[發明專利]一種用于大氣激光通信的混合調制解調方法

有效

• 申請號: 201810040246.X
• 申請日: 2018-01-16
• 公開（公告）號: CN108429581B
• 公開（公告）日: 2020-08-11
• 發明（設計）人: 藍天;李志高;賈亦文;倪國強
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: H04B10/11
• 分類號: H04B10/11;H04B10/50;H04B10/516;H04B10/64
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 李微微;仇蕾安

1.一種用于大氣激光通信的混合調制解調方法，其特征在于，包括：

1)在發送端，將通信數據以幀為單位進行劃分，并確定每一幀通信數據的長度：比特；其中，n為每幀采用的脈沖數；為每幀2^m個時隙中n個脈沖的組合數，m為正整數，N為偏振移位鍵控混合調制用于調制的偏振狀態的數量，表示向下取整函數；

2)、將通信數據的每一幀的前比特信息用脈沖位置調制，得到攜帶位置信息的自然光脈沖；

3)、將通信數據的每一幀的后比特信息用偏振移位鍵控混合調制，由此將步驟2)的自然光脈沖調制為偏振光脈沖，然后發射到大氣信道中，具體為：

將步驟2)得到的自然光脈沖，經過偏振分束器分為偏振方向分別x方向和y方向的線偏振光；

光的偏振狀態用斯托克斯參數來描述，若光的電場矢量的兩個正交分量E_x，E_y分別為：

則斯托克斯參數為：

其中，a_x表示E_x方向電場矢量的振幅，a_y表示E_y方向電場矢量的振幅，為E_x方向光場的相位，為E_y方向光場的相位，斯托克斯參數之間滿足：S₀²＝S₁²+S₂²+S₃²；

對于4PolSK，一種可能的星座點分布組合為(0,0,S₀)，對于8PolSK，一種可能的星座點分布組合為相應的調制參數(a_x,a_y,δ)通過聯立、求解方程組得到；

按照以上獲得的調制參數，用振幅調制器和相位調制器對3)中得到的x方向和y方向的線偏振光進行調制；

4)、在接收端，采用相干探測外差接收方式接收發送端發射的信號；每一個時隙接收的信號表示為針對每個時隙提取出接收信號，提取出斯托克斯參數(S₀,S₁,S₂,S₃)；

5)、利用每個時隙接收信號的斯托克斯參數，判斷(S₁,S₂,S₃)是否在以(0,0,0)為球心，為半徑的球內：

如果在所述球內，則判定該時隙接收的信號為加性高斯白噪聲，即為非脈沖信號；如果不在所述球內，則不是加性高斯白噪聲，即該時隙接收的為脈沖信號；

每一幀信號各個時隙判斷完畢后，即完成該幀的脈沖位置解調；

6)、對于步驟5)判定出的脈沖信號，利用提取出的斯托克斯參數解出各脈沖的偏振狀態，由此實現偏振態的解調。

2.如權利要求1所述的用于大氣激光通信的混合調制解調方法，其特征在于，所述偏振狀態的數量為4、6、8、12或20。

3.如權利要求2所述的用于大氣激光通信的混合調制解調方法，其特征在于，所述偏振狀態的數量為4；偏振態分別為右旋圓偏振光，左旋-60°橢圓偏振光、左旋0°橢圓偏振光以及左旋60°橢圓偏振光。

4.如權利要求3所述的用于大氣激光通信的混合調制解調方法，其特征在于，在步驟5)中，利用提取出的斯托克斯參數解出各脈沖的偏振狀態時，斯托克斯參數呈正四面體星座分布。