[发明专利]一种抗时延抖动的高速率MPPM星座映射方法

说明书

本发明属于深空光通信领域，特别涉及一种抗时延抖动的高速率MPPM星座映射方法，包括确定MPPM映射星座图中选用的星座点数目；确定MPPM映射星座图中选用的星座点位置；根据选择的星座点数目和选用的星座点位置构建星座映射方案；或者当前MPPM阶数小于16时可采用基于星座之间的平均汉明距离和信号脉冲位于相邻时隙的概率求解星座图的最优解；本发明不仅能使通信系统保持较高的信息传输速率，并且能够降低MPPM星座点间符号串扰及时隙串扰的概率，提高通信系统抗时延抖动的能力。

技术领域

本发明属于深空光通信领域，特别涉及一种抗时延抖动的高速率MPPM星座映射方法。

背景技术

激光通信由于具有容量大、功耗低、天线尺寸小等诸多优势，因此在远距离空间激光通信中极具发展前景。而在深空激光通信中，由于光子探测技术和脉冲位置调制(PulsePosition Modulation，PPM)两项技术具有能量效率高、抗干扰能力强以及探测频率高等诸多优点，因此得到广泛应用。脉冲位置调制主要分为单脉冲位置调制、差分脉冲位置调制和多脉冲位置调制(Multi-pulse Pulse Position Modulation，MPPM)三种形式，其中MPPM相对于单脉冲位置调制具有更高的信息传输速率和带宽利用率，相对于差分脉冲位置调制更容易进行接收端符号同步误码率性能更好，因而有关MPPM的研究具有十分重要的意义，而MPPM的星座点数目及位置选择优化问题直接关系到接收端的误码率性能。

2004年，韩国高级科学技术学院电气工程学院Hyuncheol Park教授和美国佐治亚理工学院电气与计算机工程学院的John R.Barry教授提出采用具有更高编码增益的网格编码(Trellis-Coded，TC)与不规则的2-17MPPM调制相结合的编码调制方案进行空间激光通信，传统的2-16MPPM调制每星座点仅传输6比特信息，还有47％的星座点未被利用，而其采用的不规则的2-17MPPM调制每星座点能传输7比特信息，仅有6％的未被利用，MPPM的星座点利用率更高，但文中选择的星座点抗抖动性能较差，星座点位置选择有待优化。2009年，中国方旭在法国攻读博士学位期间提出采用纠错性能更好的串行级联脉冲位置调制(Serial Concatenated Pulse Position Modulation，SCPPM)与2-16MPPM相结合的SCMPPM方案，但文中的2-16MPPM调制每星座点仅传输4比特信息，还有87％的星座点未被利用。2011年，中国武汉大学电子信息学院刘伟在攻读硕士学位期间提出采用SCPPM与不规则的2-12MPPM相结合的串行级联多脉冲位置调制(Serial Concatenated Multi-pulse PulsePosition Modulation，SCMPPM)方案，但存在类似的选取的星座点位置选择有待优化的问题。此外，近年来关于MPPM的研究多集中更适合用于光纤通信领域的传输速率更高及解调技术更为复杂的混合调制技术，如BPSK-MPPM、QAM-MPPM、LDPSK-MPPM，可以极大地提高信息传输速率，但本身并未提高MPPM的星座点利用效率，且接收端需要进行相干解调，复杂度太高。

发明内容

为了解决现有方案星座点位置选择存在较大符号串扰及时隙串扰问题，本发明提出一种抗时延抖动的高速率MPPM星座映射方法，包括：

S1、确定MPPM映射星座图中选用的星座点数目；

S2、判断当前MPPM阶数，若小于等于16则进行步骤S3～S4或者步骤S5获得映射方案，否则通过步骤S3～S4得到映射方案；

S3、确定MPPM映射星座图中选用的星座点位置；

S4、根据选择的星座点数目和选用的星座点位置构建星座映射方案；

S5、基于星座之间的平均汉明距离和信号脉冲位于相邻时隙的概率求解星座图的最优解。

进一步的，若采用k脉冲M阶MPPM调制，则选用的星座点数目为：