[发明专利]一种自适应自同步的TCM-MPPM编码调制解调通信方法和系统

说明书

技术领域

    本发明涉及通信领域，具体涉及一种自适应自同步的TCM-MPPM编码调制解调通信方法和系统。

背景技术

在目前采用多进制脉冲位置调制（MPPM）方案的通信系统中，存在以下问题：

（1）单纯的MPPM调制不具备纠错能力，需加入信道编码，使通信系统具有纠错能力的同时，又要兼顾系统的有效性和实时性，因此编译码的复杂度不能很高。

（2）由于收发两端的晶振不同步，接收端接收到的信号会随着通信时间的增长而出现信息的时隙偏移，导致接收端译码错误。为了避免时隙偏移造成译码错误，原始的解决办法是增加同步帧的插入频率。这样虽然可以实现成功通信，但是大大限制了通信系统的通信效率。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种自适应自同步的TCM-MPPM编码调制解调通信方案，在无线光通信或超宽带无线通信系统等采用MPPM调制解调方法的应用场合中运用本方案，能够获得如下效果：

    （1）使系统在提高误码性能的同时，具有高的传输效率；

    （2）在接收端采用基于最大似然的解调联合译码方式，无需进行阈值门限的设定，简化译码算法，同时使接收端对信道的时变具有更强的鲁棒性；

    （3）在TCM-MPPM的解调联合译码过程中加入自同步算法，使系统可自动调整由于通信时间的增长而出现的时隙偏移，从而在提高通信效率的同时，保证了系统的可靠性。

本发明的技术方案：

    一种自适应自同步的TCM-MPPM编码调制解调通信方法，包括：

 基于多进制脉冲位置调制的网格编码联合调制；

    在接收端进行信息自同步采集与自适应解调与译码。

所述的基于多进制脉冲位置调制的网格编码联合调制,简称TCM-MPPM编码调制，其步骤包括：

（1）将固定长度的待发送数据按卷积码编码器输入长度分组，每组依次送入卷积码编码器中，得到多组相应的输出编码比特序列；

（2）计算出将每组编码比特序列映射到PPM信号后，PPM信号高电平出现的位置；

（3）按照帧格式，将帧同步头段与帧信息段组合好，并填入待发送缓存中准备发射；

（4）TCM-MPPM发射端将发送缓存中的内容发射出去，完成一个通信帧的一次发射。

所述的信息自同步采集过程如下：接收端首先进行同步头检测，并将同步头段后面的所有信息全部采集并记录下来后，通过时隙偏移纠正程序纠正时隙的偏移，使接收到的TCM-MPPM调制信号与发射的TCM-MPPM调制信号同步。

所述的同步头检测步骤包括：

    （1）建立两个数据存储窗口，分别为一个用于存放采样点的大窗口和一个可以在大窗口内滑动用来寻找大窗口内最大值的小窗口；

    （2）将这两个窗口内的值全部初始化为0；

    （3）接收端每读取一次模数转换结果，就将该结果存入大窗口中，本次采样值以及之前连续几次的采样值存入小窗口中；

    （4）计算小窗口内本次值之和，并与上一次的和值比较，若本次和值大于或等于上一次的和值，则将当前小窗口距离大窗口起始点的偏移量记录下来；若本次和值小于上一次的和值，则继续保留上次记录的偏移量；

    （5）重复步骤（3），直至大窗口采集满时，即可找到这个大窗口中和连续几次采样结果最大的那个位置，把这个最大值出现的位置判定为光脉冲出现的位置，也即找到了一个同步头段的光脉冲；

    （6）重复步骤（2），找到下一个大窗口内的光脉冲的位置，再与前一组采样值中光脉冲的位置作比较，若这两组中光脉冲出现的位置相同，则表明又找到了一个同步头段的光脉冲；若这两组中光脉冲出现的位置不同，则认为前一组中光脉冲位置为一次误判，将本组中光脉冲记为同步头段的第一个光脉冲；

    （7）重复步骤（2），直到检测到与帧格式中定义的同步头段完全相同的光脉冲，完成同步头的检测。

所述的时隙偏移纠正程序步骤包括：

    （1）根据信息帧的格式计算出对TCM-MPPM调制信号的采样点的位置；

    （2）判定信息帧内采样点中光脉冲出现的位置；

    （3）对比实际采样出来的光脉冲的位置与TCM-MPPM标准信号中光脉冲出现的位置，判断帧信息段的光脉冲是否发生偏移；