质量、大容量的光通信系统的稳定运行具有重要意义。未来的研究可以进一步探索更多元化的水印位设计和信道估计方法，以适应不断发展的光纤通信技术挑战。