[发明专利]一种适合于对数正态湍流信道的增强型光空间调制方法

权利要求书

1.一种适合于对数正态湍流信道的增强型光空间调制方法，其特征在于，通过每次激活一个或两个激光器的不同索引组合来增大空间域映射，并利用脉冲位置调制的特点在三类不同索引组合上映射不同的PPM调制符号，构建了一种激活激光器数目可变的增强型光空间调制方案；接收端利用最大似然检测方法对信号进行检测和解映射，恢复出原始比特信息；利用联合界技术推导了对数正态湍流信道下增强型光空间调制系统的误码率上界，其步骤为：

步骤1：在发送端，对二进制信息比特流进行空间域和信号域映射，将其转换成三类不同的空间调制信号x：

式中，k＝1为第一类映射，即激活一个激光器时的映射；是空间域激光器的序号映射，1≤a₁≤N_t，表示指向矩阵x_s1中1的位置为a₁；其中，非零元素的位置表示激活激光器的序号，[·]^T表示转置运算；是信号域脉冲位置映射，1≤d₁≤L，A_m表示发送L-PPM调制符号的平均光强；k＝2为第二类映射，即同时激活两个激光器时的映射；和分别表示激活第一个和第二个激光器的空间域映射，1≤a₂≤N_t，Δ取整数且Δ≥1；表示第二类信号域映射中激活第一个和第二个激光器上发送的调制符号，1≤d₂≤L/2，δ取整且δ≥0；其中，非零元素的位置表示发送光脉冲的位置；此时，光脉冲仅出现在前L/2时隙；k＝3为第三类映射，即重复激活两个激光器时的映射；其空间域映射与第二类相同，和表示第三类信号域映射中激活第一个和第二个激光器上发送的调制符号，L/2＜d₃≤L；此时，光脉冲仅出现在后L/2时隙；

步骤2：调制后的信号x经光学发送天线、大气信道和光学接收天线后由探测器接收，激活激光器序号的组合与调制符号可通过最大似然检测准则估计得到，再经解映射后即可恢复出原始比特信息；最大似然检测准则为：

式中，||·||_F表示F-范数，和分别代表检测到激活激光器的序号和发送的调制符号；Y为接收信号，η∈[0～1]为光电转换效率，H为N_r×N_t维的信道系数矩阵；

步骤3：计算发送符号x_i与其估计值之间的成对错误概率和汉明距离利用联合界技术获得了增强型光空间调制系统误码率的理论上界表达式，即：

式中，表示调制后的发送信号集合，则|X|表示所有发送信号的个数；ν表示传输速率，η表示光电转换效率，σ_n表示噪声标准差。