基于EW复合信道模型的MPPM-FSO系统硬解调误符号率计算方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于EW复合信道模型的MPPM‑FSO系统硬解调误符号率计算方法，包括：1)基于EW分布，考虑到点误差的影响，建立点对点的自由空间光通信复合信道模型；2)根据EW湍流和点误差复合信道模型的累积分布模型和概率分布模型确定最佳判决门限和动态判决门限的门限值；3)计算每个时隙在受到EW湍流和点误差复合信道干扰情况下的错误判决的概率；4)利用高斯拉盖尔多项式，得到误符号率的闭合表达式。本发明专利技术方法中的复合信道模型相较于单一的大气湍流模型考虑了点误差对系统性能的影响，该方法复杂度低，误符号率系统性能上优于其他硬解调算法，更为符合实际情况。

The EW composite channel model MPPM FSO system hardware demodulation calculation method based on symbol error rate

【技术实现步骤摘要】
基于EW复合信道模型的MPPM-FSO系统硬解调误符号率计算方法
本专利技术涉及无线光通信系统中的(N,M)MPPM调制方式基于指数韦伯分布在考虑点误差影响的情况下的采用最佳判决门限和动态判决门限硬解调计算方法，属于无线光通信

技术介绍
无线光通信，又常常被称作自由空间光通信(Freespaceopticalcommunication)，即FSO通信。FSO通信是以光波作为载体，在自由空间传输介质中传递通讯信息的一种新型的宽带无线通信手段，它具有成本低廉、架设灵活便捷、抗电磁干扰能力强、保密性好、无需频率资源许可、频带宽等优点，受到了大家的广泛关注。尽管无线光通信有其独特的优势，但是它也受到了诸多因素的影响和制约。在FSO系统中，光束以大气作为传输介质，而大气环境复杂多变，通信链路无疑会受到大气层的干扰。到目前为止，大量研究表明大气湍流是影响通信性能的最主要因素之一，该效应会引起信号在接收端发生振幅和相位的随机抖动，进而导致明显的光强闪烁效应，大大降低了通信系统性能。FSO通信系统除了受到大气湍流这一主要因素的影响，还受到了其它非大气因素的制约。点误差是另一个制约通信质量的本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于EW复合信道模型的MPPM‑FSO系统硬解调误符号率计算方法，包括下述步骤：1)基于指数韦伯EW分布，考虑到点误差的影响，建立点对点的自由空间光通信复合信道模型；2)根据指数韦伯EW湍流和点误差的复合信道模型的累积分布模型Fh(h)和概率分布模型fh(h)确定最佳判决门限和动态判决门限的门限值；3)计算每个时隙在受到指数韦伯EW湍流和点误差复合信道干扰情况下的错误判决的概率；4)利用高斯拉盖尔多项式，得到误符号率的闭合表达式。

【技术特征摘要】
1.基于EW复合信道模型的MPPM-FSO系统硬解调误符号率计算方法，包括下述步骤：1)基于指数韦伯EW分布，考虑到点误差的影响，建立点对点的自由空间光通信复合信道模型；2)根据指数韦伯EW湍流和点误差的复合信道模型的累积分布模型Fh(h)和概率分布模型fh(h)确定最佳判决门限和动态判决门限的门限值；3)计算每个时隙在受到指数韦伯EW湍流和点误差复合信道干扰情况下的错误判决的概率；4)利用高斯拉盖尔多项式，得到误符号率的闭合表达式。2.根据权利要求1所述的基于EW复合信道模型的MPPM-FSO系统硬解调误符号率计算方法，其特征在于，所述步骤1)中，基于指数韦伯EW分布，考虑到点误差的影响，建立点对点的自由空间光通信复合信道模型，是通过下述方法来实现的：1a)建立点对点的自由空间光通信复合信道模型：设x为发送信号序列，y为接收信号序列，则信道的数学模型为：y＝Rhx+n其中，n表示均值为0、方差为的加性高斯白噪声；R为光电探测器响应率，h为服从指数韦伯EW复合信道分布的信道衰落，h＝hahp；其中，ha为服从指数韦伯EW分布的信道衰落，hp为点误差损失因数；1b)根据步骤1a)得到的数学模型构建指数韦伯EW分布模型的概率分布模型和点误差的概率分布模型其中，ha为服从指数韦伯EW分布的信道衰落，hp为点误差损失因数；β为形状参数，β＞0；α为给定观测空间内，准直传播的光束与非准直传播的光束被成功接收的平均量，α＞0；η为尺度参数，η＞0；γ为等效波束宽度和抖动标准差的比值，γ＝wzeq/2σs；其中wzeq为等效波束宽度，σs为抖动标准差；A0为当探测器与波束中心之间的偏移量为0时接收机接收到的光强，A0＝[erf(v)]2，其中ν为孔径和距离z处的波束宽度的比值，其中a为探测器的孔径半径，wz为距离发射端z处的波束宽度；1c)由上述①、②式则可得到大气湍流和点误差的复合信道模型的累积分布模型Fh(h)和概率分布模型fh(h)：式中，Γ(a,x)为上伽马不完全函数，为梅耶尔G函数；j为求和符号的计数器。3.根据权利要求2所述的基于EW复合信道模型的MPPM-FSO系统硬解调误符号率计算方法，其特征在于，所述步骤2)中，最佳判决门限的门限值设定利用Matlab通过二分法对下式求未知数yth获得：式中，N为MPPM调制的一个信息块所包含的时隙个数，M为此N个时隙个数中的脉冲个数；t为被积函数的积分变量；yth为门限值；μ为系数，而μ2＝(RNPt/M)2，R为光电转换效率，Pt为发射端的平均发射功率；g为信噪比；exp()为以自然数e为底的指数函数；Γ(·)为伽马函数；erf(·)为误差函数；erfc(·)为余弦误差函数；j为求和符号的计数器。4.根据权利要求1所述的基于EW复合信道模型的MPPM-FSO系统硬解调误符号率计算方法，其特征在于，动态判决门限的门限值是检测每一个时隙的信号，取其信号前沿的200ns，根据此时段内检测到的信号强度取设定动态判决门限的值。5.根据权利要求3所述的基于EW复合信道模型的MPPM-FSO系统硬解调误符号率计算方法，其特征在于，所述步骤3)中，计算每个时隙在受到指数韦伯EW湍流和点误差的复合信道干扰情况下的错误判决的概率，是通过下述方法来实现的：3a)采用最佳判决门限时，已知复合信道的概率分布模型fh(h)及步骤1)中的数字模型，则可计算出受到指数韦伯EW湍流和点误差干扰情况下非时隙信号f(y|y0)与时隙信号f(y|y1)抽样值的概率密度函数分别为：式中，σn2为加性高斯白噪声的方差；f(y|y1)为有信号时隙抽样值的概率密度函数，f(y|y0)为无信号时隙抽样值的概率密度函数；将非时隙信号f(y|y0)错误判决的概率，即虚警概率Pf为：将时隙信号f(y|y1)错误判决的概率，即漏警概率Pm为：

【专利技术属性】
技术研发人员：秦亦灵，王平，王坤，刘晓霞，傅慧华，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61