技术摘要：
一种4PAM‑超奈奎斯特速率大气光传输方法，在系统发端采用4PAM调制，然后通过FTN成型滤波器形成4PAM‑FTN信号，从而实现传输速率大于奈奎斯特速率；收端通过采用匹配滤波器、超奈奎斯特采样和最大似然检测技术实现信号的恢复。相比于传统无线光通信系统，FTN技术的引入  全部
背景技术：
随无线通信网络对网络容量、速率和延迟的要求不断增长。大气激光通信作为下 一代通信的备选技术之一具有频谱不受限、链路灵活等优点。但是大气激光通信系统易受 天气、气溶胶以及湍流的影响，导致系统的传输性能受到影响。为了解决这一问题，科研人 员提出了高阶调制技术、波分复用技术以及超奈奎斯特(FTN,Faster-than-Nyquist)速率 传输技术等方法补偿链路的缺陷。其中，FTN技术是一种新型的非正交传输技术，它可有效 提高系统的传输速率。同时，将它与高阶调制、波分复用等技术相结合可以提升系统性能。 FTN技术在微波通信与光纤通信领域的研究已取得了丰富的成果。在自由空间光 通信领域，技术人员将FTN技术引入室内可见光通信系统中，实现了1 .5m传输距离下 1.47Gb/s的传输速率。众多研究表明将FTN技术从无线和光纤领域扩展到大气光通信系统 中，其应用场景和前景将更加丰富和广阔。但是室外大气信道中存在着复杂的不确定因素， 导致通信系统的性能变差。因此对于湍流信道下的FTN大气光通信系统就成了急需研究的 问题。另一方面，PAM调制技术具有实现简单，设备成本低以及抗干扰能力强等优点。因此， 将FTN技术与PAM调制相结合，构建4PAM-FTN大气光传输方法，并分析其在弱湍流(对数正态 分布)信道中的误码性能。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种4阶脉冲幅度调制—超奈奎斯特(4PAM-FTN)速率大气光 传输方法，通过引入FTN技术提高大气光通信系统的传输速率。 本发明一种4阶脉冲幅度调制-超奈奎斯特(4PAM-FTN)速率大气光传输方法，其特 征在于通过引入超奈奎斯特技术，从而使符号传输速率大于奈奎斯特速率。在此基础上，给 出了弱湍流信道下该方法的理论误码率。具体步骤如下： 步骤1：在发送端，首先将二进制信息序列进行格雷码映射并转换为4PAM信号，然 后经超奈奎斯特成形滤波器形成超奈奎斯特信号。 步骤2：将步骤1得到的超奈奎斯特信号调制到激光上并由光学天线发出。 步骤3：激光经服从对数正态分布的弱湍流大气信道后到达光学接收天线，接收天 线上的光电二极管将光信号转换为电信号并通过匹配滤波器，再以τT为时间间隔进行采 样，得到相应的码元波形。 步骤4：采用最大似然序列检测算法对得到的码元波进行处理，并恢复出信息。 步骤5：上述步骤完成后，可以计算出该方法的理论误码率上界为 3 CN 111555816 A 说　明　书 2/4 页 其中j为每个符号发送的比特数，am表示调制信号， 表示估计信号， 表示 am和 的汉明距离。η表示光电转换系数，σx表示方差，um为系统干扰系数。 本发明的有益之处在于：在大气光通信中将FTN技术与4PAM调制方式相结合，把信 号打包的更为紧密，从而超过奈奎斯特速率的限制，有效提高了大气光通信系统的传输速 率。为解决大气光通信中大容量、高速率的传输要求提供了一种有效措施。 附图说明 图1为4PAM-FTN大气光通信系统框图，图2为理论误码率与仿真误码率的对比，图3 为误码率与信噪比的关系，图4为误码率与加速因子的关系。