白高斯噪声下取样PPM信号的最大似然检测.doc

 桂 林 电 子 工 业 学 院 学 报 JO URNAL O F GU IL IN INST ITUTE O F EL ECTRO N IC TECHNOLO GY 第 22 卷 第 3 期 2002 年 6 月 V o l. 22, N o. 3 J un. 2002 Ξ 白高斯噪声下取样 P PM 信号的最大似然检测 朴大志, 邹传云 (桂林电子工业学院 通信与信息工程系, 广西 桂林 541004) 摘 要: 在强背景光干扰的情况下, 光 P PM 信道可以看成 AW GN 信道, 从理论上推导了在这种信道中 任意脉冲形状的每时隙多次抽样数字 P PM 信号最大似然接收机的似然函数, 画出了接收机的结构框 图, 并分析了这种接收机的误码率, 最后为了验证这种接收机的可靠性并讨论各种参数对接收机性能的 影响, 对接收机的解调正确率进行了计算机仿真。 关键词: 数字 P PM ; 似然函数; 最大似然接收机 文章编号: 100127437 (2002)中图分类号: TN 911. 23 文献标识码: A 测中, 虽然考虑到背景光的影响, 但是以泊松分布为 模型来分析的1 。 而在强背景光干扰的情况下, 光背 景噪声可以看成高斯分布, 因此笔者就此研究在高斯 引言 由 于 M 2P PM ( P u lse2Po sit io n 2M o du la t io n ) (M 为时隙数) 的功率利用率可以作得比较高, 所以在深 空通信, 光纤通信和室内红外无线通信等一些功率比 较珍贵的通信系统中得到了广泛的应用; 而且在最近 提出的一些无线和光通信的标准中对 P PM 也有很 背景噪声下 P PM 信号的检测问题。 信道描述2 1 多采用。 但是, 在现有的对 P PM 信号接收机的研究 图 1 所 示 的 典 型 的 光 P PM 通 信 系 统 中 U = , U k ) 是信息比特流, U i 一般为独立同分布的 中, 一般是基于对观测到的光检测器的输出在每个时 隙内的积分值所进行的分析, 而对基于全数字 P PM 接收机中每时隙多次抽样的样值进行分析的情况则 很少见到。 在已有的对每时隙多次抽样的 P PM 信号的检 (U 1 , 二进制随机变量, 并且 0, 1 取值等概。在一个M 2P PM 信号的 M 个时隙中, 其中的一个时隙内发送信号脉 冲, 设为 f ( t) , 而在其它时隙内激光器不发送脉冲。 图 1 典型的光 P PM 通信系统 Ξ 收稿日期: 2002- 04- 16 基金项目: 国家自然科学基金资助项目 ( 作者简介: 朴大志 ( 19772) , 女, ( 朝鲜族) , 辽宁营口人, 桂林电子工业学院通信与信息工程系硕士研究生, 主要从事无线光通信方面的研 M P 由于 P PM 信号的接收部分对整个通信系统的 y 2 因 为7 7 ( j - 1) p + k exp - 与 时 隙 数 j 无 关, 所 以 2Ρ2 性能起决定性作用, 因此我们将着重对 P PM 信号的 i= 1 k = 1 在计算似然函数时可以不予考虑。这样可得第 j 个对 数似然函数为: 接收部分进行研究, 推导在高斯噪声下 P PM 信号最 大似然接收机的结构, 并对其误码率进行分析。 最后 给出系统解调正确率的计算机仿真。 W y ( j - 1) p + k - (y ( j - 1) p + k - f k ) 2 2 ln (+ ′ = 6 j ) , (2) 2Ρ2 k = 1 2 白高斯噪声下 P PM 信号的最大似 化简并去掉常数可得: W 然检测 ln (+ j ) = 6 y ( j - 1) p + k f (k Tsa ) = k = 1 在数字 P PM 接收机中, 首先要对光检测器的输 W 6 y ( ( j - 1) p + k ) Tsa ) f (k Tsa ) 出信号进行取样, 设时隙宽度为 T s , 取样间隔为 T sa , . k = 1 每时隙抽样 P 次, 则 y i = y ( iT sa ) , i= 1, 2, , M P , 则 (3) 次抽样的 P PM 信号 ,M 计算 ln ( + j ) , 则 每个M 2P PM 示为: 信号在M 个时隙内的观测矢量可以表 这样, 白高斯噪声中, 每时隙 P 的最大似然判决为: 对 j = 1, 2, Y = y 1 , y 2 , yM P . 对信号 f ( t) 位于第 j 个时隙的估计为 jδ= a rg (m ax (