MIMO-FSO系统中LT码的性能分析

分析了在Gamma-Gamma信道下基于脉冲位置调制(PPM)的多输入多输出自由空间光通信(MIMO-FSO)系统模型。理论上分析LT码原理,研究了不同湍流环境下LDPC码与LT码对MIMO-FSO系统性能的影响,同时比较不同度分布时的LT码对该系统性能的影响。通过仿真实验验证了在不同湍流环境下,LT码对于该系统的性能有较大的提升,且在强湍流环境下,采用修正转移鲁棒孤子分布(ISRSD)的LT码能有效地降低译码开销,进一步提升该系统的性能。

LT码在MIMO-FSO系统中的应用研究

通过建立MIMO-FSO系统模型,研究了LT码与采用增强型BP译码的LT码对MIMO-FSO系统性能的影响,并通过仿真验证了采用增强型BP译码的LT码在不同湍流信道下的误码性能。

MIMO-FSO中LT码新型度分布的性能研究

通过建立基于Gamma-Gamma分布的MIMO-FSO系统模型,研究了鲁棒孤子分布(RSD)与泊松鲁棒孤子分布(PRSD)的性能,并通过仿真验证了LT码与采用PRSD的LT码在不同湍流信道下的误码性能。

基于正交振幅调制的MIMO-FSO系统性能分析

针对自由空间光(FSO)通信系统易受大气湍流效应影响的问题,为降低系统在饱和湍流情况下的误码率(BER),并且考虑到实际工程中需要在有限信噪比(SNR)下得到最大的分集增益,需要对系统的分集性能进行研究,以得到分集增益与SNR和系统链路数量等参数的关系。文章选择采用多输入多输出(MIMO)技术,设计了基于正交振幅调制(QAM)的MIMO-FSO通信系统,分析了系统在负指数分布信道模型下的性能表现,推导出系统的BER计算公式与分集增益相关参数(如分集阶数(DO)、分集阶数增量(IDO)和收敛速度(SOC)等)的闭式表达式,并利用数学软件Matlab进行仿真实验,通过蒙特卡洛仿真来验证所推导公式的准确性。仿真结果表明,MIMO技术在不增加发射功率和接收孔径面积的情况下,可以大幅度降低FSO通信系统的BER,且在饱和湍流信道下,系统链路数量越多或湍流强度越低时,DO随SNR增长到理论最大值的速度越快。MIMO技术有效地抑制了大气湍流对系统的负面影响,大幅提高了系统性能。在条件允许的情况下,尽量使用多的发射机和接收机可以使得系统在有限SNR下获得的分集增益更高,但是也需要考虑到实际工程中的部署成本和安装难度来选择合适的链路数量。

自由空间光通信中的空时网格码

讨论了无线激光通信中的空时网格码。首先设计了带有两副发射天线的4PPM-空时网格码的编码器,并介绍其设计原理和编译码方法,其次对多输入多输出大气光信道的信道容量进行了理论分析,最后通过蒙特卡洛算法对光信道容量和误码率进行仿真验证。结果表明:基于空时网格码的自由空间光通信能够减小闪烁效应对大气光通信中误码率的影响;当发射天线数目固定不变时,系统误码率随着接收天线数目的增加而减小;当收发天线数目可变时,系统信道容量随着收发天线数目的增加而增大。

FSO中分层空时编码的误码性能

分层空时编码(BLAST)虽然具有极高的频谱效率,能成倍提高光通信系统的信息传输速率,但BLAST系统的误码率较大,严重影响了光通信系统的可靠性。在描述了湍流信道中多输入多输出(MIMO)系统的信道模型后,针对多进制脉冲位置调制(Q-PPM)技术,推导出了采用线性译码算法时分层空时码的极大似然判决准则及其误码率公式,并比较了最大似然译码算法、线性译码算法、串行干扰消除译码算法的误码性能。最后,利用仿真实验进行了验证。结果表明:在自由空间光通信(FSO)中,串行干扰消除译码算法的误码性能更接近最大似然译码算法的性能,明显优于线性译码算法。在4×4系统中,当误比特率为2×10-2时,相对于最小均方误差(MMSE)译码算法,最大似然译码算法和MMSE-SIC译码算法的信噪比分别改善了约14.5 dB和7 dB。理论分析与实验结果相一致。

FSO MIMO垂直空时分层码研究及硬件仿真

在自由空间光通信(FSO)中,多输入多输出(MIMO)可以大大提高频谱利用率。在对FSOMIMO进行分析研究的基础上,提出了垂直分层空时(V-BLAST)结构,建立了该结构的系统模型。分别取不同的MIMO组数,仿真比较了PPM和OOK两种调制方式的系统误码率。运用VHDL语言设计了垂直分层空时结构的编译码,并进行了硬件功能和时序仿真。研究结果表明:在信噪比一定的情况下,PPM调制方式下系统的误码率要低于OOK调制方式下系统的误码率;运用VHDL语言设计的V-BLAST编译码,从硬件功能和时序上验证了FSOMIMO系统的可行性。

光多输入多输出技术研究进展

介绍了光多输入多输出(MIMO)系统模型及其特点,分析讨论了光纤MIMO和自由空间光MIMO两种模型的信道矩阵及相关的编码技术和检测技术,指出当前光MIMO技术存在的一些问题,并对以后的研究作了进一步的探讨。

基于快速贝叶斯匹配追踪的激光大气信道估计（英文）

信道估计是指接收机获知信道状态信息的方法和过程。信道估计的准确度决定了接收机的工作性能,所以均衡之前,必须先进行信道估计。目前,激光光学传输信道估计成为多输入多输出正交频分复用的自由空间光通信系统的关键技术。传统的压缩感知方法作为一种信道估计的有效方法,具有恢复和重构原始信号的能力,但在计算复杂度上付出了一定的代价。快速贝叶斯匹配追踪算法克服了现有方法重构精度低和复杂度高缺点。通过先验模型选择和近似的最小均方误差的参数向量的估计,快速贝叶斯匹配追踪算法提供了估计信道冲激响应的一种有效方式。仿真结果表明,与传统的基于压缩感知的方法相比,该方法能显著提高系统的性能。

一种改进的LDPC编码FSO-MIMO系统迭代检测解码算法

基于双伽玛(Gamma-Gamma)湍流信道,研究了低密度奇偶校验码(LDPC)的自由空间光通信多输入多输出(FSO-MIMO)系统迭代检测解码(IDD)算法。针对最优最大后验概率(MAP)算法复杂度高和BP迭代过程中比特节点后验对数似然比(LLR)震荡现象,结合概率数据辅助(PDA)算法在信号检测中的良好性能,提出了一种基于反馈均值的LDPC+PDA系统IDD码算法,采用BP解码方法,经迭代处理,求出每次内迭代中比特节点输出的后验信息均值,并将其作为解码器的输出反馈给检测器,从而提高了解码器传递给检测器的消息可靠性。仿真结果表明,当误码率(BER)为10-5左右时,在弱湍流条件下,改进的IDD算法相对传统的算法具有0.3dB的性能优势;在强湍流条件下,改进的IDD算法比传统的算法提高了0.65dB的性能增益。因而,改进的IDD算法能够进一步抑制湍流特别是强湍流的影响,提高了系统性能。

空间光通信中分布式天线的信号检测研究

针对空间光通信中随机信道传播时延导致接收信号符号间干扰的特殊性使分布式发射天线多入多出(MIMO)信号的线性检测算法更加复杂这一问题,提出了一种基于Neyman-Pearson(NP)融合准则的分布式天线信号检测算法。仿真结果表明,当接收信号同步时,NP算法具有较好的健壮性,其性能优于等增益合并(EGC)算法,与最佳合并(OC)算法相当;当接收信号异步时,NP算法要明显优于EGC和OC算法,抑制接收符号间干扰,能体现出分布式天线系统的空间分集性能。