[發(fā)明專利]無線光通信中盲檢測及調(diào)制星座優(yōu)化方法、存儲介質(zhì)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711380144.4
• 申請日: 2017-12-19
• 公開（公告）號: CN107872256B
• 公開（公告）日: 2021-05-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 高向川;李豪;靳進(jìn);王忠勇;楊守義
• 申請（專利權(quán)）人: 鄭州大學(xué)
• 主分類號: H04B7/0413
• 分類號: H04B7/0413;H04B7/0426;H04L25/02
• 代理公司: 鄭州中原專利事務(wù)所有限公司 41109
• 代理人: 霍彥偉

1.無線光通信中盲檢測及調(diào)制星座優(yōu)化方法，其特征在于包括以下步驟：

S1：大規(guī)模MIMO室外無線光通信系統(tǒng)中，其各個子信道獨立同分布，收發(fā)兩端已知信道的一階和二階統(tǒng)計信息，發(fā)射端發(fā)送功率調(diào)制信號，接收端根據(jù)統(tǒng)計信息使用最大似然準(zhǔn)則對接收信號進(jìn)行盲檢測；所述統(tǒng)計信息包括均值和方差；

S2：基于最大似然準(zhǔn)則，分別在發(fā)射端天線數(shù)大規(guī)模和接收端天線數(shù)大規(guī)模的情況下得到任意調(diào)制階數(shù)接收信號的漸近最佳判決門限；

S3：依據(jù)漸近的最佳判決門限，在光信號非負(fù)約束和平均光功率約束的條件下，最小化平均誤符號率的主成分：指數(shù)衰減項，使用最大化最小各部分指數(shù)衰減系數(shù)的優(yōu)化準(zhǔn)則對調(diào)制星座進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，最終使用數(shù)值迭代求解的方法，得到優(yōu)化的調(diào)制星座；

所述S1中：

發(fā)射端天線數(shù)為M，接收端天線數(shù)為N的大規(guī)模MIMO室外無線光通信系統(tǒng)模型為：y＝Hs+n；

其中

y為N×1維的接收信號矩陣；

H為N×M維的信道矩陣，其各個子信道獨立同分布，服從對數(shù)正態(tài)分布或瑞利分布，收發(fā)兩端已知信道的一階和二階統(tǒng)計信息，包括均值μ_h和方差h為信道標(biāo)記，表示該均值和方差為信道的均值和方差；

n為N×1維的噪聲矩陣，且噪聲矩陣中每個元素獨立同分布，服從均值為0、方差為的高斯分布；下標(biāo)n為噪聲標(biāo)記，表明方差為是噪聲的方差；

s為發(fā)射端M×1維的信號矩陣；

發(fā)射端發(fā)送L階功率調(diào)制信號，其中調(diào)制星座集合[s₁，s₂，…，s_L]中的元素非負(fù)并按由小到大的順序排列，且調(diào)制星座中每個元素的發(fā)送概率相同，并滿足平均光功率約束：P_T表示平均發(fā)送光功率，s_k∈[s₁，s₂，…，s_L]，k＝1，2，…，L；使用最大似然準(zhǔn)則對接收信號進(jìn)行盲檢測；

所述S2中，在收發(fā)天線數(shù)大規(guī)模情況下，依據(jù)中心極限定理和大數(shù)定理，對接收信號的均值進(jìn)行最大似然檢測，其接收信號均值可表示為

其中

等效信道近似服從高斯分布，i＝1，2，…，N，j＝1，2，…，M，其均值和方差分別為μh，

等效噪聲暇從高斯分布，其均值和方差分別為0，

接收信號均值暇從高斯分布，其均值和方差分別為μ_hs_k，其中

基于最大似然檢測準(zhǔn)則，判決信號表示為：

其中，表示接收信號關(guān)于發(fā)射信號為s_k時的條件概率密度函數(shù)，即

接收信號的漸近最佳判決門限th_k的表達(dá)式為：

(1)當(dāng)接收端天線數(shù)大規(guī)模時，

其中由s_k+1＞s_k和所以等價于最佳判決門限呈非等間隔特征，同時得到的關(guān)系；

(2)當(dāng)發(fā)射端天線數(shù)大規(guī)模時，

最佳判決門限呈等間隔特征；

所述S3中，基于最大似然盲檢測準(zhǔn)則，系統(tǒng)的平均誤符號率表示為：

p_ek表示L階功率調(diào)制中檢測第k個星座點對應(yīng)的接收信號的誤符號率，依據(jù)漸進(jìn)的最佳判決門限和高斯概率密度函數(shù)特性，通過代數(shù)變換，平均誤符號率的表達(dá)式進(jìn)一步表示為：

其中，為錯誤函數(shù)，在接收端天線大規(guī)模情況下，為指數(shù)衰減系數(shù)；在發(fā)射端天線大規(guī)模情況下，