大气激光通信中的空时编码技术研究

在大气激光通信技术的发展中，大气衰减和光强起伏问题已经成为限制通信距离和性能的瓶颈之一。研究表明多光束发射/接收(MIMO)技术具有有效减弱大气湍流影响，提高通信稳定性和可靠性的优点。但到目前为止对MIMO的核心技术- - 空时编码（STCs）的研究还很少，这是由于大气激光通信与传统通信方式相比在链路特性及调制方式上都有本质的不同，因而将STCs应用到大气激光通信中必然有其特殊性。为此本项目将致力于：研究可用于任意PPM调制阶数的STBC发射分集方案，并在此基础上推导级联STBC的最优码字设计准则；研究空时网格码在大气激光通信中的应用，并给出超正交空时网格码设计方案；针对接收端不具备信道状态信息的情况，研究差分/酉STCs设计方案；研究基于STCs的多光束信号时域检测技术。针对激光大气传输和信道补偿技术的需求背景，本项目的研究成果将为激光通信事业的发展提供理论和技术支持。

在MIMO光通信技术的发展中，大气衰减和光强起伏问题已经成为限制通信距离和性能的瓶颈之一。研究表明多光束发射/接收(MIMO)技术具有有效减弱大气湍流影响，提高通信稳定性和可靠性的优点。但到目前为止对MIMO的核心技术--空时编码（STCs）的研究还很少，这是由于MIMO光通信与传统通信方式相比在链路特性及调制方式上都有本质的不同，因而将STCs应用到MIMO激光通信中必然有其特殊性。为此本项目将致力于：研究可用于任意PPM调制阶数的STBC发射分集方案，并在此基础上推导级联STBC的最优码字设计准则；研究空时网格码在MIMO光通信中的应用，并给出超正交空时网格码设计方案；针对接收端不具备信道状态信息的情况，研究差分/酉STCs设计方案；研究基于STCs的多光束信号时域检测技术。 本项目已经完成全部研究内容,设计可用于任意调制阶数和发射光束数的STBC发射分集方案；设计STBC级联高速调制联合纠错编码， ⑵ 基于步长测算因子，设计了可用于MIMO光通信系统中STTC设计方案；研究联合STBC和STTC技术的超正交空时编码（SOSTTC）方案在MIMO光通信系统中的设计和应用。 研究基于空时编码的多光束信号的时域检测技术，分析最大似然序列检测和决策反馈均衡法等技术在空时编码MIMO光通信中的适用性，设计并实现了基于PSP的最大似然序列检测算法。特别是针对自然空间光通信系统中的光电探测器的噪声信道模型参数，设计并优化了现有LDPC码字生成矩阵的构造，为进一步提高STTC技术在自由空间光通信中的性能提高了理论依据和技术支持。针对大气传输和随机信道补偿技术的需求背景，本项目的研究成果将为自由空间光通信事业的发展提供理论和技术支持。