【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及适用于深空光通信的编译码，尤其涉及一种延迟串行级联脉冲位置调制系统、方法及深空光通信系统。
技术介绍
1、串行级联脉冲位置调制(serial-concatenated-pulse-position-modulation，简称为scppm)是nasa在2005年为了支持火星演示系统(mlcd)提出的用于深空光通信的编译码系统。scppm编码是一种串行级联结构，外码为卷积码编码，内码由一个累加器和一个ppm编码器联合组成，该部分也称之为appm码。外码和内码之间使用比特交织器连接。scppm的特点是在ppm调制下使用较为简单的编译码方法实现高可靠度的深空光通信。
2、当使用m＝2m位的ppm编码器时，该scppm将累加器连续m时刻的运算合并，并将其视为一个等效的m位的appm编码器，简称为m-appm。专利技术人发现，m-appm译码的复杂度与调制阶数正相关。具体来说，计算复杂度和网格图边数呈线性关系o(2.2m)。例如，16-appm的网格图边数为2*16＝32、4-appm网格图边数为2*4＝8、累加器网格图边数为4，此时，16-appm译码的计算复杂度约为4-appm译码的4倍、累加器译码的8倍。
3、为了解决m-appm译码存在的计算复杂度高的问题，现有技术还提供一种基于单次比特解调译码方法，属于低复杂度的译码方法。该译码方法具体是将接收到的ppm符号进行解调，得到校验比特流对应的比特作为译码器输入。之后，译码器进行累加器和卷积码之间的迭代译码。单次比特解调译码方法的缺点在于差错性能较差
4、为了解决基于单次比特解调译码方法应用于高阶调制存在的译码差值性能损失的问题，现有技术还提供一种基于延迟的比特交织编码调制(bit-interleaved codedmodulation，简称为bicm)，可以定义为dbicm。dbicm是一种针对高阶调制的通用编码调制方法。dbicm在接收端引入了从译码器输出到解调器的反馈信息，因此可以一定程度上减小将接收符号解调得到比特llr时的信息损失。
5、但是，dbicm缺点在于如果直接把scppm的编码部分(卷积码+累加器)带入dbicm发送端的编码器中，内码就不存在appm结构，因此译码器只能使用比特层面的译码方案而不能使用appm译码方案。因此，dbicm相对于基于单次比特解调译码方法虽有提升，但是与m-appm编码器仍有一定的差距。
6、鉴于此，亟待基于scppm提出一种调制系统，该调制系统应当具有较低的计算复杂度以及较优的差错性能。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种延迟串行级联脉冲位置调制系统、方法及深空光通信系统，具有较低的计算复杂度以及较优的差错性能。
2、第一方面，本专利技术提供一种延迟串行级联脉冲位置调制系统，包括发送端和接收端。其中，发送端包括顺序连接的编码模块、发送端子符号序列分割模块、子符号交织模块、延迟模块、子符号序列合并模块和ppm调制模块。接收端包括顺序连接的ppm子符号解调模块、接收端子符号序列分割模块、逆向延迟模块、子符号解交织模块和译码模块，以及连接译码模块和ppm子符号解调模块的反馈模块。
3、编码模块接收原始数据序列，经编码后输出码字序列。发送端子符号序列分割模块基于码字序列输出子符号序列。子符号交织模块接收每一码字所对应的子符号序列，并对子符号序列中的比特序列进行交织，输出交织子符号序列。延迟模块中配置有延迟参数，交织子符号序列在预设时刻输入延迟模块，并在达到延迟参数后输出延迟交织子符号序列。子符号序列合并模块接收预设时刻的延迟交织子符号序列，并将所有延迟交织子符号序列合并为延迟码字序列。ppm调制模块接收延迟码字序列并进行m-ppm调制，输出ppm符号序列。
4、ppm子符号解调模块中配置有先验信息，ppm子符号解调模块接收到与ppm符号序列对应的接收信号，ppm子符号解调模块利用先验信息和接收信号确定子符号对数似然比。接收端子符号序列分割模块接收子符号对数似然比，并先分割后合并为子符号对数似然比序列。逆向延迟模块缓存子符号对数似然比，当集齐所有的子符号对数似然比后输出至子符号解交织模块。子符号解交织模块对子符号对数似然比序列分别进行解交织，输出解交织子符号对数似然比。译码模块基于解交织子符号对数似然比输出译码结果和子符号反馈序列。子符号反馈序列通过反馈模块发送至ppm子符号解调模块，在下一解调译码周期内，子符号反馈序列与接收信号共同参与至解调译码过程。
5、与现有技术相比，本专利技术提供的延迟串行级联脉冲位置调制系统，将码字序列中的每个码字利用发送端子符号序列分割模块分割形成多个子符号序列，并进一步的将子符号序列中的比特序列进行交织，以获得交织子符号序列。基于此，对部分交织子符号序列进行延迟，与后续的码字对应的子符号序列一起参与调制。此时，每个ppm符号序列将包含多个来自不同码字的子符号序列。
6、而且，在接收端，每个时刻接收到的接收信号会利用上一时刻译码成功的子符号反馈序列辅助解调，得到子符号对数似然比。当所有码字所对应的所有子符号序列的对数似然比被完整接收到后，接收端对该码块进行译码、并把软判决或硬判决译码结果反馈回ppm子符号解调模块以辅助其后的接收信号的解调。鉴于此，本专利技术提供的延迟串行级联脉冲位置调制系统具有较优的差错性能。
7、再者，本专利技术的关键点在于采用将码字拆分为子符号序列、交织后进行延迟调制以及对子符号进行appm译码的联合方法，该联合方法通过延迟将一个高阶的appm等效拆分成低阶appm。在不改变现有串行级联脉冲位置调制系统(scppm)原有编码模块且使用appm译码的情况下，相对于现有的scppm显著减小了内码的译码复杂度。
8、第二方面，本专利技术还提供一种迟串行级联脉冲位置调制方法，第一方面提供的延迟串行级联脉冲位置调制系统执行延迟串行级联脉冲位置调制方法，包括如下步骤：
9、s10.发送端基于原始数据序列输出ppm符号序列；
10、s20.接收端基于ppm符号序列输出译码结果和子符号反馈序列，其中，子符号反馈序列反馈至发送端，并在下一解调译码周期内，与接收信号共同参与至解调译码过程。
11、与现有技术相比，本专利技术提供的迟串行级联脉冲位置调制方法的有益效果与第一方面和/或第一方面任一种实现方式提供的迟串行级联脉冲位置调制系统的有益效果相同，在此不做赘述。
12、第三方面，本专利技术还提供一种深空光通信系统，所述深空光通信系统所采用的编译码系统为第一方面提供的延迟串行级联脉冲位置调制系统。
13、与现有技术相比，本专利技术提供的深空光通信系统的有益效果与第一方面和/或第一方面任一种实现方式提供的迟串行级联脉冲位置调制系统的有益效果相同，在此不做赘述。
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1.一种延迟串行级联脉冲位置调制系统，其特征在于，包括发送端和接收端；
2.根据权利要求1所述的延迟串行级联脉冲位置调制系统，其特征在于，所述反馈模块包括顺序连接的反馈子符号交织单元和反馈延迟单元；所述反馈子符号交织单元接收所述子符号反馈序列后进行交织，输出交织子符号反馈序列；所述反馈延迟单元中配置延迟参数，所述交织子符号反馈序列在预设时刻输入至反馈延迟单元，并在达到所述延迟参数后输出延迟交织子符号反馈序列；在下一所述解码译码周期内，所述延迟交织子符号反馈序列与所述接收信号共同参与至解调译码过程。
3.根据权利要求1所述的延迟串行级联脉冲位置调制系统，其特征在于，所述发送端子符号序列分割模块基于所述码字序列输出子符号序列具体包括：
4.根据权利要求1所述的延迟串行级联脉冲位置调制系统，其特征在于，所述子符号交织模块依据下述交织原则对所述子符号序列中的所述比特序列进行交织，以输出交织子符号序列：
5.根据权利要求3所述的延迟串行级联脉冲位置调制系统，其特征在于，基于如下原则为所述延迟模块配置延迟参数：
6.根据权利要求1所
7.根据权利要求1所述的延迟串行级联脉冲位置调制方法，其特征在于，权利要求1至6任一项所述的延迟串行级联脉冲位置调制系统执行延迟串行级联脉冲位置调制方法，包括如下步骤：
8.根据权利要求7所述的串行级联脉冲位置调制方法，其特征在于，发送端基于原始数据序列输出PPM符号序列包括：
9.根据权利要求7串行级联脉冲位置调制方法，其特征在于，接收端基于所述PPM符号序列输出译码结果和子符号反馈序列包括：
10.一种深空光通信系统，其特征在于，所述深空光通信系统所采用的编译码系统为权利要求1至6任一项所述的延迟串行级联脉冲位置调制系统。
...【技术特征摘要】
1.一种延迟串行级联脉冲位置调制系统，其特征在于，包括发送端和接收端；
2.根据权利要求1所述的延迟串行级联脉冲位置调制系统，其特征在于，所述反馈模块包括顺序连接的反馈子符号交织单元和反馈延迟单元；所述反馈子符号交织单元接收所述子符号反馈序列后进行交织，输出交织子符号反馈序列；所述反馈延迟单元中配置延迟参数，所述交织子符号反馈序列在预设时刻输入至反馈延迟单元，并在达到所述延迟参数后输出延迟交织子符号反馈序列；在下一所述解码译码周期内，所述延迟交织子符号反馈序列与所述接收信号共同参与至解调译码过程。
3.根据权利要求1所述的延迟串行级联脉冲位置调制系统，其特征在于，所述发送端子符号序列分割模块基于所述码字序列输出子符号序列具体包括：
4.根据权利要求1所述的延迟串行级联脉冲位置调制系统，其特征在于，所述子符号交织模块依据下述交织原则对所述子符号序列中的所述比特序列进行交织，以输出交织子符号序列：
【专利技术属性】
技术研发人员：吴晓薇，王强，杨雷，孙扬，鲁乙喜，
申请(专利权)人：中国科学院空间应用工程与技术中心，
类型：发明
国别省市：
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