[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

本發明公開了一種用于大氣激光通信的混合調制解調方法，將多脈沖的脈沖位置調制與高階偏振移位鍵控調制混合在一起，解調時對光的偏振狀態提取出斯托克斯參數，偏振狀態經過大氣傳輸后幾乎不變，并且利用斯托克斯參數的三維解調與一維解調或二維解調相比具有更大的編碼空間和判決空間，因此具有很強的抗干擾性能，而且，采用三維解調擴大了編碼空間和判決空間，在保證誤碼性能的前提下，能將PolSK推向多階使用；在接收端利用提取出的斯托克斯參數判斷各時隙接收信號是否為加性高斯白噪聲信號，由此可判定此時隙是否接收到脈沖，最終實現對脈沖位置的解調；該方法避免使用了傳統方法中采用信號幅度解調位置，簡便了解調過程，還提高了解調效率。

技術領域

本發明屬于大氣激光通信技術領域，具體涉及一種用于大氣激光通信的混合調制解調方法。

背景技術

激光通信具有頻帶寬、速率高、容量大等優勢，隨著現代社會的信息量日益膨脹，如何進一步提高激光通信系統通信容量、帶寬利用率成為新的研究熱點。大氣激光通信易受到大氣湍流的影響，導致誤碼率提高，直接影響了激光通信系統的通信質量，提高大氣激光通信系統的抗干擾性能也成為了重中之重。調制解調技術是激光通信的一項關鍵技術，研究具有通信容量大、帶寬利用率高、抗干擾性能強等優良性能的調制方式是提高激光通信系統性能的有效途徑。

脈沖位置調制(PPM，Pulse Position Modulation)是大氣激光通信系統中應用廣泛的一種調制方式，基于脈沖位置調制，有人提出了差分脈沖位置調制(DPPM，Differential Pulse Position Modulation)、多脈沖的脈沖位置調制(MPPM，MultiplePulse Position Modulation)等，與脈沖位置調制相比，性能有一定程度的提高，但是仍然存在著帶寬利用率低，通信容量不夠高的不足，難以滿足大容量通信的需求。大部分脈沖位置調制的解調都是利用光的強度作為判決依據進行解調，容易受到干擾。光的偏振狀態經過大氣傳輸后幾乎不發生變化，偏振移位鍵控(PolSK，Polarization Shift Keying)調制用光的偏振狀態進行編碼攜帶信息，是一種很有潛力的調制方式。但是偏振移位鍵控對光源的平均發射功率的要求很高，是其很大的一個不足。常見的偏振移位鍵控調制一般為二進制，即采用兩個不同的偏振狀態進行編碼攜帶信息，導致偏振移位鍵控調制的帶寬利用率和通信容量受到很大的限制。如何在保證解調端誤碼率保持在一定程度的條件下，尋找簡單的調制解調方式把偏振移位鍵控推向多階，充分利用光的偏振狀態經過大氣傳輸后幾乎不發生變化這一優良性能，是本領域技術人員很想解決的問題。

現有的PPM-PolSK調制技術，采用單脈沖，帶寬利用率低，一般采用兩個偏振態進行編碼，通信容量有限。而且有人用偏振狀態的不同排列方式來表示所攜帶的信息，增加了調制解調實現的技術難度。

所以，尋找進一步擴大通信容量、提高帶寬利用率、抗干擾性能強的調制解調方法，是本領域技術人員關心的問題。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的是提供一種用于大氣激光通信的混合調制解調方法，可以增強抗干擾性能，擴大通信容量以及提高帶寬利用率。

一種用于大氣激光通信的混合調制解調方法，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；