[發(fā)明專利]大氣湍流擾動自適應對消方法、裝置及通信系統(tǒng)

有效

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• 申請日: 2021-04-22
• 公開（公告）號: CN113517927B
• 公開（公告）日: 2022-06-07
• 發(fā)明（設計）人: 于笑楠;佟首峰;宋延嵩;趙馨;王潼;常帥;董科研;董巖;張磊;張雷
• 申請（專利權）人: 長春理工大學
• 主分類號: H04B10/11
• 分類號: H04B10/11;H04B10/2507;H04B10/2581;H04B10/25
• 代理公司: 常州智慧騰達專利代理事務所(普通合伙) 32328
• 代理人: 曹軍

本發(fā)明屬于激光通信領域，針對大氣湍流使得激光通信時信道衰落，大氣湍流造成的擾動輸?shù)耐ㄐ判畔鬟f使得誤碼率高的問題，提出大氣湍流擾動自適應對消方法、裝置及通信系統(tǒng)；所述方法包括：根據(jù)獲取的基準湍流干擾信號進行自適應濾波，得到第一湍流干擾信號；將光纖傳輸所收到的第一混合信號與所述第一湍流干擾信號進行對消，得到第二混合信號；提取第二混合信號的高通部分進行輸出。

技術領域

本發(fā)明屬于激光通信領域，具體涉及大氣湍流擾動自適應對消方法、裝置及通信系統(tǒng)。

背景技術

隨著第五代移動通信(5G)逐步覆蓋，5G基站間的高速信息傳輸成為業(yè)內(nèi)面臨的重大難題，而空間激光通信(FSO)是緩解這一問題的有效途徑。縱觀國內(nèi)外，大氣層內(nèi)激光通信性能不高，其原因是多方面的，其中大氣湍流擾動問題尤為突出。大氣湍流引起信道衰落，產(chǎn)生光強閃爍，對于接收機來說，降低了其探測靈敏度，F(xiàn)SO不得不需要額外的信噪比增量以保證誤碼率。

現(xiàn)有技術中通常用來抑制大氣湍流的波動及衰落給信號傳輸帶來的影響，通常采用一下方法：其一，采用多口徑發(fā)射以弱化強湍流效應，該方法僅能降低強湍流效應，并不能穩(wěn)定湍流起伏，湍流波動仍然存在，仍然會導致誤碼；其二，采用大口徑接收以平滑湍流起伏，首先激光通信終端體積質(zhì)量限制，接收口徑不能無限制增大，而目前的中小口徑激光通信均對湍流的改善情況不佳；其三，電子學上加入主動自適應系統(tǒng)以抑制光斑破碎，這種采用變形鏡的方法，能夠起到均勻化光斑分布的目的，但是對于激光強度上的變化，改善效果不明顯，且整個系統(tǒng)運算復雜，執(zhí)行帶寬低，存在湍流抑制的滯后，不足以改善誤碼率，加入精密跟蹤系統(tǒng)以弱化光束抖動，雖然能夠穩(wěn)定光斑指向，但是這種靠單一振鏡的跟蹤，對于光功率起伏改善不明顯。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供大氣湍流擾動自適應對消方法、裝置及通信系統(tǒng)，用以解決現(xiàn)有技術中，大氣湍流使得激光通信時信道衰落，大氣湍流造成的擾動輸?shù)耐ㄐ判畔鬟f使得誤碼率高的問題。

本發(fā)明提供的基礎方案為：大氣湍流擾動自適應對消方法，包括：

根據(jù)獲取的基準湍流干擾信號進行自適應濾波，得到第一湍流干擾信號；

將光纖傳輸所收到的第一混合信號與所述第一湍流干擾信號進行對消，得到第二混合信號；

提取第二混合信號的高通部分進行輸出。

有益效果為：第一混合信號包括基準信號和湍流擾動所產(chǎn)生的基準湍流干擾信號，第一混合信號中的基準信號和基準湍流干擾信號是混合在一起的，代表了基準信號經(jīng)過大氣湍流后通信系統(tǒng)的信號接收裝置所接收到的信號，其中基準信號為信源所發(fā)送的信號。本方案設置自適應濾波模擬由湍流擾動所產(chǎn)生的干擾信號進行光纖通信的過程，通過信號對消的方式得到第二混合信號，使得第二混合信號的高通部分接近基準信號。

進一步，所述方法還包括：

提取第二混合信號的低通部分，得到誤差信號；

根據(jù)誤差信號調(diào)整所述自適應濾波。

進一步，在所述根據(jù)誤差信號調(diào)整所述自適應濾波前，包括：

將所述誤差信號從光信號格式轉(zhuǎn)化為電信號格式。

進一步，根據(jù)誤差信號調(diào)整所述自適應濾波，具體為：

調(diào)整所述自適應濾波的參數(shù)，以滿足所述誤差信號的方差值最小。

進一步，所述調(diào)整自適應濾波具體為：

所述自適應濾波采用迭代模型，調(diào)整所述迭代模型中的權值，所述參數(shù)為所述權值。

進一步，根據(jù)獲取的基準湍流干擾信號進行自適應濾波，得到第一湍流干擾信號，包括：

采集基準湍流干擾信號；