[发明专利]基于OB-MMSE检测算法的光广义空间调制方法

摘要

基于OB‑MMSE检测算法的光广义空间调制方法，在发送端，通过同时激活多个激光器，并结合脉冲位置调制提出了一种OGSM方案。在此基础上，在接收端引入OB‑MMSE信号检测算法，并依据OGSM调制信号的特点对其权值进行了修正，提出了一种适合于光广义空间调制的OB‑MMSE信号检测算法，推导了对数正态湍流信道中阈值的选取方法。相比于传统的光空间调制，本发明不仅有效地提高了系统的频谱效率，并且还克服了OSM激光器必须是2的整数次幂的限制。另外，与ML算法相比，本发明所提算法在牺牲较小误码性能的情况下，有效降低了ML算法的复杂度。

主权项

1.基于OB‑MMSE检测算法的光广义空间调制方法，其特征在于，其步骤为：步骤1：发射端利用激光器映射向量和L‑PPM调制符号的特点构建了发射信号矩阵：x_l,s＝x_sx_l。式中，x_l＝[…,0,…,1,0,1,…]^T是一个N_t×1维的激光器映射向量，且非零元的位置表示激活激光器的索引号。(1≤r≤L表示发送脉冲的位置)是一个1×L维的脉冲映射向量。其中，N_t、L分别表示激光器数目和L‑PPM调制的阶数；步骤2：在接收端引入OB‑MMSE信号检测方法，并依据OGSM调制信号的特点对其权值进行了修正，提出了一种适合于光广义空间调制的OB‑MMSE信号检测算法，推导了对数正态湍流信道中阈值的选取方法；其分步骤如下：步骤2.1：计算信道矩阵H每一列h_j的伪逆与接收向量y的乘积：其中，则是一个N_t×L维的矩阵；步骤2.2：计算M组所有可能的激光器组合的权重w_k,并按其权值大小进行可靠性排序；其中，k＝1,2,…,M。将所得的M组权值w＝[w₁,w₂,…,w_M]^T由大到小依次进行排序，得到[k₁,k₂,…,k_M]＝argsort(w)。其中，k₁,k₂,…,k_M是对应于权重大小的激活激光器的组合；步骤2.3：按照排好后的权值顺序依次采用MMSE算法进行信号检测。即步骤2.4：引入一个阈值V_th，并利用该阈值对(4)式所得结果进行可靠性判断，即：如果(4)式成立，则如果输出不满足(4)式，则进行下一组激光器组合的判断；当计算次数j＞M时依然不满足该条件，则采用ML检测来估计激活激光器的序号和脉冲位置，即：其中，为所有可用的激光器组合和L‑PPM脉冲位置集合；步骤2.5：阈值的选取；假设x_s,l＝x_lx_s和分别为实际发送的符号和估计出的符号；当时，是一个自由度为N_rL的中心卡方随机变量；而当时，是一个非中心卡方随机变量。因此，其阈值可选取为：V_th＝aN_rLn₀；其中，a为一常数，n＝N_rL为自由度。