[發(fā)明專利]光譜幅度編/解碼系統(tǒng)的光頻碼片帶寬優(yōu)化設(shè)計(jì)方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210214012.5
• 申請(qǐng)日: 2012-06-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102723985A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-10-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳純毅;楊華民;婁巖;佟首峰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 長(zhǎng)春理工大學(xué)
• 主分類號(hào): H04B10/00
• 分類號(hào): H04B10/00;G02F2/00
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于自由空間光通信技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種光譜幅度編/解碼系統(tǒng)的光頻碼片帶寬優(yōu)化設(shè)計(jì)方法。

背景技術(shù)

《Optics?Communications》2007年280卷中的一篇標(biāo)題為《Suppression?of?Intensity?Fluctuations?in?Free?Space?High-Speed?Optical?Communication?based?on?Spectral?Encoding?of?a?Partially?Coherent?Beam》的論文描述了一種用于自由空間光通信的光譜幅度編碼光學(xué)系統(tǒng)。該文在討論光頻碼片帶寬的設(shè)計(jì)問(wèn)題時(shí)，考慮的是為每個(gè)光頻碼片分配相同大小帶寬的方式，即對(duì)寬譜光信號(hào)的整個(gè)光頻帶進(jìn)行均勻劃分，為每個(gè)光頻碼片分配一個(gè)子光頻帶。實(shí)際寬譜光源輸出信號(hào)的頻率譜往往并非均勻分布，即不同頻率的光頻信號(hào)分量的功率并不相同。因此，通過(guò)均勻劃分寬譜光信號(hào)的整個(gè)光頻帶的方式來(lái)為每個(gè)光頻碼片分配子光頻帶會(huì)導(dǎo)致不同光頻碼片實(shí)際分得的信號(hào)功率存在較大差異，這可能造成信號(hào)功率較小的光頻碼片對(duì)應(yīng)的子信道的探測(cè)信噪比較低，從而引起較大的通信誤碼率。此外，實(shí)際光電探測(cè)器的輸出響應(yīng)都具有波長(zhǎng)依賴性，因此在分配光頻碼片的帶寬時(shí)，需要考慮到探測(cè)器輸出響應(yīng)的影響。由于每個(gè)光頻碼片承載的數(shù)據(jù)傳輸速率是一樣的，因此通過(guò)適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)，保證每個(gè)光頻碼片對(duì)應(yīng)的子信道的探測(cè)信噪比大小相等，就可以避免對(duì)寬譜光源輸出功率的浪費(fèi)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)總體通信性能的最優(yōu)化。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種光譜幅度編/解碼系統(tǒng)的光頻碼片帶寬優(yōu)化設(shè)計(jì)方法。如圖1所示，光譜幅度編碼系統(tǒng)由寬譜光源101、凸透鏡102、凸透鏡110、光譜光柵103、反射鏡107、線陣電光液晶空間光調(diào)制器104、反射鏡108、光譜光柵105、凸透鏡111、凸透鏡106、編碼控制與驅(qū)動(dòng)模塊109組成；寬譜光源101輸出的光信號(hào)A001經(jīng)過(guò)凸透鏡102和凸透鏡110變換后，入射到光譜光柵103上，光譜光柵103對(duì)光信號(hào)A001進(jìn)行分光，使不同頻率的光信號(hào)分量在空間上發(fā)生分離，再經(jīng)反射鏡107反射后入射到線陣電光液晶空間光調(diào)制器104上，從線陣電光液晶空間光調(diào)制器104透射的光信號(hào)經(jīng)反射鏡108反射后入射到光譜光柵105上，光譜光柵105對(duì)各光頻信號(hào)分量進(jìn)行空間合并，合并后的光信號(hào)再經(jīng)凸透鏡111和凸透鏡106變換后，最終發(fā)射到自由空間信道中；編碼控制與驅(qū)動(dòng)模塊109與線陣電光液晶空間光調(diào)制器104相連，通過(guò)編碼控制與驅(qū)動(dòng)模塊109可以控制線陣電光液晶空間光調(diào)制器104的各個(gè)像素A002的狀態(tài)。如圖2所示，光譜幅度解碼系統(tǒng)由光學(xué)接收天線201、光譜分光模塊202、凸透鏡203、線陣光電探測(cè)器204、解碼處理模塊205、線陣光電探測(cè)器數(shù)據(jù)采集卡和計(jì)算機(jī)組成；光學(xué)接收天線201接收到的光信號(hào)經(jīng)光譜分光模塊202進(jìn)行分光，使光學(xué)接收天線201接收到的光信號(hào)的各光頻信號(hào)分量在空間上發(fā)生分離，空間上分離的各光頻信號(hào)分量經(jīng)凸透鏡203變換后入射到線陣光電探測(cè)器204上，最后通過(guò)解碼處理模塊205完成解碼工作；線陣電光液晶空間光調(diào)制器104的每個(gè)像素A002相當(dāng)于一個(gè)開(kāi)關(guān)，當(dāng)一個(gè)像素A002處于“開(kāi)通”狀態(tài)時(shí)，入射到像素A002上的光頻信號(hào)分量可以透過(guò)，當(dāng)一個(gè)像素A002處于“閉合”狀態(tài)時(shí)，入射到像素A002上的光頻信號(hào)分量不能透過(guò)；通過(guò)為凸透鏡102、凸透鏡110、凸透鏡203設(shè)計(jì)合適的焦距參數(shù)，使線陣電光液晶空間光調(diào)制器104的被光信號(hào)覆蓋的像素個(gè)數(shù)和線陣光電探測(cè)器204的被光信號(hào)覆蓋的探測(cè)單元的個(gè)數(shù)相等，從而使線陣電光液晶空間光調(diào)制器104的各像素和線陣光電探測(cè)器204的各探測(cè)單元形成一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系，即若將線陣電光液晶空間光調(diào)制器104的一個(gè)像素設(shè)置為“閉合”狀態(tài)，就會(huì)導(dǎo)致與之相對(duì)應(yīng)的線陣光電探測(cè)器204的探測(cè)單元的入射光頻信號(hào)分量的強(qiáng)度為0。

本發(fā)明的方法通過(guò)如下步驟實(shí)現(xiàn)：

Step001：將光譜幅度編碼系統(tǒng)和光譜幅度解碼系統(tǒng)都安裝在光學(xué)平臺(tái)上；在光學(xué)平臺(tái)上，將光譜幅度編碼系統(tǒng)的凸透鏡106和光譜幅度解碼系統(tǒng)的光學(xué)接收天線201進(jìn)行光軸對(duì)準(zhǔn)，使光譜幅度編碼系統(tǒng)發(fā)射的光信號(hào)能夠進(jìn)入光譜幅度解碼系統(tǒng)中；

Step002：使寬譜光源101發(fā)射光信號(hào)，同時(shí)編碼控制與驅(qū)動(dòng)模塊109向線陣電光液晶空間光調(diào)制器104的每個(gè)像素都輸出“開(kāi)通”信號(hào)，使反射鏡107反射的所有光頻信號(hào)分量都從線陣電光液晶空間光調(diào)制器104透射過(guò)去；