基于最优贝叶斯的多用户迭代软检测的装置与方法制造方法及图纸

本发明专利技术属于无线通信技术领域，具体为一种基于最优贝叶斯的多用户迭代软检测的装置与方法。本发明专利技术采用基于IDMA的自由空间激光通信发射与接收系统模型，信号在发射机经过前向编码器编码、交织器交织并调制后发射，在接收机中通过ESE和DEC解码器，利用最优贝叶斯多用户软检测算法，更新接收信号的先验信息，降低多用户干扰，对信号实现迭代软解调。本发明专利技术装置包括基于IDMA的自由空间激光通信发射机与接收机两部分。本发明专利技术对多用户干扰有良好的抑制效果，并在一定程度上抵抗大气湍流的影响，可广泛运用到物联网组网高速数据传输场景中。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于无线通信
，具体涉及一种基于最优贝叶斯的多用户迭代软检测的装置与方法。
技术介绍
自由空间光通信又称无线光通信，它以不可见的激光为载体，在大气或者真空信道中实现点对点，点对多点或者多点对多点的信息传输的双向通信技术，其光波的频率在太赫兹的光谱范围内。自由空间光通信是光纤通信和射频通信相结合的产物，兼有射频通信与光纤通信的特点，与射频通信相比，自由空间光通信无需频率许可证和昂贵的使用费，带宽资源丰富，数据传输速率高，激光定向性好具有内在的保密性与抗干扰性，系统安全性高。与光纤通信相比，自由空间光通信能提供与光纤相近的速率，但它无需铺设光缆及维护费用，建网方便灵活，总体造价低，部署周期短。除此之外，FSO系统克服了铜线进户带宽窄与速率低等缺点，是宽带“最后一公里”的优选解决方案。在空间光通信研究中，增强多用户信息传输能力实现高速大容量通信系统是未来研究关注的一个重要方向。但是多用户通信系统随着系统用户数的增加，多址干扰或多用户干扰(MAI)就成为系统的主要干扰，当系统用户数目较大时，系统的接收检测复杂度非常高。码分多址是一种重要的多用户系统接入方式，近年来激光CDMA技术被用于空间高速多用户通信网络研究中，其主要采用光正交码区分用户，虽然光正交码具有良好的自相关和互相关特性,但只能提供较少的码容量。另外由于CDMA扩频码选取很难保证各用户之间的信号能够严格正交，多用户干扰成为影响系统性能主要因素。在对CDMA系统进行研究的过程中，LiPing等人提出了交织多址接入技术(IDMA)，相比CDMA系统，它通过不同的交织器来区分用户，利用扩频码扩展频谱并降低码率，避免了设计正交扩频地址码的复杂性，简化了系统结构，IDMA可认为是CDMA的一个特例，但它可以有效抑制MAI，提高系统性能与容量。IDMA接收端基于软输入软输出迭代检测算法与最优多用户检测算法，实现对多个用户信息的有效恢复和接收，并且可以逼近单用户接收性能，另外能够有效克服系统的远近效应，大大提高系统容量。多用户通信技术是未来实现无线通信系统的关键技术之一，实现光通信多用户传输技术也是未来光通信发展方向之一。OCDMA采用光正交码区分用户，实现多址接入，但是系统实现复杂度高，多接入干扰严重，严重限制了系统性能与应用。相比CDMA系统，OIDMA系统利用不同的交织器来区分用户，降低了系统的复杂度，有效地克服系统的远近效应。本专利技术主要基于Laguerre信道模型，在发送端采用PPM调制情况下，构建了IDMA多用户自由空间激光通信系统框架，并推导了基于最优贝叶斯的多用户软检测算法。从仿真结果中可以看出，本算法对多用户干扰有良好的抑制效果，并在一定程度上抵抗大气湍流的影响。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出一种基于最优贝叶斯的多用户迭代软检测的装置与方法。本专利技术提出的基于最优贝叶斯的多用户迭代软检测的装置，采用基于串行级联检测的单用户激光通信发射机与基于串行级联检测的单用户激光通信接收机；其中：所述基于串行级联检测的单用户激光通信发射机，包括前向编码器FEC、交织器Π、调制器与激光器；原始比特流经过前向编码器FEC进行前向编码，随后通过交织器Π进行信号的随机交织，接着通过调制器将交织码片序列映射为时隙序列，用于驱动激光器并通过信道形成发射信号；所述基于串行级联检测的单用户激光通信接收机，包括接收孔径、光滤波器、光子分辨率计数器PNRD以及由基本信号检测ESE、交织器/解交织器、译码器DEC组成的迭代检测译码模块；接收的信号经过接收孔径、光滤波器以及光子分辨率计数器PNRD测量输出时隙光子数序列；迭代检测译码模块中的基本信号检测ESE用于实现对接收光信号的解调，初始用户的先验信息为0，利用输入时隙光子数测量值，计算输出码片外信息；译码器DEC为基于SISO的译码器，实现FEC编码的解码过程，最终输出为比特后验对数似然比；迭代检测译码模块中交织器与解交织器用于实现解调/译码的迭代过程中码片之间外信息交换，进行交织与解交织工作，进行一定迭代次数后完成用户数据检测；基本信号检测ESE中采用基于最优贝叶斯的多用户迭代软检测算法。所述基于IDMA的自由空间激光通信发射机，其结构如图1所示。设发送端有K个用户，每个用户的发射机中交织器Π是唯一的，第k个用户的传输比特流{bk(i)；i＝1,2,...,Ibit本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于最优贝叶斯的多用户迭代软检测的装置，其特征在于，采用基于串行级联检测的单用户激光通信发射机与基于串行级联检测的单用户激光通信接收机；其中：所述基于串行级联检测的单用户激光通信发射机，包括前向编码器FEC、交织器Π、调制器与激光器；原始比特流经过前向编码器FEC进行前向编码，随后通过交织器Π进行信号的随机交织，接着通过调制器将交织码片序列映射为时隙序列，用于驱动激光器并通过信道形成发射信号；所述基于串行级联检测的单用户激光通信接收机，包括接收孔径、光滤波器、光子分辨率计数器PNRD以及由基本信号检测ESE、交织器/解交织器、译码器DEC组成的迭代检测译码模块；接收的信号经过接收孔径、光滤波器以及光子分辨率计数器PNRD测量输出时隙光子数序列；迭代检测译码模块中的基本信号检测ESE用于实现对接收光信号的解调，初始用户的先验信息为0，利用输入时隙光子数测量值，计算输出码片外信息；译码器DEC为基于SISO的译码器，用于实现前向编码器FEC编码的解码过程，最终输出为比特后验对数似然比；迭代检测译码模块中交织器与解交织器用于实现解调/译码的迭代过程中码片之间外信息交换，进行交织与解交织工作，进行一定迭代次数后完成用户数据检测；基本信号检测ESE中采用基于最优贝叶斯的多用户迭代软检测算法。...

【技术特征摘要】
1.一种基于最优贝叶斯的多用户迭代软检测的装置，其特征在于，采用基于串行级联检测的单用户激光通信发射机与基于串行级联检测的单用户激光通信接收机；其中：所述基于串行级联检测的单用户激光通信发射机，包括前向编码器FEC、交织器Π、调制器与激光器；原始比特流经过前向编码器FEC进行前向编码，随后通过交织器Π进行信号的随机交织，接着通过调制器将交织码片序列映射为时隙序列，用于驱动激光器并通过信道形成发射信号；所述基于串行级联检测的单用户激光通信接收机，包括接收孔径、光滤波器、光子分辨率计数器PNRD以及由基本信号检测ESE、交织器/解交织器、译码器DEC组成的迭代检测译码模块；接收的信号经过接收孔径、光滤波器以及光子分辨率计数器PNRD测量输出时隙光子数序列；迭代检测译码...

【专利技术属性】
技术研发人员：辜开丽，魏陈佳，杨宁，赵晓，周小林，
申请(专利权)人：复旦大学，
类型：发明
国别省市：上海;31