[發明專利]一種對抗極化相關損耗（PDL）效應的自適應極化調制方法

有效

• 申請號: 201410232528.1
• 申請日: 2014-05-28
• 公開（公告）號: CN103973408B
• 公開（公告）日: 2018-02-23
• 發明（設計）人: 郭彩麗;楊光偉;劉芳芳;曾志民;馮春燕
• 申請（專利權）人: 北京郵電大學
• 主分類號: H04L1/00
• 分類號: H04L1/00;H04L27/36
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種對抗極化相關損耗(PDL)效應的自適應極化調制方法，應用于無線發射終端，其特征在于，PDL影響下接收信噪比概率分布函數求解和自適應極化調制方法的實現，包括：

接收端的信噪比γ如式(1)所示，

γ=EiRN0=λ1cos2δiN0+λ2sin2δiN0---(1)]]>

式中N₀為高斯白噪聲的單邊功率譜密度，表示當前調制階數下第i種極化調制星座在接收端的接收功率，δ_i代表該第i種極化調制星座對應的發送極化狀態的極化相位描述子，λ₁，λ₂分別表示的是無線極化傳輸信道中W＝H～H的最大、最小特征值，其中H為無線極化傳輸信道模型，～代表對矩陣作偽逆運算，此時，可得W＝H～H中特征值的聯合概率密度函數:

f(λ1,λ2)=(λ1-λ2)2e-λ1-λ2---(2)]]>

相應可以得到PDL影響下接收信噪比γ的概率分布函數：

Fi(γ)=∫0γcos2δiN0dλ1∫0γsin2δiN0-cos2δisin2δiλ1(λ1-λ2)2e-λ1-λ2dλ2---(3)]]>

從上述公式中可以看出，信道中的PDL效應會影響系統的接收功率與信噪比，PDL的時變性會使極化信號經歷時變衰落；

為了對抗信道中的PDL效應，提升系統頻譜效率，在系統滿足目標誤比特率性能前提下，發射端將反饋的信噪比估計值與信噪比門限值進行對比，從而選定最優的極化調制階數來進行數據傳輸；在信道質量好時，即PDL值非常小時，系統會采用頻譜效率高的高階極化調制來傳輸數據，而在信道質量變差時，即PDL值很大時，系統則會采用頻譜效率低但抗干擾能力強的低階極化調制來進行數據傳輸，這樣信道就能得到充分利用且能獲得更好的頻譜效率；

自適應極化調制的實現方法如下：

Mj=2γ0≤γ<γ14γ1≤γ<γ28γ2≤γ<γ316γ3≤γ---(4)]]>

其中，γ_j→j＝0,1,2,3是對應于極化調制階數M_j＝2^j+1→j＝0,1,2,3的信噪比門限值，且它們都是通過在PDL信道、格雷比特映射編碼條件下根據接收信噪比γ的概率分布函數F_i(γ)確定的；如果采用最低極化調制階數M₀仍然不能滿足目標誤比特值，那么系統就設定中斷，此時不發送任何信息；對于一個固定的目標誤比特值，當γ落在第j個區間[γ_j,γ_j+1)內時，發送端選用第j種極化調制，此時調制階數為M_j，如果γ超出M_j所對應的信噪比區間[γ_j,γ_j+1)，則相應的選擇更高的極化調制階數M_j+1或更高階，另一方面，當γ低于信噪比區間[γ_j,γ_j+1)，則選擇較低的極化調制階數M_j-1或更低階。

2.根據權利要求1所述的一種對抗極化相關損耗(PDL)效應的自適應極化調制方法，其特征在于，對抗極化相關損耗效應的自適應極化調制系統頻譜效率的分析方法，包括：

系統頻譜效率定義為：

η=Σj=0J-1ηjP{γj≤γ<γj+1}+ηJP{γJ≤γ}=Σj=0J-1ηj[Fi(γj+1)-Fi(γj)]+ηJ[1-Fi(γJ)],ηj=log2Mj---(5)]]>

其中M_j,γ_j，η_j分別為滿足目標誤比特率時的某區間的最優極化調制階數，信噪比門限值與頻譜效率值，J為最高極化調制階數16階的對應下標，即J＝3，η_J及γ_J為對應最高極化調制階數16階的頻譜效率值與信噪比門限值，P{}為接收信噪比落在相應信噪比門限范圍內的概率，F_i(γ_j)是第j種極化調制階數下對應信噪比的概率分布函數，F_i(γ_J)為對應最高極化調制階數所在區間的信噪比概率分布函數；

當系統在滿足目標誤比特率性能的前提下一直采用最高階極化調制進行通信時，系統可獲得最大頻譜效率log₂M_J,當傳輸出現中斷或錯誤估計，系統所獲得的頻譜效率便會低于log₂M_J。