自由空间光通信：PPM迭代软解调算法研究

“自由空间光通信中的PPM迭代软解调算法.pdf” 自由空间光通信（Free-Space Optical Communication, FSO）是一种利用光束在大气或真空中的传播进行信息传输的技术，具有高速率、大带宽和难以截获等优点。在实际应用中，自由空间光通信系统常常会受到大气湍流、雨雾等环境因素导致的信道衰落影响，这降低了通信的可靠性和效率。为了解决这一问题，脉冲位置调制（Pulse Position Modulation, PPM）被广泛采用，因为它能够在有限的带宽内提供较高的信息传输速率。 PPM是一种非线性调制方法，通过改变信号脉冲的位置来编码信息。在PPM中，信息被编码为脉冲序列的出现位置，而不是脉冲的幅度或宽度。这种调制方式对信道衰落有较好的抵抗能力，因为即使信号强度下降，脉冲位置的识别仍然可能。 本文提出的PPM迭代软解调算法是一种改进的解调策略，旨在进一步提升自由空间光通信系统的抗干扰性能。在受限散粒噪声（shot noise limited）的Poisson信道模型下，该算法利用光子计数来估计接收到的信号强度。光子计数是一种直接检测接收光强的方法，它考虑了光子的量子特性，可以更准确地反映信道状况。 迭代解调是现代通信系统中常用的一种技术，它通过多次迭代改进解调的精度。软输入软出（Soft-Input Soft-Output, SISO）的迭代解调允许系统在解调过程中利用前向和后向的软信息，从而提高解调性能。在这种情况下，对于单数据流，PPM迭代软解调算法通过结合前向和后向信息来优化解调决策，增强了系统对错误的纠正能力。 文章中还给出了4PPM的简化方案，这是PPM的一个具体实例，其中每个符号包含4个可能的脉冲位置，从而可以表示2^2=4种不同的信息状态。通过对重复码和串行级联码进行数值仿真，验证了简化算法的性能。仿真结果表明，这种简化算法不仅降低了计算复杂度，而且便于硬件实现，这对于实际系统设计至关重要。 关键词涵盖了迭代译码、脉冲位置调制、光子计数、自由空间光通信、软解调和级联码等关键概念，表明了研究的深度和广度。这篇文章为自由空间光通信领域提供了一种新的、有效的解调策略，有助于改善系统在恶劣环境下的通信性能。