[发明专利]一种基于查找表的鲁棒性强的MPPM迭代软解调算法

说明书

本发明属于空间光通信领域，特别涉及一种基于查找表的鲁棒性强的MPPM迭代软解调算法，包括：初始化信道软信息；初始化或迭代计算先验软信息；迭代计算MPPM软解调模块输出的外信息。本发明基于查找表映射法，具有较强的鲁棒性，不仅可以同时适用于高斯信道和泊松信道，可以避免因调制阶数、星座映射方案、比特映射方案改变而需要重新进行复杂的MPPM软解调公式推导，从而可以节省因该过程所带来的时间成本及人力成本，而且还可以同时适用于外编码为卷积编码的SCPPM迭代译码系统或外编码为LDPC码的迭代译码系统。

技术领域

本发明属于空间光通信领域，特别涉及一种基于查找表的鲁棒性强的MPPM迭代软解调算法。

背景技术

空间激光通信具有传输速率高、天线尺寸小、保密性好、成本低廉等诸多优点，现在已广泛应用于军事场所、城域网或企业及校园等局域网中。但空间光通信也存在传输距离受限、传输质量受天气影响较大等缺点，因此往往需要引入纠错编码技术来降低接收端的误码率，提高通信系统信息传输的可靠性。性能较好的纠错码在相同的通信质量下可以获得更好的编码增益，降低发射端所需的功率。目前常用的纠错码有里德-所罗门(Reed-Solomon,RS)码、Turbo码、低密度奇偶校验(Low Density Parity-Check,LDPC)码及串行级联脉冲位置调制(Serial Concatenated Pulse Position Modulation,SCPPM)码。而在空间光通信领域中，由于SCPPM在传输距离较远、天气条件较差、极低信噪比时仍具有较强的纠错性能，适合用于衰落信道，因而在空间光通信领域得以广泛应用。

脉冲位置调制主要分为单脉冲位置调制(Single Pulse Position Modulation,LPPM)、差分脉冲位置调制(Differential Pulse Position Modulation,DPPM)和多脉冲位置调制(Multi-pulse Pulse Position Modulation,MPPM)三种形式，其中MPPM相对于LPPM具有更高的带宽利用效率，相对于DPPM更容易进行接收端符号同步，且在峰值功率受限或脉冲宽度受限条件下误码率性能更加优异，因而近些年来有关MPPM的研究越来越多。目前，MPPM调制已被广泛应用于可见光通信、室内LED通信等自由空间光通信领域及光纤通信领域。

此外，LPPM中不同符号间彼此正交且符号数目是2的整数次幂，其信息比特到LPPM符号间的映射关系可以通过相关公式直接表示且符号能得到完全利用，在LPPM迭代软解调算法符号对数似然比到比特对数似然比转换前需要将信道时隙对数似然比转换为信道符号对数似然比(信道软信息)，将比特对数似然比转换为符号对数似然比(先验软信息)。对于LPPM调制，该两个过程可以通过MATLAB中的reshape函数及现有的转换公式很容易实现。然而，对于MPPM调制，由于其符号数目往往不是2的整数次幂且时隙与符号不能直接对应，因而在推导信道软信息和先验软信息公式时，需要对现有的MPPM迭代软解调算法算法进行改进，从而得到一种基于查找表的鲁棒性强的MPPM迭代软解调算法。该算法能普遍适用于不同阶数MPPM调制，在MPPM调制阶数或星座映射方案或比特映射方案变化时只需要改变查找表中比特与MPPM符号映射关系即可，而迭代译码算法公式其余部分则基本不需要变化。通过直接修改查找表的方法可以避免繁琐的MPPM迭代软解调公式推导过程，从而可以极大地节省人力成本及时间成本。同时，该MPPM迭代软解调算法可以适用于外编码为卷积编码的SCPPM迭代译码系统或外编码为LDPC码的迭代译码系统，具有较强的鲁棒性。

发明内容

为了解决现有的MPPM迭代软解调公式需要根据MPPM调制阶数及星座映射方案的改变而需要重新进行繁琐的公式推导的问题，本发明提出一种基于查找表的鲁棒性强的MPPM迭代软解调算法，包括以下步骤：

S1、初始化信道软信息；

S2、初始化或迭代计算先验软信息；

S3、迭代计算MPPM软解调模块输出的外信息。