[发明专利]一种采用卷积码的差分脉冲位置调制的迭代检测方法

说明书

本发明属于数字通信差错控制编码领域，公开了一种采用卷积码的差分脉冲位置调制(DPPM)的迭代检测方法。该方法利用不同的比特序列经DPPM调制后码片长度不等这一特点，生成若干候选的检测序列，在软判决检测和基于扩展网格图的卷积码译码之间进行迭代，直到这些候选序列经信道译码、重编码和调制得到的码片序列与接收序列的长度相等或达到最大的迭代次数。本发明可有效改善采用卷积码的DPPM传输系统的误帧率。

技术领域

本发明属于数字通信差错控制编码领域，具体涉及一种采用卷积码的差分脉冲位置调制的迭代检测方法。

背景技术

脉冲位置调制(PPM)是一类重要的调制方式，可应用在无线光通信技术中，提高其功率效率与带宽利用率。差分脉冲位置调制(DPPM)是PPM的一种改进形式，提高了功率效率与带宽利用率。但是，DPPM调制后符号的码片长度并不确定，导致由加性噪声引起的码片翻转会造成相应的接收符号的同步错误以及后续接收符号的替代错误。具体说明一下，同步错误包括插入错误和删节错误；插入错误是指在检测后的数据流中存在符号或者比特的插入；删节错误是在检测后的数据流中存在符号或者比特的删节。因此，在DPPM系统中，无法采用传统的前向纠错码来保证传输的可靠性，限制了DPPM调制方式在实际通信系统中的应用。

针对该问题，一类解决方法是通过有效的检测技术纠正DPPM系统中的插入错误和删节错误。例如，针对DPPM系统的最优检测算法是最大似然序列检测算法(MLSD)，可以纠正这类同步错误。但是，这种算法的计算复杂度随每帧码片长度的增长呈指数增长，因此并不实用。Sethakaset和Gulliver提出一种改进软判决检测算法，该算法首先对接收序列进行硬判决，然后根据信道接收值的大小消去连“0”个数不符合要求的符号，同时保证收端符号个数与发端符号个数相等，即接收序列中码片“1”的个数与发端符号数相等。软判决检测算法的性能与MLSD算法相近，但是复杂度远远小于MLSD算法。然而，该检测算法仅仅可以纠正可检测的同步错误，无法纠正替代错误以及插入、删节数目相等时的同步错误，存在很大的局限性。

另一类解决方法是引入可纠正同步错误的纠错码。Sethakaset和Gulliver首先提出使用Marker码来识别DPPM符号的边界，纠正系统中的同步错误和替代错误，之后又提出一种改进的级联码方案。然而，这两种方案均存在码率较低的缺点。另一种纠错码方案是采用卷积码，该方法以基于扩展网格图的改进维特比译码算法为基础，根据DPPM系统中错误类型的特殊性，对卷积码的扩展网格图中的禁用路径进行删剪，得到一种基于删剪网格图的卷积码译码方法。该方法可以纠正DPPM系统中由于码片翻转而造成的同步错误和替代错误。与Marker码方案相比，该方法可在码率相同时获得更优的性能。进一步，该方法允许系统采用码率更高的编码方案，且不需要改变现有的卷积码编码器的结构，具有更好的兼容性。

为进一步提升采用卷积码的DPPM系统的性能，本发明以DPPM符号序列的软判决检测方法和可纠正同步错误的卷积码译码方法为基础，提供了一种针对采用卷积码的DPPM系统的迭代检测译码算法。本发明借助发端符号个数和码片长度已知这一条件，充分利用不同的比特序列经DPPM调制后码片长度不等这一特点，生成若干候选的检测序列，在软判决检测和卷积码译码之间进行迭代，可有效降低系统误帧率，提高整体性能。

发明内容

本发明的目的是为采用卷积码的差分脉冲位置调制(DPPM)系统提供一种迭代检测译码方法，该方法可有效降低系统的误帧率，同时具有较低的实现复杂度。

本发明的特征在于利用不同的比特序列经DPPM调制后码片长度不等这一特点，以DPPM符号序列的软判决检测方法和可纠正同步错误的卷积码译码方法为基础，设计了一种联合检测译码的迭代算法。

本发明提供的DPPM系统中的迭代检测译码方法的特征在于迭代检测译码方法包括以下5个步骤：