[发明专利]无线光通信 OOK 数字调制方式的信道估计及软解调方法

说明书

技术领域

本发明涉及无线光通信系统的信道估计方法以及在此方法基础上实现的软解调方法，属于无线光通信技术领域。 

背景技术

无线光通信系统采用大气信道作为传输媒介，而大气不均匀性造成的湍流现象会导致大气折射率随机起伏。这种折射率的起伏现象又会导致接收端接收到的比特信号强度的随机起伏，使接收信号受到严重干扰，造成通信误码率的上升，这严重影响了无线光通信的可靠性和稳定性。但由于安全要求(如人眼安全)和可移动性等方面的考虑，无线光通信系统的发射功率受到很多限制。要在功率受限的条件下保证正常的通信，就需要提高功率效率并结合信道编码技术(Turbo、RS、LDPC等)来尽可能的降低系统的误码率。开关键控调制(OOK)技术是目前最常用的无线光通信调制技术，与其他调试技术相比，OOK比较简单，容易实现，是比较理想的调制方式。 

同时，对光无线信道的预测、估计和跟踪能力，将直接影响和决定无线信道的传输能力和利用效率。目前，已经提出的信道估计方法可以大致分类为：盲估计，这类方法利用调制信号本身固有的、与具体承载信息比特无关的一些特征(如子空间、有限符号集、循环平稳等)，或是采用判决反馈的方法来进行信道特征估计；基于训练序列的估计，这类方法按一定估计准则确定待估参数值，或者按某些准则进行逐步跟踪和调整待估参数的估计值，其特点是需要借助参考信号(导频或训练序列)；半盲估计，这类方法是介于盲估计与基于训练序列估计这两种方法之间的信道估计方法。在上述的各种信道估计方法中，盲估计不需要训练序列，只利用接收信号本身的特性来完成信道参数估计，从而避免了训练序列导致的系统传输效率的降低和对原有数据透明性的破坏，非常具有应 用价值。 

在接收端，通常的解调方式分为硬解调和软解调。硬解调是指通过判决门限或者其他方法把含噪声的信号判定为相应的调制比特，技术简单、比较容易实现，但性能往往不够理想；软解调是指对于接收到的信号，不急于做判决，而是通过计算相应比特的软信息，来提高判决的准确性，降低系统误码率。 

对于OOK调制系统来说，在具有完善的信道状态信息(CSI)的条件下，其最佳解调门限为 即接收信号幅度(I_s)的一半加上背景噪声的均值(I_b)。但在实际应用中，接收端一般不知道CSI信息，所以判决门限的选择会极大的影响系统的误码性能。另外，由于无线信道的复杂性，实际应用中信道编码往往成为保证通信质量必要的技术手段，而软判决译码的性能远远优于硬判决译码，所以为了适应实际的无线光通信系统需要，设计出一种可以计算比特软信息的OOK软解调方式是非常必要的。 

发明内容

本发明的目的是提供一种无线光通信OOK数字调制方式的信道估计及软解调方法。 

本发明是无线光通信OOK数字调制方式的信道估计及软解调方法，其步骤为： 

(1)建立无线光通信大气信道数学模型； 

(2)根据步骤(1)建立的无线光通信大气信道数学模型，建立信道估计的接收序列有限符号子集，即的数据观察窗口，以其均值为初次判决门限，对窗口内接收到的OOK信号进行检测判决，分离出‘0’、‘1’信号所在时隙的接收值序列； 

(3)为提高判决的准确性，分别统计‘0’、‘1’符号的个数，调整判决门限，作二次判决； 

(4)利用步骤3得到的‘0’序列估计信道噪声方差，利用‘1’序列和‘0’序列之间的数学运算估计接收信号的强度； 

(5)根据步骤4得到的噪声方差和接收信号强度数据计算OOK下一比特 的对数似然比。 

本发明利用接收序列有限符号子集完成了信道状态信息的盲估计，为后续信道编码的软判决提供了基础。该方法主要使用数字序列求和与求积计算，算法的复杂度低，软硬件实现比较容易。虽然在性能上不如使用导频的信道估计算法，但系统复杂度的降低和性能的损失相比是值得的。 

附图说明

图1是无线光OOK调制解调系统模型，图2是OOK数字序列信号波形，图3是本发明所述方法的流程示意图。 

具体实施方式

下面结合附图以具体实施例来详细说明本发明。本实施例仅表示对本发明的原理性说明，不代表对本发明的任何限制。