[發明專利]一種無線相干CDMA光通信系統和通信方法

有效

• 申請號: 201710017594.0
• 申請日: 2017-01-11
• 公開（公告）號: CN106850077B
• 公開（公告）日: 2019-01-29
• 發明（設計）人: 黨安紅;李銳杰
• 申請（專利權）人: 北京大學
• 主分類號: H04B10/61
• 分類號: H04B10/61
• 代理公司: 北京萬象新悅知識產權代理有限公司 11360
• 代理人: 黃鳳茹

1.一種無線相干CDMA光通信系統，包括激光器、信號源、發射機模塊和接收機模塊；

所述發射機模塊包括相位調制器、1×2分束器，2×1耦合器和發射天線；其中1×2分束器、相位調制器與激光器之間通過光纖進行連接；從相位調制器到發射天線之間通過光纖進行連接；信號源與相位調制器之間通過微波線連接；

所述接收機模塊包括接收天線、1×2分束器、相位調制器、2×2耦合器、平衡探測器、信號處理模塊和控制鏈路；其中，所述接收機模塊中的接收天線、1×2分束器、相位調制器、2×2耦合器、平衡探測器之間用光纖連接；所述平衡探測器探測后用微波線連接輸出到所述信號處理模塊；控制鏈路采用微波線進行信號傳輸；

所述激光器產生的光作為通信系統的載波，通過所述發射機模塊的1×2分束器被分成兩部分，成為兩路光波；所述信號源的傳輸信號通過所述發射機模塊的相位調制器分別調制于所述兩路光波之上，兩路光波通過調制不同的正交碼保持在正交狀態；經過調制的兩路光波通過所述發射機模塊的2×1耦合器合并為一路光，并通過發射天線發射于大氣信道，成為空間光進行傳輸；

所述接收天線將空間光耦合至光纖中；耦合入光纖中的光通過所述接收機模塊的1×2分束器分為兩束光波，使用所述接收機模塊的相位調制器對兩路光波分別進行調制，所調制信號分別對應于發射機端的正交碼，正交碼通過所述信號處理模塊和控制鏈路控制；經調制的兩路光波再通過所述接收機模塊的2×2耦合器耦合干涉，并經平衡探測器探測轉換為光電流輸出到所述信號處理模塊，在電域進行處理，由此獲得發射端所發射的信息序列。

2.一種無線相干CDMA光通信方法，通過采用相干CDMA的接入方式，抑制大氣信道引起的相位起伏，提高系統信道利用率，實現雙極性碼的使用，從而降低無線光通信多用戶接入的用戶間干擾；包括如下步驟：

1)將激光器產生的光作為通信系統的載波；激光器產生的光通過發射機模塊的分束器被分成兩部分，成為兩路光波；

2)由信號源發出傳輸信號，所述傳輸信號通過發射機模塊的相位調制器分別調制于步驟1)所述兩路光波之上，所述兩路光波通過調制不同的正交碼保持在正交狀態；

3)經過調制的兩路光波通過發射機模塊的耦合器合并為一路光，并通過發射天線發射于大氣信道，成為空間光進行傳輸；

4)接收天線將空間光耦合至光纖中；耦合入光纖中的光通過接收機模塊的分束器分為兩束光波；

5)使用接收機模塊的相位調制器對兩路光波分別進行調制，所調制信號分別對應于發射機端的正交碼，正交碼通過所述信號處理模塊和控制鏈路控制；

6)經調制的兩路光波再通過所述接收機模塊的耦合器耦合干涉，并經平衡探測器探測轉換為光電流輸出到所述信號處理模塊；

7)所述信號處理模塊對光電流進行采樣，通過解調，由此獲得發射端所發射的信息序列。

3.如權利要求2所述光通信方法，其特征是，步驟2)所述信號源的傳輸信號包括兩路傳輸信號；其中一路信號由信號源產生的信息經過正交碼1擴頻構成，對應于直接擴頻后的用戶所發送的信息；另一路信號由與正交碼1正交的正交碼2構成，對應采用和該用戶擴頻碼相正交的信息序列。

4.如權利要求2所述光通信方法，其特征是，步驟2)采用雙相移相鍵控方法進行調制。

5.如權利要求2所述光通信方法，其特征是，步驟7)所述信號處理模塊通過式1的信號處理數學模型進行信號處理，獲得發射端所發射的信息序列：

其中，y[k]為接收端最終輸出的信息序列，即接收端解調得到的信息序列；k表示信號值在序列中出現的序號；I[l]表示采樣得到的電信號；N表示系統中采用正交碼的碼長。

6.如權利要求2所述光通信方法，其特征是，步驟1)所述發射機模塊的分束器為1×2分束器；步驟3)所述發射機模塊的耦合器為2×1耦合器；步驟4)所述接收機模塊的分束器為1×2分束器；步驟6)所述接收機模塊的耦合器為2×2耦合器。