一种适用于湍流信道的概率整形模型分布优化方法技术

本发明专利技术公开了一种适用于湍流信道的概率整形模型分布优化方法，基于神经网络和遗传算法，其中，神经网络用于预测关于输入分布的广义互信息(GMI)，而遗传算法用于基于训练后的神经网络，选择对应于当前湍流信道最优的输入分布，湍流信道不同于高斯白噪声(AWGN)信道，属于非线性信道，在非线性信道中采取概率整形信号分布技术能够改善系统误码性能，概率整形信号基于不同的分布参数或采取不同的截断方案可以实现不同的源熵。本发明专利技术针对湍流信道，实现了对应不同非线性强度的湍流信道条件选择最适合的整形分布，进一步提高了信号对于湍流信道非线性的容忍性和功率限制，降低了误码率，提升了系统的信息速率，从而最大限度地提高系统传输容量。高系统传输容量。高系统传输容量。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于湍流信道的概率整形模型分布优化方法


[0001]本专利技术涉及通信
，尤其涉及一种适用于湍流信道的概率整形模型分布优化方法。

技术介绍

[0002]近年来，随着物联网、云计算、虚拟现实(VR)增强现实(AR)等技术的发展，人们对于通信传输速率的需求越来越高。与光纤通信和传统无线电通信不同的是，自由空间光(Free Space Optics，FSO)通信有高带宽、易于部署、低功耗、低质量以及高安全性等特点，能够很好地与其他通信方式互补。与此同时，在传统FSO通信中加入新元素，如概率整形，能够对其较为薄弱的传输质量进行提升。
[0003]大气湍流现象和衰减效应为FSO信道所处环境主要需要考虑的，光信号在其中传输，将会受到大气中微粒的吸收效应和散射效应导致的衰减，并会和湍流相互作用，产生复杂的影响。大气湍流对应湍流效应指的是大气不同空间位置的湍流元的折射率随机变化导致光强闪烁和相位波动，是一种非线性扰动，进而FSO系统的接收机得到的光信号强度会有起伏波动。对于受到湍流影响的空间光通信系统，星座图中功率越高的星座点，受到湍流的影本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于湍流信道的概率整形模型分布优化方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、在信号发射模块，基于不同的分布参数或采取不同的截断方案实现不同的源熵；S2、信号从发射模块产生后，经过非线性湍流信道传输，到达信号接收模块，在信号接收模块，首先对经过下变频和重采样后的信号进行数字信号处理，然后计算信号接收模块的GMI；S3、在当前湍流信道强度下，根据信号发射模块所得分布及其信号接收模块对应广义互信息，使用神经网络来近似非线性多变量函数，该多变量函数将信号发射模块的输入分布D映射到信号接收模块的GMI，作为整形方案的性能度量；S4、训练后的神经网络作为多变量函数fNN，利用遗传算法优化输入分布，选择对应于当前湍流信道最优的输入分布。2.根据权利要求1所述的适用于湍流信道的概率整形模型分布优化方法，其特征在于，步骤S1信号发射模块产生Truncate
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QAM整形信号的过程为：分布参数包括调制阶数m、放缩因子v、超高斯因子s和截断阈值t，其中放缩因子和超高斯因子基于使用麦克斯韦
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玻尔兹曼分布，通过单路的概率分布计算出所有QAM符号的概率分布，随后基于二维QAM信号的概率质量函数设置截断阈值t，将PMF低于t的符号删掉，得到Truncate
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SGPS
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【专利技术属性】
技术研发人员：张琦，忻向军，姚海鹏，王曦朔，高然，赵一，启涵，田凤，田清华，王拥军，杨雷静，张文全，武瑞德，黄鑫，王富，
申请(专利权)人：北京理工大学江苏雅泰歌思通讯技术有限公司，
类型：发明
国别省市：