[發明專利]基于EW復合信道模型的MPPM-FSO系統硬解調誤符號率計算方法

有效

• 申請號: 201710814265.9
• 申請日: 2017-09-11
• 公開（公告）號: CN107645335B
• 公開（公告）日: 2019-06-11
• 發明（設計）人: 秦亦靈;王平;王坤;劉曉霞;傅慧華
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: H04B10/11
• 分類號: H04B10/11;H04B17/336;H04B17/391;H04L25/06;H04L25/49
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 姚詠華

1.基于EW復合信道模型的MPPM-FSO系統硬解調誤符號率計算方法，包括下述步驟：

1)基于指數韋伯EW分布，考慮到點誤差的影響，建立點對點的自由空間光通信復合信道模型；

2)根據指數韋伯EW湍流和點誤差的復合信道模型的累積分布模型F_h(h)和概率分布模型f_h(h)確定最佳判決門限和動態判決門限的門限值；

3)計算每個時隙在受到指數韋伯EW湍流和點誤差復合信道干擾情況下的錯誤判決的概率；

4)利用高斯拉蓋爾多項式，得到誤符號率的閉合表達式；

所述步驟3)中，每個時隙在受到指數韋伯EW湍流和點誤差復合信道干擾情況下的錯誤判決，是通過下述方法來實現的：

3a)采用最佳判決門限時，已知復合信道的概率分布模型f_h(h)及步驟1)中的數字模型，則可計算出非時隙信號f(y|y₀)與時隙信號f(y|y₁)抽樣值的概率密度函數，進而得到非時隙信號f(y|y₀)錯誤判決的概率，即虛警概率P_f和時隙信號f(y|y₁)錯誤判決的概率，即漏警概率P_m；

3b)采用動態判決門限時，已知(N,M)MPPM信息塊中空時隙出現的概率為N-M/N,非空時隙出現的概率為M/N，則每個時隙在僅有高斯白噪聲存在的時的誤判概率；已知復合信道的概率分布模型及步驟1)中的數學模型，則可計算每個時隙在受到復合信道干擾情況下的錯誤判決的概率。

2.根據權利要求1所述的基于EW復合信道模型的MPPM-FSO系統硬解調誤符號率計算方法，其特征在于，所述步驟1)中，基于指數韋伯EW分布，考慮到點誤差的影響，建立點對點的自由空間光通信復合信道模型，是通過下述方法來實現的：

1a)建立點對點的自由空間光通信復合信道模型：

設x為發送信號序列，y為接收信號序列，則信道的數學模型為：

y＝Rhx+n

其中，n表示均值為0、方差為的加性高斯白噪聲；R為光電探測器響應率，h為服從指數韋伯EW復合信道分布的信道衰落，h＝h_ah_p；其中，h_a為服從指數韋伯EW分布的信道衰落，h_p為點誤差損失因數；

1b)根據步驟1a)得到的數學模型構建指數韋伯EW分布模型的概率分布模型和點誤差的概率分布模型

其中，h_a為服從指數韋伯EW分布的信道衰落，h_p為點誤差損失因數；β為形狀參數，β＞0；α為給定觀測空間內，準直傳播的光束與非準直傳播的光束被成功接收的平均量，α＞0；η為尺度參數，η＞0；γ為等效波束寬度和抖動標準差的比值，γ＝w_zeq/2σ_s；其中w_zeq為等效波束寬度，σ_s為抖動標準差；A₀為當探測器與波束中心之間的偏移量為0時接收機接收到的光強，A₀＝[erf(v)]²，其中ν為孔徑和距離z處的波束寬度的比值，其中a為探測器的孔徑半徑，w_z為距離發射端z處的波束寬度；

1c)由上述①、②式則可得到大氣湍流和點誤差的復合信道模型的累積分布模型F_h(h)和概率分布模型f_h(h)：

式中，Γ(a,x)為上伽馬不完全函數，為梅耶爾G函數；j為求和符號的計數器。