格雷码MPPM在卫星光通信中对抗时钟抖动与BEP影响的研究

本文主要探讨了多脉冲位置调制（MPPM）在卫星光通信中的应用及其对于时钟抖动对比特错误概率的影响。MPPM是一种在脉冲位置调制（PPM）基础上的优化方案，尤其适合于卫星光通信这样的复杂环境中，该环境通常面临背景辐射、大气湍流和热噪声等挑战。这些因素可能导致信号质量下降，影响通信的可靠性。 作者深入研究了在远场激光脉冲展宽现象下的信号处理机制，并特别关注了时钟抖动这一关键问题。时钟抖动，即发送端和接收端的时钟同步误差，会引入额外的不确定性，对信号的精确接收产生负面影响。为了减少这种影响，研究者提出了利用格雷码进行MPPM联合编码调制的方法。格雷码是一种二进制编码方式，具有相邻代码之间只有一个位置不同的特性，这有助于减少码间干扰，从而提高系统的抗抖动性能。 具体来说，文中设计了一种基于格雷码（7,2）的MPPM映射方法，通过星座图的设计，这种方法能够在相同的传输带宽下显著提升（7,2）MPPM的传输效率，相比于16PPM，其效率提升了约两倍。这意味着在同样的数据速率下，采用格雷码MPPM能够更有效地利用频谱资源，提高通信的容量。 接下来，文章进一步分析了在泊松信道下，采用格雷编码的（7,2）MPPM的字符错误概率和比特错误概率（BEP）。泊松信道模型适用于模拟卫星光通信中随机的噪声特性。结果显示，格雷编码MPPM能够有效地抵抗时钟抖动，降低因时钟同步问题导致的比特错误，从而提高了整个系统的可靠性。 总结来说，这项研究对多脉冲位置调制在卫星光通信中的应用进行了深入分析，特别是在面对时钟抖动等挑战时，通过格雷码编码技术优化了系统的性能。这对于优化卫星光通信系统的稳定性和数据传输的准确性具有重要意义，为实际应用提供了理论依据和技术支持。