[发明专利]一种高阶连续极化调制的PDL效应补偿方法

说明书

本发明公开了一种针对高阶连续极化调制中PDL效应的补偿方法。首先，分析了PDL效应对高阶连续极化调制信号的影响。其次，提出了采用预补偿消除PDL效应的方法。在该方法中，由于接收端判决区域的划分与接收到的极化状态的极化角密切相关，为了获得最优的补偿效果，设计了以最大化极化角为判决准则的最优预补偿因子。最后，理论和仿真分析得到，该方法能够有效提升受PDL效应影响的高阶连续极化调制的误码性能，进而提升高阶连续极化调制的频谱效率。

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，是一种基于预补偿的对抗PDL效应的方法，尤其涉及一种高阶连续极化调制的PDL效应补偿方法。

背景技术

在无线通信系统中，无线信号传播环境本身的复杂性，导致了无线信道特性十分复杂。然而，复杂的无线信道特性随之而来将产生复杂多变的去极化效应，如极化模式色散(Polarization Mode Dispersion:PMD)极化相关衰减(Polarization Dependent Loss:PDL)效应，将严重影响发射信号的极化状态。在单载波条件下，信道去极化特性上表现出来的功率衰减特性，称之为极化相关衰减PDL。研究者发现，在单载波场景下的高阶连续极化调制受到PDL作用后，信号到达接收机前会发生极化状态的旋转和收缩或扩散，这样使得高阶连续极化调制MCPM的星座结构发生失真，从而降低接收端正确接收的数据速率，最终导致高阶连续极化调制MCPM性能的恶化。

在高阶非连续极化调制中，研究者提出了基于预补偿的对抗PDL效应的算法。DongWei等人(Dong Wei,Chunyan Feng,Caili Guo and Fangfang Liu,“A power amplifierenergy efficient polarization modulation scheme based on the optimal pre-compensation,”IEEE Communications Letters,2013:513-516)指出预补偿因子ε越大，接收端信号的极化状态的星座点距离越大，星座结构失真越小，而所补偿后的极化状态将会遭受更加严重的功率衰减，这样使得在补偿过程中无法同时兼顾功率衰减与星座失真，星座失真的降低必将带来严重的功率的衰减。除此之外，基于信道的变化采用自适应的方法选取极化调制的调制阶数来有效对抗PDL效应的影响，因而其调制阶数是随信道条件变化的。

发明内容

本发明提供了一种基于PDL去极化信道的高阶连续极化调制技术下的预补偿方法，目的是降低PDL效应对MCPM的影响。

根据高阶连续极化调制连续极化状态实现机理，即相位差一定的条件下，通过幅度比即极化角的连续实现极化状态连续，极化矢量是在庞加莱球上沿同一个大圆连续转动。由于无线信道的PDL效应作用，MCPM的极化状态在发送符号间隔内将产生不同程度的衰减。从降低PDL效应对MCPM的影响出发，本发明提出了一种基于预补偿的对抗PDL效应的方法，即以最大化极化角的准则得到最佳补偿因子，在接收端保证较大的判决区域，从而有效地减小PDL效应对误码率的影响。

本发明所述的一种高阶连续极化调制的PDL效应补偿方法：在发射端通过对发射的MCPM信号的连续极化状态进行预补偿来减少信道矩阵特征值的差异程度，从而使接收端信号的极化状态的星座点距离增大，星座结构失真减小，MCPM性能提高。

一种高阶连续极化调制的PDL效应补偿方法，具体步骤如下：

步骤一：对极化状态映射单元输出的连续极化状态进行补偿；

(1)由于高阶连续极化调制是通过一个大圆上的极化状态的前后变化来承载信息的，因此无线信道经奇异值分解后得到的酉矩阵U和V造成连续极化状态矢量的旋转并不影响接收端对高阶连续极化调制信号的解调，可以忽略酉矩阵对连续极化调制信号的影响，从而可以将接收机接收到的高阶连续极化调制信号简化为：