X射线通信中一种基于平均误符号率的MPPM星座选择方法技术

本发明专利技术公开了X射线通信中一种基于平均误符号率的MPPM星座选择方法，包括如下步骤：构造基于星座选择的平均误符号率模型；根据得出的基于星座选择的平均误符号率模型,针对不同的MPPM星座，计算不同MPPM星座组合条件下的平均误符号率，并将星座选择问题转化为条件约束最优化问题；根据所述基于星座选择的平均误符号率模型，以及所述条件约束最优化问题，通过选择搜索策略，得到基于最小平均误符号率条件下的星座选择方案。本发明专利技术一方面将星座选择转换为最优化问题，简化了问题，利用搜索策略进行搜索，计算量小，速度快，适用于工程实现，另一方面以平均误符号率为标准进行星座选择，有利于提高信道传输准确性，减小信道传输错误。

【技术实现步骤摘要】
X射线通信中一种基于平均误符号率的MPPM星座选择方法
本专利技术涉及通信
，具体涉及X射线通信中一种基于平均误符号率的MPPM 星座选择方法。
技术介绍
X射线脉冲星导航（X-ray Pulsar-based Navigation, XPNAV)是利用脉冲星周期 性发射的X射线信号以提供导航服务的新导航技术。它可以为近地轨道任务和深空飞行 任务提供导航服务，这将是未来深空探索的一个重要的导航方法。随着越来越多的勘探活 动和数据传输的要求，通信技术的进步愈加迫切。在最近几年，自由空间光通信已经显示 出其优于传统的通信方式。X射线通信（X-ray communications, XC0M)，作为光通信的新 方式，在深空通信领域显示出很大潜力。现在最常用的自由空间通信方法是射频（Radio Frequency，RF)通信和微波通信。这些方法的缺点是，它们都需要大型天线并且具有较低传 输速率。与传统的通信方式相比，X射线通信具有更高的传输速率，质量更轻，以及更低的 功耗，可满足深空飞行任务日益增加的通信需求。 由于XPNAV和XC0M利用X射线作为介质来执行它们的功能，有一种可能性，即 XPNAV和XC0M被集成到一个单独的系统，这使得系统更小，更轻，并且更节能。在XC0M和 XPNAV的应用中，仍有很多需要解决的关键技术问题。例如，需要对XC0M信号进行设计，避 免与导航信号相互干扰。研究能同时对导航和通信信号处理的信号处理算法。对于XC0M， 研究如何恰当选择调制方法来提高了系统的性能十分有必要。 作为XC0M常用的调制方法，多脉冲脉冲位置调制（Multi-pulse Pulse Position Modulation, MPPM)通过MPPM脉冲的位置传达信息。MPPM可以看作是在输入的二进制序列 和MPPM码字之间的映射。在实际中，映射的大小并不能与MPPM星座大小匹配，那么，如何 选择适合的星座来映射将是个待解决的问题。对于MPPM星座的选择，也有不同的标准。一 个准则是在串连来自MPPM星座的两个码字时，最小化连续零的最大可能数目，这适合迭代 软判决译码的级联与外纠错码。随着现代容量接近码的开发，基于星座选择的信道容量也 可用于选择MPPM星座的子集。但上述两种方法算法复杂，计算量大，不适用工程应用。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术旨在提供X射线通信中一种基于平均误符号率的 MPPM星座选择方法，本专利技术推导出通过约束基于星座选择的平均误符号率的表达，将问题 转化为在数学中的条件约束优化问题，同时还提出了离散搜索策略得到最小平均误符号率 条件下的MPPM星座选择方案。 为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案： X射线通信中一种基于平均误符号率的MPPM星座选择方法，其特征在于，所述方 法包括如下步骤： 步骤1，构造基于星座选择的平均误符号率模型； 步骤2,根据所述步骤1得出的基于星座选择的平均误符号率模型，针对不同的 MPPM星座，计算不同MPPM星座组合条件下的平均误符号率，并将星座选择问题转化为条件 约束最优化问题； 步骤3,根据步骤1得出的所述基于星座选择的平均误符号率模型，以及步骤2得 出的所述条件约束最优化问题，通过选择搜索策略，得到基于最小平均误符号率条件下的 MPPM星座选择方案。 需要说明的是，所述步骤1具体包括如下步骤： 步骤1. 1，对于时隙个数为n，脉冲个数为w的MPPM信号巾贞，可以记为（n，w)MPPM， 其中w个所述时隙中包含包含信息，这w个所述时隙称为信号时隙；通过信号时隙位置的不本文档来自技高网...

【技术保护点】
X射线通信中一种基于平均误符号率的MPPM星座选择方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：步骤1，构造基于星座选择的平均误符号率模型；步骤2，根据所述步骤1得出的基于星座选择的平均误符号率模型,针对不同的MPPM星座组合，计算不同MPPM星座组合条件下的平均误符号率，并将星座选择问题转化为条件约束最优化问题；步骤3，根据所述步骤1得出的所述基于星座选择的平均误符号率模型，以及所述步骤2得出的所述条件约束最优化问题，通过选择搜索策略，得到基于最小平均误符号率条件下的MPPM星座选择方案。

【技术特征摘要】
1. X射线通信中一种基于平均误符号率的MPPM星座选择方法，其特征在于，所述方法 包括如下步骤： 步骤1，构造基于星座选择的平均误符号率模型； 步骤2,根据所述步骤1得出的基于星座选择的平均误符号率模型，针对不同的MPPM 星座组合，计算不同MPPM星座组合条件下的平均误符号率，并将星座选择问题转化为条件 约束最优化问题； 步骤3,根据所述步骤1得出的所述基于星座选择的平均误符号率模型，以及所述步骤 2得出的所述条件约束最优化问题，通过选择搜索策略，得到基于最小平均误符号率条件下 的MPPM星座选择方案。2. 根据权利要求1所述的X射线通信中一种基于平均误符号率的MPPM星座选择方法， 其特征在于，所述步骤1具体包括如下步骤： 步骤1. 1，对于时隙个数为n，脉冲个数为w的MPPM信号帧，可以记为（n，w)MPPM，其中 w个所述时隙的位置包含信息，这w个所述时隙称为信号时隙；通过信号时隙位置的不同组步骤1. 4,在有噪声的条件下，信道输入为Xi，误符号率的上限定义为在传输Xi条件下 在信道输出端得到Xj (j e N+，j < M，j尹i)，并且Xj的信号时隙中观测到的光子数大于或 等于Xi的信号时隙的光子数的条件概率密度可率 PsERjiin (P); 步骤 3.3,判断 PSEKmin ⑵<PSEKmin(PQ)是否成立，若成立，则 PQ = P，PSEKmin(PQ) =PSEK min(P);否则P〇保持不变； 步骤3. 4,令k = k+1，若k>Nt(rtal，终止搜索过程并得出基于最小平均误符号率的MPPM 星座选择方案P# = P〇,并且对应的最小约束平均误符号率PSEK__ = ，否则返回步 骤 3. 2。5.根据权利要求1所述的X射线通信中一种基于平均误符号率的MPPM星座选择方法， 其特征在于，所述步骤3中还可以采用遍历搜索方法为搜索策略，具体实施步骤如下： 步骤3. 1，利用在[1M]上的均匀分布产生一...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋诗斌，许录平，张华，申洋赫，马炎，李冀俊，谢春晖，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61