[发明专利]一种适用于激光通信浮标的Turbo码编码FDAPPM方法

权利要求书

1.一种适用于激光通信浮标的Turbo码编码FDAPPM方法，其特征在于步骤如下：

步骤1：水听器接收信号经模/数转化为二进制形式的信源信号a，根据光Turbo码编码准则，将信源信号a进行信道编码形成信号序列b；

步骤2：根据FDAPPM调制方法符号结构准则，将编码后的信号序列b进一步调制：

首先将信号序列b分解成若干段符号，每段符号包含M个比特，每个符号的十进制值为v；定长双幅度脉冲位置调制FDAPPM采用两种脉冲，其幅度分别为A和δA，0δ1；将一个二进制的M位数据组映射为2^M-1+3个时隙组成的时间段上的双脉冲信号：若v2^M-1，则FDAPPM映射中，每个符号的起始位置为“1”脉冲，在第v+3个时隙位置为另一个幅值为“δ”的脉冲；若v≥2^M-1，每个符号的起始位置为“δ”的脉冲，在第v-2^M-1+3个时隙位置为“1”的脉冲；

按照上述映射关系得到FDAPPM的调制后电信号表达式为：

式中，A＝(2^M-1+3)P/(1+δ)，P为平均发射功率，T_b＝M/(2^M-1+3)/R_b表示时隙宽度，R_b为传输速率；脉冲幅值c_i∈{0,1,δ}；p(t)为矩形脉冲函数，k为调制后信号序列的索引号；

步骤3：将FDAPPM的调制后电信号x(t)转化为光信号由光发射器发射出去，在接收端由光接收器将光信号转化为带噪声的电信号

式中，R＝eη/hν为光电探测器的响应度，e，η，ν和h分别为量子电荷、探测器量子效率、接收信号的频率和布兰克常数；G为雪崩光电二极管APD的增益；I(t)为大气湍流衰减下，光脉冲受湍流扰动的随机过程，其分布函数为Γ(·)为Gamma函数，K_α-β(·)为α-β级第二类修正Bessel函数，α和β分别代表了大尺度和小尺度散射元的有效数目；n(t)为在接收电路上的热噪声和散弹噪声等效总和，可近似为零均值、方差为σ²的高斯白噪声；

步骤4：对于调制级数为M的序列，MLSD解调时，首先计算2^M组可能符号的序列似然值GRAc_k,k＝1,2,…,2^M；当符号序列表示为则判定方式为其中表示2^M级FDAPPM的调制符号，r对应为FDAPPM调制前的信息序列；

步骤5：采用迭代MAP译码方法解调并恢复信源信号

所述的迭代MAP译码方法具体步骤如下：

步骤5a：初始化译码器1输入信息中“1”的先验概率等于译码器2输入信息中“1”的先验概率

步骤5b：计算MAP译码器1的对数似然比输出：

式中，a_t表示t时刻发射信号a的值，p(·)为概率函数，l',l表示t时刻到t+1时刻的状态，是对所有由a_t＝1或a_t＝0引起的a_t的状态转移进行的；令表示前向递推，表示后向递推，表示输入比特a_t＝i时后验概率的参考值；r_t,j表示t时刻接收信号；n-1为块编码中的校验个数，j表示块编码中校验数的检索号；

步骤5c：计算译码器1输出信号的外部信息，作下一个译码步骤的先验信息：

步骤5d：计算MAP译码器2的对数似然比输出：

式中，表示r_t,j经过交织器后的接收信号；

步骤5e：计算MAP译码器2输出信号的外部信息，作下一个译码步骤的先验信息：

步骤5f：将Λ_2e(a_t)作为下一次迭代译码器1的先验信息，重复步骤5b-5e进行迭代；对于第n次迭代n＝1,2,…,I，其中I表示迭代总次数；经过I次迭代后，将所得的的值与0相比可得到输入比特a_t的估计值