[发明专利]M‑PPM光通信系统中的正交空时分组编译码方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及光通信技术领域，具体涉及一种基于M-PPM光通信系统中的正交空时分组编译码方法及装置。

背景技术

将多输入多输出(MIMO)技术应用于光通信系统，使得光通信系统具有更大的信道容量，并能有效的减弱大气湍流对光通信的影响，提高通信的有效性与可靠性。正交空时分组编码(OSTBC)是MIMO技术中一种简单有效的空时正交编码方式，但是现有的基于强度调制/直接检测(IM/DD)光通信系统中的OSTBC设计仅支持OOK和B-PPM两种调制方式，这两种调制方式的传输效率太低，且在背景光比较强或进行高速率通信时，无法满足传输要求。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明提供一种M-PPM光通信系统中的正交空时分组编译码方法及装置。

本发明采用多进制脉冲位置调制(M-PPM)调制方式，可以在给定的激光脉冲重复频率下，用最小的光平均功率达到最高的数据传输率。在复杂的长距离空间光链路峰-均功率约束条件下，多进制脉冲位置调制(M-PPM)是目前IM/DD光通信中最接近信道容量极限的一种调制方式。因此本发明提供的方案不失为提高光通信的有效性与可靠性的理想通信方案。

下面阐述的是本发明的技术方案。

一种M-PPM光通信系统中的正交空时分组编码方法，包括：

使用两个光源发射光信号；

发射如下形式的矩阵C：

或其中，c₁与c₂为调制符号，c₁^T与c₂^T分别为c₁与c₂在同一个素数群G上所对应的逆符号。

所述调制符号有且仅有唯一的一个逆符号与其相对应，并且调制符号所对应的逆符号不为调制符号本身，其中：p为一个素数，且M≤p-1，M为M-PPM的调制阶数。

一种M-PPM光通信系统中的正交空时分组译码方法，包括信号正交合并以及最大似然译码，所述最大似然译码的过程，包含如下步骤：(1)应用最大似然准则，根据信号合并的结果，寻找具有最大能量的调制符号与逆符号对；(2)应用M-PPM信号的时间正交特性，从找到的具有最大能量的调制符号与逆符号对中，确定调制符号，得到译码结果。

一种M-PPM光通信系统中的正交空时分组编码装置，包括：

使用两个光源发射光信号的模块；

发射矩阵C的模块，其中：或c₁与c₂为调制符号，c₁^T与c₂^T分别为c₁与c₂在同一个素数群G上所对应的逆符号。

一种M-PPM光通信系统中的正交空时分组译码装置，包括：

信号正交合并的模块；

根据信号合并的结果应用最大似然准则寻找具有最大能量的调制符号与逆符号对的模块；

从找到的具有最大能量的调制符号与逆符号对中，确定调制符号并得到译码结果的模块。

本发明的有益效果：

(1)与单输入单输出(SISO)无线光通信方案相比，本发明可以使无线光通信系统具有更大的信道容量，并能有效的减弱大气湍流对系统性能的影响，进一步提高系统的有效性与可靠性。

(2)与传统的OSTBC方案相比，本发明不需要对调制符号进行相位旋转或幅度放大，而是利用M-PPM的不同符号脉冲间所具备的时间正交性来获取满分集增益，因此适用于任意调制阶数的M-PPM光通信系统中，突破了传统的OSTBC方案的应用局限性。

附图说明

图1描述了本发明中的编码发射方案。

图2描述了本发明中的接收译码方案。

图3a～图3f描述了基于4-PPM的OSTBC通信方案示例。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合给出的实施例和附图对本发明作进一步的详细描述。

1.针对任意阶数的M-PPM光通信系统,设计了一种能够使光通信系统同时获得空间和时间上的正交分集增益的OSTBC编码发射方案。该编码发射方案的特征包括：

(1)使用两个光源发射光信号。

(2)发射矩阵C的形式如下：

或或或