CN115296737B - 基于自由空间光通信的adm-gsmppm星座构建方法和装置 - Google Patents

基于自由空间光通信的adm-gsmppm星座构建方法和装置 Download PDF

Info

Publication number
CN115296737B
CN115296737B CN202211194580.3A CN202211194580A CN115296737B CN 115296737 B CN115296737 B CN 115296737B CN 202211194580 A CN202211194580 A CN 202211194580A CN 115296737 B CN115296737 B CN 115296737B
Authority
CN
China
Prior art keywords
constellation
symbol
subset
mppm
symbols
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202211194580.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN115296737A (zh
Inventor
方毅
吕梁
蒋伟楷
戴林
其他发明人请求不公开姓名
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Guangzhou Haoyang Electronic Co Ltd
Original Assignee
Guangdong University of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Guangdong University of Technology filed Critical Guangdong University of Technology
Priority to CN202211194580.3A priority Critical patent/CN115296737B/zh
Publication of CN115296737A publication Critical patent/CN115296737A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN115296737B publication Critical patent/CN115296737B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B10/00Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/11Arrangements specific to free-space transmission, i.e. transmission through air or vacuum
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B10/00Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/50Transmitters
    • H04B10/516Details of coding or modulation
    • H04B10/524Pulse modulation
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02DCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D30/00Reducing energy consumption in communication networks
    • Y02D30/70Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Radio Transmission System (AREA)

Abstract

本申请公开了一种基于自由空间光通信的ADM‑GSMPPM星座构建方法和装置,方法包括:获取天线参数以及MPPM符号时隙参数并计算得到ADM星座参数;获取全MPPM符号集以及ADM星座的全标签集合;从全标签集合中抽取生成与有效激活天线组数数量一致的多个标签子集;确定与每一标签子集对应的目标第一子星座集;生成与额外激活天线组数数量一致的多个剩余标签子集;确定与每一剩余标签子集对应的目标第二子星座集;基于目标第一子星座集,以及,目标第二子星座集,生成ADM‑GSMPPM星座。本申请提高了激活天线组和MPPM符号的利用率,考虑了标签和MPPM符号之间的关系,具有性能优势。

Description

基于自由空间光通信的ADM-GSMPPM星座构建方法和装置
技术领域
本申请涉及通信技术领域,更具体地说,涉及基于自由空间光通信的ADM-GSMPPM星座构建方法和装置。
背景技术
随着通信技术的不断发展,无线通信面临着通信业务大量增加,射频频谱资源紧缺,海量数据传输的瓶颈。自由空间光(free-space optical, FSO)通信具有无需频谱许可、高传输速率、高可靠性等优点。自由空间光通信被作为一种新型宽带无线通信方式被广泛应用。
FSO通信系统主要采用激光器作为光源,通信波长大多选择在850nm、1310nm和1550nm 部分。在自由空间中传输经过编码调制信息的光载波,接收端经过信号处理后输出为电信号,再经解调译码处理得到信源信息。FSO通信系统系统简单,运行成本低,近年来已广泛用于近地大气或高空或卫星与地面等场景下的数据传输。
基于弱湍流下的FSO通信系统中常用的调制方式有开关键控(on-off keying,OOK)、脉冲位置调制(pulse-position modulation, PPM)。相比于OOK调制,PPM在接收端同步复杂度低,能够提供高发射能量效率,被广泛用于FSO通信系统中。但是,随着调制阶数的增加会导致PPM带宽利用率较低。因此,多脉冲位置调制(multipulse-positionmodulation, MPPM)作为PPM的变体被提出,以提高带宽的利用率。MPPM通过符号中不同位置存在的脉冲来表示信息,例如,一个MPPM符号存在
Figure 474049DEST_PATH_IMAGE001
个时隙,其中有
Figure 898208DEST_PATH_IMAGE002
个时隙存在脉冲。空间多脉冲位置编码调制(SMPPM)是一种考虑了SSK和MPPM的方案。为了进一步获得空间分集,一种将广义空间移位键控(GSSK)和MPPM结合的广义空间多脉冲位置编码调制(GSMPPM)方案被提出了。
现有广义空间多脉冲位置编码调制方案中,空间域星座和MPPM信号域星座的尺寸均为2的幂次,在选用激活的天线组时会存在部分激活天线组处于闲置状态,并且MPPM符号也会存在未被充分利用的情况。此外,现有方案中MPPM星座中符号的选择仅仅考虑了MPPM符号之间关系,并没有考虑标签和MPPM符号之间的关系。
考虑到上述情况,提出了一种基于自由空间光通信的ADM-GSMPPM星座构建方案,以克服上述弊端。
发明内容
有鉴于此,本申请提供了一种基于自由空间光通信的ADM-GSMPPM星座构建方法和装置,提高了激活天线组和MPPM符号的利用率,考虑了标签和MPPM符号之间的关系,具有性能优势。
一种基于自由空间光通信的ADM-GSMPPM星座构建方法,包括:
获取空间多脉冲位置编码调制的天线参数以及MPPM符号时隙参数,并计算得到ADM星座参数,所述ADM星座参数包括有效激活天线组数、额外激活天线组数、第一符号数量和第二符号数量;
获取所述空间多脉冲位置编码调制包含的全MPPM符号集,以及相应的ADM星座的全标签集合;
从所述全标签集合中抽取生成与所述有效激活天线组数数量一致的多个标签子集,其中每一标签子集中包含所述第一符号数量的标签;
根据所述第一符号数量以及所述全MPPM符号集,采用最大汉明距离准则确定与每一所述标签子集对应的初始第一星座符号子集,并调整生成对应的目标第一子星座集;
对所述全标签集合抽取后剩余的标签进行平均分配并生成与所述额外激活天线组数数量一致的多个剩余标签子集,其中每一剩余标签子集中包含所述第二符号数量的标签;
根据所述第二符号数量以及剩余MPPM符号集,采用最大汉明距离准则确定与每一所述剩余标签子集对应的初始第二星座符号子集,并调整生成对应的目标第二子星座集,所述剩余MPPM符号集为去除所述目标第一子星座集中的MPPM符号后的全MPPM符号集;
基于与每一所述标签子集对应的所述目标第一子星座集,以及,与每一所述剩余标签子集对应的所述目标第二子星座集,生成ADM-GSMPPM星座。
可选的,所述计算得到ADM星座参数,包括:
根据所述天线参数中的所述发射天线总数和所述激活发射天线数,计算得到激活天线组数以及有效激活天线组数;
根据所述MPPM符号时隙参数中的所述时隙总数和所述存在脉冲的时隙数量,计算得到MPPM符号数以及MPPM星座集阶数;
根据所述激活天线组数和所述MPPM星座集阶数,计算得到单位标签比特数以及GSMPPM星座符号数;
基于所述有效激活天线组数、所述MPPM符号数、所述单位标签比特数、所述GSMPPM星座符号数,以预设的限定条件为迭代终止条件,迭代确定额外激活天线组数、第一符号数量和第二符号数量。
可选的,根据所述第一符号数量以及所述全MPPM符号集,采用最大汉明距离准则确定与每一所述标签子集对应的初始第一星座符号子集,并调整生成对应的目标第一子星座集,包括:
对于每一个所述标签子集:
在所述全MPPM符号集中随机抽取生成第一预设个数的第一候选星座符号子集,其中每一第一候选星座符号子集中包含第一符号数量的MPPM符号;
计算每一所述第一候选星座符号子集对应的每一集合平均汉明距离,并将其中对应的集合平均汉明距离最大的第一候选星座符号子集作为所述标签子集对应的初始第一星座符号子集;
以最大化所述初始第一星座符号子集中每两个不同的MPPM符号对应的两个标签之间的汉明距离为目标,调整所述初始第一星座符号子集中每一MPPM符号与所述标签子集中每一标签的对应关系,生成与所述标签子集对应的目标第一子星座集。
可选的,计算每一所述第一候选星座符号子集对应的每一集合平均汉明距离,包括:
对于每一所述第一候选星座符号子集:
确定所述第一候选星座符号子集中每两个不同的MPPM符号之间的个体汉明距离;
基于各个所述个体汉明距离,计算所述第一候选星座符号子集中每一MPPM符号和其他的MPPM符号的群体平均汉明距离;
基于各个所述群体平均汉明距离,计算得到所述第一候选星座符号子集的集合平均汉明距离。
可选的,根据所述第二符号数量以及剩余MPPM符号集,采用最大汉明距离准则确定与每一所述剩余标签子集对应的初始第二星座符号子集,并调整生成对应的目标第二子星座集,包括:
对于每一个所述剩余标签子集:
所述剩余MPPM符号集中随机抽取生成第二预设个数的第二候选星座符号子集,其中每一第二候选星座符号子集中包含第二符号数量的MPPM符号;
计算每一所述第二候选星座符号子集对应的每一集合平均汉明距离,并将其中对应的集合平均汉明距离最大的第二候选星座符号子集作为所述剩余标签子集对应的初始第二星座符号子集;
以最大化所述初始第二星座符号子集中每两个不同的MPPM符号对应的两个标签之间的汉明距离为目标,调整所述初始第二星座符号子集中每一MPPM符号与所述剩余标签子集中每一标签的对应关系,生成与所述剩余标签子集对应的目标第二子星座集。
可选的,计算每一所述第二候选星座符号子集对应的每一集合平均汉明距离,包括:
对于每一所述第二候选星座符号子集:
确定所述第二候选星座符号子集中每两个不同的MPPM符号之间的个体汉明距离;
基于各个所述个体汉明距离,计算所述第二候选星座符号子集中每一MPPM符号和其他的MPPM符号的群体平均汉明距离;
基于各个所述群体平均汉明距离,计算得到所述第二候选星座符号子集的集合平均汉明距离。
可选的,从所述全标签集合中抽取生成的第
Figure 861616DEST_PATH_IMAGE003
个标签子集中标签对应的索引值区间为:
Figure 128649DEST_PATH_IMAGE004
Figure 937336DEST_PATH_IMAGE005
其中,
Figure 606215DEST_PATH_IMAGE006
为第一符号数量,
Figure 740524DEST_PATH_IMAGE007
为MPPM星座集阶数,
Figure 104641DEST_PATH_IMAGE008
为有效激活天线组数。
可选的,对所述全标签集合抽取后剩余的标签进行平均分配并生成与所述额外激活天线组数数量一致的多个剩余标签子集,包括:
按照所述全标签集合抽取后剩余的标签对应的索引值大小,顺序平均分配并生成与所述额外激活天线组数数量一致的多个剩余标签子集。
可选的,预设的限定条件,包括:
Figure 107232DEST_PATH_IMAGE009
Figure 709246DEST_PATH_IMAGE010
其中,
Figure 873511DEST_PATH_IMAGE006
为第一符号数量,
Figure 787240DEST_PATH_IMAGE011
为第二符号数量,
Figure 203309DEST_PATH_IMAGE012
为MPPM符号数。
一种基于自由空间光通信的ADM-GSMPPM星座构建装置,包括:
参数获取单元,用于获取空间多脉冲位置编码调制的天线参数以及MPPM符号时隙参数,并计算得到ADM星座参数,所述ADM星座参数包括有效激活天线组数、额外激活天线组数、第一符号数量和第二符号数量;
集合获取单元,用于获取所述空间多脉冲位置编码调制包含的全MPPM符号集,以及相应的ADM星座的全标签集合;
第一抽取单元,用于从所述全标签集合中抽取生成与所述有效激活天线组数数量一致的多个标签子集,其中每一标签子集中包含所述第一符号数量的标签;
第一对应单元,用于根据所述第一符号数量以及所述全MPPM符号集,采用最大汉明距离准则确定与每一所述标签子集对应的初始第一星座符号子集,并调整生成对应的目标第一子星座集;
第二抽取单元,用于对所述全标签集合抽取后剩余的标签进行平均分配并生成与所述额外激活天线组数数量一致的多个剩余标签子集,其中每一剩余标签子集中包含所述第二符号数量的标签;
第二对应单元,用于根据所述第二符号数量以及剩余MPPM符号集,采用最大汉明距离准则确定与每一所述剩余标签子集对应的初始第二星座符号子集,并调整生成对应的目标第二子星座集,所述剩余MPPM符号集为去除所述目标第一子星座集中的MPPM符号后的全MPPM符号集;
星座生成单元,用于基于与每一所述标签子集对应的所述目标第一子星座集,以及,与每一所述剩余标签子集对应的所述目标第二子星座集,生成ADM-GSMPPM星座。
从上述的技术方案可以看出,本申请实施例提供的一种基于自由空间光通信的ADM-GSMPPM星座构建方法和装置,通过从所述全标签集合中抽取生成与所述有效激活天线组数数量一致的多个标签子集,确定与每一所述标签子集对应的目标第一子星座集。对于剩余的标签以及天线组,本申请通过对所述全标签集合抽取后剩余的标签进行平均分配并生成与所述额外激活天线组数数量一致的多个剩余标签子集,确定与每一所述剩余标签子集对应的目标第二子星座集,实现了对天线组以及MPPM符号的满配利用,解决了传统方法中选用激活的天线组时存在部分激活天线组处于闲置状态,以及MPPM符号也会存在未被充分利用的弊端。
本申请在星座设计的过程中通过增加额外激活天线组,提高了激活天线组的利用率,同时考虑了所有的MPPM符号,以及标签和MPPM符号之间的关系,提高MPPM符号的利用率,在GSMPPM系统中具有性能优势。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本申请公开的一种基于自由空间光通信的ADM-GSMPPM星座构建方法流程图;
图2为本申请公开的一种基于自由空间光通信的ADM-GSMPPM星座构建装置的结构框图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
本申请实施例提供一种基于自由空间光通信的ADM-GSMPPM星座构建方法,该方法利用非对称双模(Asymmetric dual-mode,ADM)星座来构建GSMPPM映射方案,可以应用于各种GSMPPM系统、装置或设备中。ADM-GSMPPM为非对称双模空间多脉冲位置编码调制。
接下来介绍本申请方案,本申请提出如下技术方案,具体参见下文。
图1为本申请实施例公开的一种基于自由空间光通信的ADM-GSMPPM星座构建方法的流程图,如图1所示,该方法可以包括:
步骤S1、获取空间多脉冲位置编码调制的天线参数以及MPPM符号时隙参数,并计算得到ADM星座参数。
具体的,所述ADM星座参数包括有效激活天线组数、额外激活天线组数、第一符号数量和第二符号数量。空间多脉冲位置编码调制的天线参数可以包括发射天线总数和激活发射天线数等空间多脉冲位置编码调制系统中与天线相关的各个参数。所述MPPM符号时隙参数可以包括时隙总数和存在脉冲的时隙数量等在传输过程中与时隙相关的参数。
ADM星座参数均可基于上述天线参数以及MPPM符号时隙参数中的一个或多个计算得到。由于在本申请中,每一标签都有一个对应的MPPM符号,即MPPM符号与标签呈一一对应关系,因此可以理解的是,在后续的ADM-GSMPPM星座构建过程中,每一个标签子集中的标签数量将与目标第一子星座集中包含的MPPM符号数一致,每一个剩余标签子集中的剩余标签数量将与目标第二子星座集中包含的MPPM符号数一致,在本申请中分别用计算得到的第一符号数量
Figure 480004DEST_PATH_IMAGE006
,以及第二符号数量
Figure 80750DEST_PATH_IMAGE011
对两个子星座集中的MPPM符号数进行限制,用第一符号数量对标签子集以及目标第一子星座集进行限制,用第二符号子集对剩余标签子集以及目标第二子星座集进行限制。
步骤S2、获取所述空间多脉冲位置编码调制包含的全MPPM符号集,以及相应的ADM星座的全标签集合。
具体的,全MPPM符号集中记录有当前的所述空间多脉冲位置编码调制包含的全部MPPM符号,因此全MPPM符号集的集合容量为MPPM符号数
Figure 419459DEST_PATH_IMAGE012
,也就是说全MPPM符号集中记录有
Figure 763852DEST_PATH_IMAGE012
数量的MPPM符号。
相应的ADM星座的全标签集合中记录有相应的GSMPPM星座映射器存在全部标签,其与当前ADM-GSMPPM星座方案包含的全部GSMPPM符号数
Figure 137196DEST_PATH_IMAGE013
一致,也就是说全标签集合中记录有
Figure 643264DEST_PATH_IMAGE013
数量的标签。
步骤S3、从所述全标签集合中抽取生成与所述有效激活天线组数数量一致的多个标签子集。
具体的,其中每一标签子集中包含所述第一符号数量
Figure 734848DEST_PATH_IMAGE006
的标签。有效激活天线组数
Figure 492719DEST_PATH_IMAGE008
为:
Figure 845203DEST_PATH_IMAGE014
其中,
Figure 600801DEST_PATH_IMAGE015
为所述ADM星座参数中的激活天线组数,所述激活天线组数为所有可能的激活天线组数。
从所述全标签集合中将一共抽取出
Figure 38735DEST_PATH_IMAGE008
个标签子集,每一个标签子集中包含
Figure 397035DEST_PATH_IMAGE006
个标签。每个标签
Figure 604026DEST_PATH_IMAGE016
Figure 592842DEST_PATH_IMAGE017
个标签比特组成,其中
Figure 393438DEST_PATH_IMAGE018
Figure 617746DEST_PATH_IMAGE019
Figure 820189DEST_PATH_IMAGE020
是索引值(
Figure 104540DEST_PATH_IMAGE021
-1)的二进制序列的形式。
一种可选抽取方式为按照标签值对应的索引值区间进行抽取,以第
Figure 126853DEST_PATH_IMAGE003
次抽取为例,从所述全标签集合中抽取生成的第
Figure 154852DEST_PATH_IMAGE003
个标签子集,第
Figure 211801DEST_PATH_IMAGE003
个标签子集
Figure 667053DEST_PATH_IMAGE022
中标签对应的索引值区间为:
Figure 442242DEST_PATH_IMAGE004
Figure 86981DEST_PATH_IMAGE005
其中,
Figure 123070DEST_PATH_IMAGE006
为第一符号数量,
Figure 421328DEST_PATH_IMAGE007
为MPPM星座集阶数,
Figure 542867DEST_PATH_IMAGE008
为有效激活天线组数。
步骤S4、根据所述第一符号数量以及所述全MPPM符号集,采用最大汉明距离准则确定与每一所述标签子集对应的初始第一星座符号子集,并调整生成对应的目标第一子星座集。
具体的,抽取出的
Figure 788035DEST_PATH_IMAGE008
个标签子集中,每一标签对应的MPPM符号均出于所述全MPPM符号集,因此对于每个标签子集
Figure 944210DEST_PATH_IMAGE022
在采用最大汉明距离准则确定与每一所述标签子集对应的初始第一星座符号子集的过程中,均使用相同的全MPPM符号集。
在确定每一所述标签子集对应的初始第一星座符号子集后,再次采用最大汉明距离准则对初始第一星座符号子集进行调整,生成与每一标签子集对应的目标第一子星座集。
可以理解为,确定与每一所述标签子集对应的初始第一星座符号子集,是为了确定与每一标签子集中各个标签对应的各个MPPM符号是哪些,而调整过程是进一步确定各个标签和各个MPPM符号的一一对应关系,从而调整MPPM符号在集合中的位置,从而生成对应的目标第一子星座集。每一标签子集对应的每一目标第一子星座集将组成最终的第一星座集
Figure 616631DEST_PATH_IMAGE023
如下表1中,此时第一符号数量为6,标签子集包含6个标签,分别为00000至00101,在确定与标签子集对应的初始第一星座符号子集时,可能得到的如下表所示的初始第一星座符号子集(初始
Figure 225467DEST_PATH_IMAGE024
),但此时标签子集中标签和初始第一星座符号子集中各个MPPM符号的对应关系并不准确,需要再次采用最大汉明距离准则对初始第一星座符号子集进行调整,生成目标第一子星座集(目标
Figure 8746DEST_PATH_IMAGE024
)。
表1
Figure 894794DEST_PATH_IMAGE025
步骤S5、对所述全标签集合抽取后剩余的标签进行平均分配并生成与所述额外激活天线组数数量一致的多个剩余标签子集。
具体的,每一剩余标签子集中包含所述第二符号数量的标签。将对所述全标签集合抽取后剩余的
Figure 862750DEST_PATH_IMAGE026
个标签重新分为与所述额外激活天线组数
Figure 834248DEST_PATH_IMAGE027
数量一致的多个剩余标签子集,也就是说将一共平均分配出
Figure 545852DEST_PATH_IMAGE027
个剩余标签子集,每一个剩余标签子集中包含
Figure 551985DEST_PATH_IMAGE011
个标签。其中,
Figure 769471DEST_PATH_IMAGE028
Figure 87320DEST_PATH_IMAGE007
为MPPM星座集阶数,
Figure 274719DEST_PATH_IMAGE006
为第一符号数量,
Figure 259992DEST_PATH_IMAGE017
为单位标签比特数。
Figure 445117DEST_PATH_IMAGE029
时,第
Figure 250262DEST_PATH_IMAGE030
个剩余标签子集
Figure 179035DEST_PATH_IMAGE031
的第β个标签对应的索引值为
Figure 894181DEST_PATH_IMAGE032
,这里
Figure 374841DEST_PATH_IMAGE033
Figure 808228DEST_PATH_IMAGE034
否则当
Figure 399746DEST_PATH_IMAGE035
时,将剩余的标签按照对应的索引值大小顺序均分配并生成
Figure 234978DEST_PATH_IMAGE027
个剩余标签子集。
因此,可选的,对所述全标签集合抽取后剩余的标签进行平均分配并生成与所述额外激活天线组数数量一致的多个剩余标签子集,可以包括:
按照所述全标签集合抽取后剩余的标签对应的索引值大小,顺序平均分配并生成与所述额外激活天线组数数量一致的多个剩余标签子集。
步骤S6、根据所述第二符号数量以及剩余MPPM符号集,采用最大汉明距离准则确定与每一所述剩余标签子集对应的初始第二星座符号子集,并调整生成对应的目标第二子星座集。
具体的,所述剩余MPPM符号集为去除所述目标第一子星座集中的MPPM符号后的全MPPM符号集。从全MPPM符号集中去除存在于第一星座集
Figure 761905DEST_PATH_IMAGE023
中的MPPM符号,形成一个剩余MPPM符号集
Figure 541642DEST_PATH_IMAGE036
,也就是剩余MPPM符号集包含全MPPM符号集中除了每一标签子集对应的每一目标第一子星座集中的MPPM符号外的全部MPPM符号。
抽取出的
Figure 15480DEST_PATH_IMAGE027
个剩余标签子集中,每一标签对应的MPPM符号均出于所述剩余MPPM符号集,因此对于每个剩余标签子集
Figure 829853DEST_PATH_IMAGE031
在采用最大汉明距离准则确定与每一所述剩余标签子集对应的初始第二星座符号子集的过程中,均使用相同的剩余MPPM符号集。
在确定每一所述剩余标签子集对应的初始第二星座符号子集后,再次采用最大汉明距离准则对初始第二星座符号子集进行调整,生成与每一剩余标签子集对应的目标第二子星座集。
可以理解为,确定与每一所述剩余标签子集对应的初始第二星座符号子集,是为了确定与每一剩余标签子集中各个标签对应的各个MPPM符号是哪些,而调整过程是进一步确定各个标签和各个MPPM符号的一一对应关系,从而调整MPPM符号在集合中的位置,从而生成对应的目标第二子星座集。
每一剩余标签子集对应的每一目标第二子星座集将组成最终的第二星座集
Figure 324419DEST_PATH_IMAGE037
步骤S7、基于与每一所述标签子集对应的所述目标第一子星座集,以及,与每一所述剩余标签子集对应的所述目标第二子星座集,生成ADM-GSMPPM星座。
具体的,基于与每一所述标签子集对应的所述目标第一子星座集,即第一星座集
Figure 466818DEST_PATH_IMAGE023
,以及,与每一所述剩余标签子集对应的所述目标第二子星座集,即第二星座集
Figure 665719DEST_PATH_IMAGE037
,结合频谱效率
Figure 186526DEST_PATH_IMAGE038
,可生成ADM-GSMPPM星座。
从上述的技术方案可以看出,本申请实施例提供的一种基于自由空间光通信的ADM-GSMPPM星座构建方法和装置,通过从所述全标签集合中抽取生成与所述有效激活天线组数数量一致的多个标签子集,确定与每一所述标签子集对应的目标第一子星座集。对于剩余的标签以及天线组,本申请通过对所述全标签集合抽取后剩余的标签进行平均分配并生成与所述额外激活天线组数数量一致的多个剩余标签子集,确定与每一所述剩余标签子集对应的目标第二子星座集,实现了对天线组以及MPPM符号的满配利用,解决了传统方法中选用激活的天线组时存在部分激活天线组处于闲置状态,以及MPPM符号也会存在未被充分利用的弊端。
本申请在星座设计的过程中通过增加额外激活天线组,提高了激活天线组的利用率,同时考虑了所有的MPPM符号,以及标签和MPPM符号之间的关系,提高MPPM符号的利用率,在GSMPPM系统中具有性能优势。
在本申请的一些实施例中,对步骤S1、获取空间多脉冲位置编码调制的天线参数以及MPPM符号时隙参数,并计算得到ADM星座参数的过程进行介绍,具体可以包括:
步骤S11、根据所述天线参数中的所述发射天线总数和所述激活发射天线数,计算得到激活天线组数以及有效激活天线组数。
具体的,计算得到激活天线组数
Figure 55256DEST_PATH_IMAGE015
以及有效激活天线组数
Figure 809585DEST_PATH_IMAGE008
的计算公式为:
Figure 687543DEST_PATH_IMAGE039
Figure 210928DEST_PATH_IMAGE014
其中,
Figure 250559DEST_PATH_IMAGE015
为激活天线组数,
Figure 446179DEST_PATH_IMAGE008
为有效激活天线组数,
Figure 534352DEST_PATH_IMAGE040
为发射天线总数,
Figure 787610DEST_PATH_IMAGE041
为激活发射天线数。
步骤S12、根据所述MPPM符号时隙参数中的所述时隙总数和所述存在脉冲的时隙数量,计算得到MPPM符号数以及MPPM星座集阶数。
具体的,计算得到MPPM符号数以及MPPM星座集阶数的计算公式为:
Figure 263722DEST_PATH_IMAGE042
Figure 602431DEST_PATH_IMAGE043
其中,
Figure 946824DEST_PATH_IMAGE012
为MPPM符号数,
Figure 54589DEST_PATH_IMAGE001
为时隙总数,
Figure 701602DEST_PATH_IMAGE002
为存在脉冲的时隙数量,
Figure 652240DEST_PATH_IMAGE007
为MPPM星座集阶数。
步骤S13、根据所述激活天线组数和所述MPPM星座集阶数,计算得到单位标签比特数以及GSMPPM星座符号数。
具体的,计算得到单位标签比特数以及GSMPPM星座符号数的计算公式为:
Figure 613374DEST_PATH_IMAGE044
Figure 965858DEST_PATH_IMAGE045
其中,
Figure 580510DEST_PATH_IMAGE017
为单位标签比特数,
Figure 18445DEST_PATH_IMAGE015
为激活天线组总数,
Figure 580007DEST_PATH_IMAGE007
为MPPM星座集阶数,
Figure 662364DEST_PATH_IMAGE013
为GSMPPM星座符号数。
步骤S14、基于所述有效激活天线组数、所述MPPM符号数、所述单位标签比特数、所述GSMPPM星座符号数,以预设的限定条件为迭代终止条件,迭代确定额外激活天线组数、第一符号数量和第二符号数量。
具体的,第一符号数量
Figure 775813DEST_PATH_IMAGE006
、第二符号数量
Figure 576410DEST_PATH_IMAGE011
和额外激活天线组数
Figure 800718DEST_PATH_IMAGE027
三者之间的关系为
Figure 3161DEST_PATH_IMAGE046
迭代过程中,
Figure 897298DEST_PATH_IMAGE006
的初始值为
Figure 309825DEST_PATH_IMAGE047
Figure 213190DEST_PATH_IMAGE027
的初始值为
Figure 473401DEST_PATH_IMAGE048
预设的限定条件,包括:
Figure 928654DEST_PATH_IMAGE009
Figure 235001DEST_PATH_IMAGE010
其中,
Figure 801112DEST_PATH_IMAGE006
为第一符号数量,
Figure 978146DEST_PATH_IMAGE011
为第二符号数量,
Figure 604300DEST_PATH_IMAGE012
为MPPM符号数。
在本申请的一些实施例中,以抽取生成的与所述有效激活天线组数数量一致的多个标签子集中的任一个标签子集为例,对步骤S4、根据所述第一符号数量以及所述全MPPM符号集,采用最大汉明距离准则确定与每一所述标签子集对应的初始第一星座符号子集,并调整生成对应的目标第一子星座集的过程进行介绍,具体可以包括:
对于每一个所述标签子集:
步骤S41、在所述全MPPM符号集中随机抽取生成第一预设个数的第一候选星座符号子集,其中每一第一候选星座符号子集中包含第一符号数量的MPPM符号。
具体的,从大小为
Figure 601206DEST_PATH_IMAGE012
的全MPPM符号集中进行多次抽取,生成第一预设个数的第一候选星座符号子集,每一次均抽取第一符号数量
Figure 846373DEST_PATH_IMAGE006
的MPPM符号并形成一个第一候选星座符号子集
Figure 2548DEST_PATH_IMAGE024
。其中,第一预设个数为
Figure 674969DEST_PATH_IMAGE049
Figure 283805DEST_PATH_IMAGE050
为抽取的次数,
Figure 67084DEST_PATH_IMAGE051
,也就是说需要抽取
Figure 953132DEST_PATH_IMAGE049
次,并形成
Figure 921088DEST_PATH_IMAGE049
个第一候选星座符号子集,每一第一候选星座符号子集中包含第一符号数量
Figure 95848DEST_PATH_IMAGE006
的MPPM符号。
,步骤S42、计算每一所述第一候选星座符号子集对应的每一集合平均汉明距离,并将其中对应的集合平均汉明距离最大的第一候选星座符号子集作为所述标签子集对应的初始第一星座符号子集。
具体的,以第
Figure 807452DEST_PATH_IMAGE003
个标签子集
Figure 344744DEST_PATH_IMAGE022
为例,第
Figure 358968DEST_PATH_IMAGE003
个标签子集
Figure 942396DEST_PATH_IMAGE022
中的第
Figure 356494DEST_PATH_IMAGE052
个标签(即
Figure 76189DEST_PATH_IMAGE053
),用于标记第
Figure 261314DEST_PATH_IMAGE052
个MPPM符号(即
Figure 332038DEST_PATH_IMAGE054
),这里
Figure 260811DEST_PATH_IMAGE055
。计算每一所述第一候选星座符号子集
Figure 975957DEST_PATH_IMAGE024
对应的每一集合平均汉明距离
Figure 456617DEST_PATH_IMAGE056
,取其中对应的集合平均汉明距离最大的第一候选星座符号子集作为所述标签子集对应的初始第一星座符号子集。例如,若
Figure 890003DEST_PATH_IMAGE056
是各个第一候选星座符号子集对应的集合平均汉明距离中最大的,我们选择其对应的第一候选星座符号子集
Figure 481522DEST_PATH_IMAGE024
作为所述标签子集对应的初始第一星座符号子集。
下面以各个第一候选星座符号子集里的任一个第一候选星座符号子集为例,对计算每一所述第一候选星座符号子集对应的每一集合平均汉明距离的过程进行介绍,具体可以包括以下三步:
对于每一所述第一候选星座符号子集:
①确定所述第一候选星座符号子集中每两个不同的MPPM符号之间的个体汉明距离。
两个不同的MPPM符号之间的个体汉明距离定义为
Figure 254437DEST_PATH_IMAGE057
②基于各个所述个体汉明距离,计算所述第一候选星座符号子集中每一MPPM符号和其他的MPPM符号的群体平均汉明距离。
计算所述第一候选星座符号子集中每一MPPM符号和其他的
Figure 171577DEST_PATH_IMAGE006
-1个MPPM符号的群体平均汉明距离:
Figure 623418DEST_PATH_IMAGE058
Figure 893994DEST_PATH_IMAGE055
③基于各个所述群体平均汉明距离,计算得到所述第一候选星座符号子集的集合平均汉明距离。
计算得到所述第一候选星座符号子集的集合平均汉明距离:
Figure 708366DEST_PATH_IMAGE059
步骤S43、以最大化所述初始第一星座符号子集中每两个不同的MPPM符号对应的两个标签之间的汉明距离为目标,调整所述初始第一星座符号子集中每一MPPM符号与所述标签子集中每一标签的对应关系,生成与所述标签子集对应的目标第一子星座集。
具体的,基于最大汉明距离准则调整初始第一星座符号子集中的MPPM符号,即调整MPPM符号与标签之间的对应关系。当
Figure 406195DEST_PATH_IMAGE060
时,最大化两个的MPPM符号(即
Figure 673228DEST_PATH_IMAGE061
Figure 747494DEST_PATH_IMAGE062
)对应的两个标签之间的汉明距离
Figure 291739DEST_PATH_IMAGE063
。如果
Figure 285103DEST_PATH_IMAGE064
的情况不存在,则依次考虑
Figure 914799DEST_PATH_IMAGE065
的情况。经过上述操作,我们可以生成与所述标签子集对应的目标第一子星座集
Figure 651810DEST_PATH_IMAGE024
在本申请的一些实施例中,以平均分配并生成与所述额外激活天线组数数量一致的多个剩余标签子集中的任一个剩余标签子集为例,对步骤S6、根据所述第二符号数量以及剩余MPPM符号集,采用最大汉明距离准则确定与每一所述剩余标签子集对应的初始第二星座符号子集,并调整生成对应的目标第二子星座集的过程进行介绍,具体可以包括:
对于每一个所述剩余标签子集:
步骤S61、所述剩余MPPM符号集中随机抽取生成第二预设个数的第二候选星座符号子集,其中每一第二候选星座符号子集中包含第二符号数量的MPPM符号。
具体的,从大小为
Figure 50562DEST_PATH_IMAGE066
的剩余MPPM符号集
Figure 559035DEST_PATH_IMAGE036
中进行多次抽取,生成第二预设个数的第二候选星座符号子集,每一次均抽取第二符号数量
Figure 800660DEST_PATH_IMAGE011
的MPPM符号并形成一个第二候选星座符号子集
Figure 747888DEST_PATH_IMAGE067
其中,第二预设个数为
Figure 391359DEST_PATH_IMAGE068
Figure 601891DEST_PATH_IMAGE069
为抽取的次数,
Figure 330813DEST_PATH_IMAGE070
,也就是说需要抽取
Figure 284993DEST_PATH_IMAGE068
次,并形成
Figure 782971DEST_PATH_IMAGE068
个第二候选星座符号子集,每一第二候选星座符号子集中包含第二符号数量
Figure 429984DEST_PATH_IMAGE011
的MPPM符号。
步骤S62、计算每一所述第二候选星座符号子集对应的每一集合平均汉明距离,并将其中对应的集合平均汉明距离最大的第二候选星座符号子集作为所述剩余标签子集对应的初始第二星座符号子集。
具体的,计算每一所述第二候选星座符号子集
Figure 255989DEST_PATH_IMAGE067
对应的每一集合平均汉明距离
Figure 138494DEST_PATH_IMAGE071
,取其中对应的集合平均汉明距离最大的第二候选星座符号子集作为所述剩余标签子集对应的初始第二星座符号子集。例如,若
Figure 366344DEST_PATH_IMAGE071
是各个第二候选星座符号子集对应的集合平均汉明距离中最大的,我们选择其对应的第二候选星座符号子集
Figure 308892DEST_PATH_IMAGE067
作为所述剩余标签子集对应的初始第二星座符号子集。
下面以各个所述第二候选星座符号子集里的任一个第二候选星座符号子集为例,对计算每一所述第二候选星座符号子集对应的每一集合平均汉明距离的过程进行介绍,具体可以包括以下三步:
对于每一所述第二候选星座符号子集:
①确定所述第二候选星座符号子集中每两个不同的MPPM符号之间的个体汉明距离。
②基于各个所述个体汉明距离,计算所述第二候选星座符号子集中每一MPPM符号和其他的MPPM符号的群体平均汉明距离。
③基于各个所述群体平均汉明距离,计算得到所述第二候选星座符号子集的集合平均汉明距离。
上述第二候选星座符号子集计算平均汉明距离的过程,与步骤S42中所介绍的第一候选星座符号子集计算平均汉明距离的过程相同,此处不再重复赘述。
计算得到所述第二候选星座符号子集的集合平均汉明距离:
Figure 622193DEST_PATH_IMAGE072
步骤S63、以最大化所述初始第二星座符号子集中每两个不同的MPPM符号对应的两个标签之间的汉明距离为目标,调整所述初始第二星座符号子集中每一MPPM符号与所述剩余标签子集中每一标签的对应关系,生成与所述剩余标签子集对应的目标第二子星座集。
具体的,基于最大汉明距离准则调整初始第二星座符号子集中的MPPM符号,即调整MPPM符号与标签之间的对应关系。当
Figure 42810DEST_PATH_IMAGE060
时,最大化两个的MPPM符号(即
Figure 594008DEST_PATH_IMAGE073
Figure 707458DEST_PATH_IMAGE074
)对应的两个标签之间的汉明距离
Figure 304792DEST_PATH_IMAGE063
。如果
Figure 404467DEST_PATH_IMAGE064
的情况不存在,则依次考虑
Figure 465964DEST_PATH_IMAGE065
的情况。经过上述操作,我们可以生成与所述标签子集对应的目标第二子星座集
Figure 625681DEST_PATH_IMAGE067
此外,还可以基于生成的ADM-GSMPPM星座以及LDPC编码进行仿真,采用AR4JA原模图码在GSMPPM系统中的弱湍流信道进行了误比特性能仿真,ADM-GSMPPM星座具有更好的误比特性能,这表明ADM-GSMPPM星座方案将能够改善GSMPPM系统性能。
下面分别提供了两种经由本申请生成的ADM-GSMPPM星座映射表。
表2中记录了ADM星座中标签、MPPM符号和激活天线组之间的映射关系,其中
Figure 38207DEST_PATH_IMAGE040
=4、
Figure 941572DEST_PATH_IMAGE041
=2和
Figure 123155DEST_PATH_IMAGE075
(即
Figure 188194DEST_PATH_IMAGE001
=5、
Figure 963383DEST_PATH_IMAGE002
=2和
Figure 529494DEST_PATH_IMAGE001
=6、
Figure 706528DEST_PATH_IMAGE002
=2)。
表3中记录了ADM星座中标签、MPPM符号和激活天线组之间的映射关系,其中
Figure 67103DEST_PATH_IMAGE040
=4、
Figure 532850DEST_PATH_IMAGE041
=2和
Figure 902652DEST_PATH_IMAGE076
(即
Figure 465351DEST_PATH_IMAGE001
=7、
Figure 137772DEST_PATH_IMAGE002
=2和
Figure 746608DEST_PATH_IMAGE001
=8、
Figure 772029DEST_PATH_IMAGE002
=2)。
表2
Figure 782710DEST_PATH_IMAGE077
表3
Figure 626032DEST_PATH_IMAGE078
下面对本申请实施例提供的基于自由空间光通信的ADM-GSMPPM星座构建装置进行描述,下文描述的基于自由空间光通信的ADM-GSMPPM星座构建装置与上文描述的基于自由空间光通信的ADM-GSMPPM星座构建方法可相互对应参照。
参见图2,图2为本申请实施例公开的一种基于自由空间光通信的ADM-GSMPPM星座构建装置的结构框图。
如图2所示,所述基于自由空间光通信的ADM-GSMPPM星座构建装置可以包括:
参数获取单元110,用于获取空间多脉冲位置编码调制的天线参数以及MPPM符号时隙参数,并计算得到ADM星座参数,所述ADM星座参数包括有效激活天线组数、额外激活天线组数、第一符号数量和第二符号数量;
集合获取单元120,用于获取所述空间多脉冲位置编码调制包含的全MPPM符号集,以及相应的ADM星座的全标签集合;
第一抽取单元130,用于从所述全标签集合中抽取生成与所述有效激活天线组数数量一致的多个标签子集,其中每一标签子集中包含所述第一符号数量的标签;
第一对应单元140,用于根据所述第一符号数量以及所述全MPPM符号集,采用最大汉明距离准则确定与每一所述标签子集对应的初始第一星座符号子集,并调整生成对应的目标第一子星座集;
第二抽取单元150,用于对所述全标签集合抽取后剩余的标签进行平均分配并生成与所述额外激活天线组数数量一致的多个剩余标签子集,其中每一剩余标签子集中包含所述第二符号数量的标签;
第二对应单元160,用于根据所述第二符号数量以及剩余MPPM符号集,采用最大汉明距离准则确定与每一所述剩余标签子集对应的初始第二星座符号子集,并调整生成对应的目标第二子星座集,所述剩余MPPM符号集为去除所述目标第一子星座集中的MPPM符号后的全MPPM符号集;
星座生成单元170,用于基于与每一所述标签子集对应的所述目标第一子星座集,以及,与每一所述剩余标签子集对应的所述目标第二子星座集,生成ADM-GSMPPM星座。
从上述的技术方案可以看出,本申请实施例提供的一种基于自由空间光通信的ADM-GSMPPM星座构建装置,通过从所述全标签集合中抽取生成与所述有效激活天线组数数量一致的多个标签子集,确定与每一所述标签子集对应的目标第一子星座集。对于剩余的标签以及天线组,本申请通过对所述全标签集合抽取后剩余的标签进行平均分配并生成与所述额外激活天线组数数量一致的多个剩余标签子集,确定与每一所述剩余标签子集对应的目标第二子星座集,实现了对天线组以及MPPM符号的满配利用,解决了传统方法中选用激活的天线组时存在部分激活天线组处于闲置状态,以及MPPM符号也会存在未被充分利用的弊端。
本申请在星座设计的过程中通过增加额外激活天线组,提高了激活天线组的利用率,同时考虑了所有的MPPM符号,以及标签和MPPM符号之间的关系,提高MPPM符号的利用率,在GSMPPM系统中具有性能优势。
可选的,所述参数获取单元,执行所述计算得到ADM星座参数的过程,可以包括:
根据所述天线参数中的所述发射天线总数和所述激活发射天线数,计算得到激活天线组数以及有效激活天线组数;
根据所述MPPM符号时隙参数中的所述时隙总数和所述存在脉冲的时隙数量,计算得到MPPM符号数以及MPPM星座集阶数;
根据所述激活天线组数和所述MPPM星座集阶数,计算得到单位标签比特数以及GSMPPM星座符号数;
基于所述有效激活天线组数、所述MPPM符号数、所述单位标签比特数、所述GSMPPM星座符号数,以预设的限定条件为迭代终止条件,迭代确定额外激活天线组数、第一符号数量和第二符号数量。
可选的,所述第一对应单元,执行根据所述第一符号数量以及所述全MPPM符号集,采用最大汉明距离准则确定与每一所述标签子集对应的初始第一星座符号子集,并调整生成对应的目标第一子星座集的过程,可以包括:
对于每一个所述标签子集:
在所述全MPPM符号集中随机抽取生成第一预设个数的第一候选星座符号子集,其中每一第一候选星座符号子集中包含第一符号数量的MPPM符号;
计算每一所述第一候选星座符号子集对应的每一集合平均汉明距离,并将其中对应的集合平均汉明距离最大的第一候选星座符号子集作为所述标签子集对应的初始第一星座符号子集;
以最大化所述初始第一星座符号子集中每两个不同的MPPM符号对应的两个标签之间的汉明距离为目标,调整所述初始第一星座符号子集中每一MPPM符号与所述标签子集中每一标签的对应关系,生成与所述标签子集对应的目标第一子星座集。
可选的,所述第一对应单元,执行计算每一所述第一候选星座符号子集对应的每一集合平均汉明距离的过程,可以包括:
对于每一所述第一候选星座符号子集:
确定所述第一候选星座符号子集中每两个不同的MPPM符号之间的个体汉明距离;
基于各个所述个体汉明距离,计算所述第一候选星座符号子集中每一MPPM符号和其他的MPPM符号的群体平均汉明距离;
基于各个所述群体平均汉明距离,计算得到所述第一候选星座符号子集的集合平均汉明距离。
可选的,所述第二对应单元,执行根据所述第二符号数量以及剩余MPPM符号集,采用最大汉明距离准则确定与每一所述剩余标签子集对应的初始第二星座符号子集,并调整生成对应的目标第二子星座集的过程,可以包括:
对于每一个所述剩余标签子集:
所述剩余MPPM符号集中随机抽取生成第二预设个数的第二候选星座符号子集,其中每一第二候选星座符号子集中包含第二符号数量的MPPM符号;
计算每一所述第二候选星座符号子集对应的每一集合平均汉明距离,并将其中对应的集合平均汉明距离最大的第二候选星座符号子集作为所述剩余标签子集对应的初始第二星座符号子集;
以最大化所述初始第二星座符号子集中每两个不同的MPPM符号对应的两个标签之间的汉明距离为目标,调整所述初始第二星座符号子集中每一MPPM符号与所述剩余标签子集中每一标签的对应关系,生成与所述剩余标签子集对应的目标第二子星座集。
可选的,所述第二对应单元,执行计算每一所述第二候选星座符号子集对应的每一集合平均汉明距离的过程,可以包括:
对于每一所述第二候选星座符号子集:
确定所述第二候选星座符号子集中每两个不同的MPPM符号之间的个体汉明距离;
基于各个所述个体汉明距离,计算所述第二候选星座符号子集中每一MPPM符号和其他的MPPM符号的群体平均汉明距离;
基于各个所述群体平均汉明距离,计算得到所述第二候选星座符号子集的集合平均汉明距离。
可选的,所述第一抽取单元,从所述全标签集合中抽取生成的第
Figure 722164DEST_PATH_IMAGE003
个标签子集中标签对应的索引值区间为:
Figure 309135DEST_PATH_IMAGE004
Figure 49689DEST_PATH_IMAGE005
其中,
Figure 188546DEST_PATH_IMAGE006
为第一符号数量,
Figure 647340DEST_PATH_IMAGE007
为MPPM星座集阶数,
Figure 897056DEST_PATH_IMAGE008
为有效激活天线组数。
可选的,所述第二抽取单元,执行对所述全标签集合抽取后剩余的标签进行平均分配并生成与所述额外激活天线组数数量一致的多个剩余标签子集的过程,可以包括:
按照所述全标签集合抽取后剩余的标签对应的索引值大小,顺序平均分配并生成与所述额外激活天线组数数量一致的多个剩余标签子集。
可选的,所述参数获取单元中预设的限定条件,包括:
Figure 960958DEST_PATH_IMAGE009
Figure 270717DEST_PATH_IMAGE010
其中,
Figure 13545DEST_PATH_IMAGE006
为第一符号数量,
Figure 942318DEST_PATH_IMAGE011
为第二符号数量,
Figure 782098DEST_PATH_IMAGE012
为MPPM符号数。
最后,还需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种基于自由空间光通信的非对称双模广义空间多脉冲位置编码调制ADM-GSMPPM星座构建方法,其特征在于,包括:
获取空间多脉冲位置编码调制的天线参数以及MPPM符号时隙参数,并计算得到ADM星座参数,所述ADM星座参数包括有效激活天线组数、额外激活天线组数、第一符号数量和第二符号数量;
获取所述空间多脉冲位置编码调制包含的全MPPM符号集,以及相应的ADM星座的全标签集合;
从所述全标签集合中抽取生成与所述有效激活天线组数数量一致的多个标签子集,其中每一标签子集中包含所述第一符号数量的标签;
根据所述第一符号数量以及所述全MPPM符号集,采用最大汉明距离准则确定与每一所述标签子集对应的初始第一星座符号子集,并调整生成对应的目标第一子星座集;
对所述全标签集合抽取后剩余的标签进行平均分配并生成与所述额外激活天线组数数量一致的多个剩余标签子集,其中每一剩余标签子集中包含所述第二符号数量的标签;
根据所述第二符号数量以及剩余MPPM符号集,采用最大汉明距离准则确定与每一所述剩余标签子集对应的初始第二星座符号子集,并调整生成对应的目标第二子星座集,所述剩余MPPM符号集为去除所述目标第一子星座集中的MPPM符号后的全MPPM符号集;
基于与每一所述标签子集对应的所述目标第一子星座集,以及,与每一所述剩余标签子集对应的所述目标第二子星座集,生成ADM-GSMPPM星座。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述计算得到ADM星座参数,包括:
根据所述天线参数中的发射天线总数和激活发射天线数,计算得到激活天线组数以及有效激活天线组数;
根据所述MPPM符号时隙参数中的时隙总数和存在脉冲的时隙数量,计算得到MPPM符号数以及MPPM星座集阶数;
根据所述激活天线组数和所述MPPM星座集阶数,计算得到单位标签比特数以及GSMPPM星座符号数;
基于所述有效激活天线组数、所述MPPM符号数、所述单位标签比特数、所述GSMPPM星座符号数,以预设的限定条件为迭代终止条件,迭代确定额外激活天线组数、第一符号数量和第二符号数量。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,根据所述第一符号数量以及所述全MPPM符号集,采用最大汉明距离准则确定与每一所述标签子集对应的初始第一星座符号子集,并调整生成对应的目标第一子星座集,包括:
对于每一个所述标签子集:
在所述全MPPM符号集中随机抽取生成第一预设个数的第一候选星座符号子集,其中每一第一候选星座符号子集中包含第一符号数量的MPPM符号;
计算每一所述第一候选星座符号子集对应的每一集合平均汉明距离,并将其中对应的集合平均汉明距离最大的第一候选星座符号子集作为所述标签子集对应的初始第一星座符号子集;
以最大化所述初始第一星座符号子集中每两个不同的MPPM符号对应的两个标签之间的汉明距离为目标,调整所述初始第一星座符号子集中每一MPPM符号与所述标签子集中每一标签的对应关系,生成与所述标签子集对应的目标第一子星座集。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,计算每一所述第一候选星座符号子集对应的每一集合平均汉明距离,包括:
对于每一所述第一候选星座符号子集:
确定所述第一候选星座符号子集中每两个不同的MPPM符号之间的个体汉明距离;
基于各个所述个体汉明距离,计算所述第一候选星座符号子集中每一MPPM符号和其他的MPPM符号的群体平均汉明距离;
基于各个所述群体平均汉明距离,计算得到所述第一候选星座符号子集的集合平均汉明距离。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,根据所述第二符号数量以及剩余MPPM符号集,采用最大汉明距离准则确定与每一所述剩余标签子集对应的初始第二星座符号子集,并调整生成对应的目标第二子星座集,包括:
对于每一个所述剩余标签子集:
所述剩余MPPM符号集中随机抽取生成第二预设个数的第二候选星座符号子集,其中每一第二候选星座符号子集中包含第二符号数量的MPPM符号;
计算每一所述第二候选星座符号子集对应的每一集合平均汉明距离,并将其中对应的集合平均汉明距离最大的第二候选星座符号子集作为所述剩余标签子集对应的初始第二星座符号子集;
以最大化所述初始第二星座符号子集中每两个不同的MPPM符号对应的两个标签之间的汉明距离为目标,调整所述初始第二星座符号子集中每一MPPM符号与所述剩余标签子集中每一标签的对应关系,生成与所述剩余标签子集对应的目标第二子星座集。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,计算每一所述第二候选星座符号子集对应的每一集合平均汉明距离,包括:
对于每一所述第二候选星座符号子集:
确定所述第二候选星座符号子集中每两个不同的MPPM符号之间的个体汉明距离;
基于各个所述个体汉明距离,计算所述第二候选星座符号子集中每一MPPM符号和其他的MPPM符号的群体平均汉明距离;
基于各个所述群体平均汉明距离,计算得到所述第二候选星座符号子集的集合平均汉明距离。
7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,从所述全标签集合中抽取生成的第
Figure 653495DEST_PATH_IMAGE001
个标签子集中标签对应的索引值区间为:
Figure 980703DEST_PATH_IMAGE002
Figure 375912DEST_PATH_IMAGE003
其中,
Figure 252601DEST_PATH_IMAGE004
为第一符号数量,
Figure 75064DEST_PATH_IMAGE005
为MPPM星座集阶数,
Figure 653681DEST_PATH_IMAGE006
为有效激活天线组数。
8.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,对所述全标签集合抽取后剩余的标签进行平均分配并生成与所述额外激活天线组数数量一致的多个剩余标签子集,包括:
按照所述全标签集合抽取后剩余的标签对应的索引值大小,顺序平均分配并生成与所述额外激活天线组数数量一致的多个剩余标签子集。
9.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,预设的限定条件,包括:
Figure 852582DEST_PATH_IMAGE007
Figure 583777DEST_PATH_IMAGE008
其中,
Figure 577141DEST_PATH_IMAGE004
为第一符号数量,
Figure 144520DEST_PATH_IMAGE009
为第二符号数量,
Figure 943848DEST_PATH_IMAGE010
为MPPM符号数。
10.一种基于自由空间光通信的非对称双模广义空间多脉冲位置编码调制ADM-GSMPPM星座构建装置,其特征在于,包括:
参数获取单元,用于获取空间多脉冲位置编码调制的天线参数以及MPPM符号时隙参数,并计算得到ADM星座参数,所述ADM星座参数包括有效激活天线组数、额外激活天线组数、第一符号数量和第二符号数量;
集合获取单元,用于获取所述空间多脉冲位置编码调制包含的全MPPM符号集,以及相应的ADM星座的全标签集合;
第一抽取单元,用于从所述全标签集合中抽取生成与所述有效激活天线组数数量一致的多个标签子集,其中每一标签子集中包含所述第一符号数量的标签;
第一对应单元,用于根据所述第一符号数量以及所述全MPPM符号集,采用最大汉明距离准则确定与每一所述标签子集对应的初始第一星座符号子集,并调整生成对应的目标第一子星座集;
第二抽取单元,用于对所述全标签集合抽取后剩余的标签进行平均分配并生成与所述额外激活天线组数数量一致的多个剩余标签子集,其中每一剩余标签子集中包含所述第二符号数量的标签;
第二对应单元,用于根据所述第二符号数量以及剩余MPPM符号集,采用最大汉明距离准则确定与每一所述剩余标签子集对应的初始第二星座符号子集,并调整生成对应的目标第二子星座集,所述剩余MPPM符号集为去除所述目标第一子星座集中的MPPM符号后的全MPPM符号集;
星座生成单元,用于基于与每一所述标签子集对应的所述目标第一子星座集,以及,与每一所述剩余标签子集对应的所述目标第二子星座集,生成ADM-GSMPPM星座。
CN202211194580.3A 2022-09-29 2022-09-29 基于自由空间光通信的adm-gsmppm星座构建方法和装置 Active CN115296737B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211194580.3A CN115296737B (zh) 2022-09-29 2022-09-29 基于自由空间光通信的adm-gsmppm星座构建方法和装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211194580.3A CN115296737B (zh) 2022-09-29 2022-09-29 基于自由空间光通信的adm-gsmppm星座构建方法和装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN115296737A CN115296737A (zh) 2022-11-04
CN115296737B true CN115296737B (zh) 2022-12-23

Family

ID=83834459

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202211194580.3A Active CN115296737B (zh) 2022-09-29 2022-09-29 基于自由空间光通信的adm-gsmppm星座构建方法和装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN115296737B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116131948B (zh) * 2023-04-17 2023-07-25 广东工业大学 基于可见光通信的Gray-GSM星座构建方法、装置、终端及介质
CN116388870B (zh) * 2023-06-05 2023-08-29 广州市浩洋电子股份有限公司 一种非均匀空间多脉冲位置调制星座生成方法及装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104065455A (zh) * 2014-06-23 2014-09-24 西安电子科技大学 X射线通信中一种基于平均误符号率的mppm星座选择方法
CN110113107A (zh) * 2019-05-17 2019-08-09 吉林大学 一种基于子集选择的高维调制映射方法
CN111130646A (zh) * 2019-12-13 2020-05-08 重庆邮电大学 一种抗时延抖动的高速率mppm星座映射方法
CN113206695A (zh) * 2021-05-07 2021-08-03 温州大学智能锁具研究院 基于星座图和天线联合的索引矢量调制方法及装置
WO2021155927A1 (en) * 2020-02-06 2021-08-12 Huawei Technologies Co., Ltd. Communication devices for shaping symbol constellations

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101578935B1 (ko) * 2009-08-27 2015-12-18 삼성전자주식회사 다중 입출력 시스템에서 수신 방법 및 장치
US20110180611A1 (en) * 2010-01-27 2011-07-28 Silverbrook Research Pty Ltd Coding pattern comprising multi-ppm data symbols in a format identified by registration symbols
US20110185252A1 (en) * 2010-01-27 2011-07-28 Silverbrook Research Pty Ltd Coding pattern comprising multi-ppm data symbols with different layouts
US10623142B2 (en) * 2015-10-30 2020-04-14 Huawei Technologies Canada Co., Ltd. Method for determining an encoding scheme and symbol mapping
CN107846377B (zh) * 2016-09-19 2021-08-03 华为技术有限公司 传输数据的方法和装置
CN111865383A (zh) * 2020-07-17 2020-10-30 中山大学 一种空间调制系统中空间星座设计系统
US11683100B2 (en) * 2020-10-23 2023-06-20 The Government Of The United States Of America, As Represented By The Secretary Of The Navy Symbol generation and frame synchronization for multipulse-pulse position modulation
CN112910554B (zh) * 2021-01-19 2021-10-01 广东工业大学 一种csk星座比特映射方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104065455A (zh) * 2014-06-23 2014-09-24 西安电子科技大学 X射线通信中一种基于平均误符号率的mppm星座选择方法
CN110113107A (zh) * 2019-05-17 2019-08-09 吉林大学 一种基于子集选择的高维调制映射方法
CN111130646A (zh) * 2019-12-13 2020-05-08 重庆邮电大学 一种抗时延抖动的高速率mppm星座映射方法
WO2021155927A1 (en) * 2020-02-06 2021-08-12 Huawei Technologies Co., Ltd. Communication devices for shaping symbol constellations
CN113206695A (zh) * 2021-05-07 2021-08-03 温州大学智能锁具研究院 基于星座图和天线联合的索引矢量调制方法及装置

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Coded Multipulse Pulse-Position Modulation for Free-Space Optical Communications;Trung Thanh Nguyen,etal.;《IEEE TRANSACTIONS ON COMMUNICATIONS》;20100329;第1036-1041页 *
Design and Optimization of Protograph LDPC-Coded Multipulse PPM Systems Over Poisson Channels;Zhaojie Yang,etal.;《IEEE TRANSACTIONS ON VEHICULAR TECHNOLOGY》;20220601;第9586-9601页 *
深空光通信中抗时延抖动的MPPM星座映射方案;向劲松等;《光通信技术》;20200630(第06期);第51-57页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN115296737A (zh) 2022-11-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN115296737B (zh) 基于自由空间光通信的adm-gsmppm星座构建方法和装置
US8750445B2 (en) Method and system for communicating information in a digital signal
RU2603280C1 (ru) Системы и способы для множественного доступа с разреженным кодом
CN105790818B (zh) 一种抵抗窃听节点窃取信息的物理层安全传输方法
US20080192621A1 (en) Data Communication System and Data Transmitting Apparatus
CN102027682A (zh) 使用重复来对数据块进行扩频译码
CN108260215B (zh) 一种低密度码的noma中信道状况优化的资源分配方法
US11258649B2 (en) Transmitter and receiver communication apparatus for non-coherent communication
CN111083078B (zh) 一种概率整形正交振幅调制格式盲识别方法及系统
KR101568714B1 (ko) 광대역 무선통신 시스템에서 고속 피드백 채널을 이용한 정보 송수신 장치 및 방법
US11888657B2 (en) Reconstruction method and device for multi-carrier differential chaos shift keying (DCSK) signal
CN116566780B (zh) 基于稀疏码多址接入的多用户多载波dcsk通信方法及系统
CN109218240A (zh) 一种环境反向散射通信系统中的信号发送与检测方法
US8879664B2 (en) Communication system, method and apparatus
Gursoy et al. Concentration and position-based hybrid modulation scheme for molecular communications
CN110138423B (zh) 一种非正交复用方法
CN108111226B (zh) 一种极坐标编码调制的系统及方法
CN110048813A (zh) 一种无线通信帧结构信号处理方法
CN101330503B (zh) 一种以太网物理层数据传输方法、系统及设备
CN113114452A (zh) 一种基于高维混沌的多用户保密通信方法
Adeleke et al. Modulation methods employed in digital communication: an analysis
Setzler et al. Deep Learning for Spectral Filling in Radio Frequency Applications
WO2016165080A1 (zh) 参考信号发送与接收方法及装置
CN101582867A (zh) 发射设备和方法,接收设备和方法,及程序
US20230080019A1 (en) Radar system, a radar arrangement, and a radar method for concurrent radar operations

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20230712

Address after: No.109, Haiyong Road, Shiqi Town, Panyu District, Guangzhou, Guangdong 511400

Patentee after: GUANGZHOU HAOYANG ELECTRONIC Co.,Ltd.

Address before: No.729, Dongfeng East Road, Yuexiu District, Guangzhou City, Guangdong Province 510060

Patentee before: GUANGDONG University OF TECHNOLOGY

TR01 Transfer of patent right