[發明專利]一種雙向可重構大容量超穎光廣播通信方法及系統

有效

• 申請號: 202111093531.6
• 申請日: 2021-09-17
• 公開（公告）號: CN113810148B
• 公開（公告）日: 2023-06-23
• 發明（設計）人: 陶金;尤全;劉子晨;邱英;李子樂;鄭國興;肖希;余少華
• 申請（專利權）人: 武漢郵電科學研究院有限公司
• 主分類號: H04J14/02
• 分類號: H04J14/02;H04B10/297;H04B10/079
• 代理公司: 武漢智權專利代理事務所(特殊普通合伙) 42225
• 代理人: 彭程程

一種雙向可重構大容量超穎光廣播通信方法及系統，涉及空間光通信領域，包括：下行鏈路，將偽隨機編碼加載在模擬光纖到戶的波分復用光載波上，然后對相鄰的波分復用信號去時間相關性，再經過偏振控制后正入射到超表面廣播器上分為若干個光斑，通過調整入射到超表面廣播器上光波的偏振態，使每個光斑有多個波長的波分復用信號一一分配給不同用戶；上行鏈路，每個用戶接收到多個波長的波分信號并分配一個光載波，將偽隨機編碼加載在所述光載波上，經過偏振控制傳輸到超表面廣播器件后，再經過準直后，對光信號進行探測和誤碼測試。本發明可以降低整個系統的復雜度。

技術領域

本發明涉及空間光通信領域，具體涉及一種雙向可重構大容量超穎光廣播通信方法及系統。

背景技術

隨著社會經濟的發展和科技的進步，智能手機，平板電腦等消費電子終端的寬帶移動業務，以及構成物聯網的眾多設備之間的互聯互動，使得對于無線通信的需求呈爆炸式的增長。新的移動頻段如亞太赫茲也逐漸被開發和利用。然而持續指數增長的數據需求正在耗盡無線通信的頻譜和能力。頻率短缺和容量需求已經成為制約無線通信發展的最棘手的問題。

光頻段擁有更大的帶寬，可以為無線通信補充巨大的頻譜資源，且不需要無線電頻譜許可。光無線通信技術可以從擁擠的無線網絡中卸載大量的業務負載，從而為如物聯網之類的密集通信提供了良好的解決方案。采用紅外光作為光無線通信的頻段，需要對紅外光束進行精確、獨立的二維調控以滿足鏈路信號傳輸到多用戶終端。目前主要采用的主動光調控方法有微機電系統振鏡、空間光調制器等傳統光電器件，體積大、成本高、不易集成和系統傳輸角度受限，導致系統復雜。

發明內容

針對現有技術中存在的缺陷，本發明的目的在于提供一種雙向可重構大容量超穎光廣播通信方法及系統，降低系統復雜度。

為達到以上目的，一方面，采取一種雙向可重構大容量超穎光廣播通信方法，包括：

下行鏈路，將偽隨機編碼加載在模擬光纖到戶的波分復用光載波上，然后對相鄰的波分復用信號去時間相關性，再經過偏振控制后正入射到超表面廣播器上分為若干個光斑，通過調整入射到超表面廣播器上光波的偏振態，使每個光斑有多個波長的波分復用信號一一分配給不同用戶；

上行鏈路，每個用戶接收到多個波長的波分信號并分配一個光載波，將偽隨機編碼加載在所述光載波上，經過偏振控制傳輸到超表面廣播器件后，再經過準直后，對光信號進行探測和誤碼測試。

在一個實施例中，所述下行鏈路中，每個光斑有多個波長的波分復用信號一一分配給不同用戶之后，每個用戶的光信號依次進行放大和濾波后，進行光信號探測和誤碼測試。

在一個實施例中，所述上行鏈路中，經過準直后的光信號先進行放大，再進行濾波，最后進行光信號探測和誤碼測試。

在一個實施例中，所述超表面廣播器包括SOI晶圓和多個納米磚，所述納米磚在SOI晶圓表面整列分布，且部分納米磚的轉向不同；

納米磚的轉向根據所需反正光斑的分布，通過Gerchberg-Saxton算法獲得。

另一方面，提供一種雙向可重構大容量超穎光廣播通信系統，包括：

第一調制器，用于在下行鏈路中，將偽隨機編碼加載在模擬光纖到戶的波分復用光載波上；

光學處理器組件，包括光學處理器和兩個光學延遲線，用于在下行鏈路中對相鄰的波分復用信號去時間相關性；

第一光纖放大器，對下行鏈路的光信號放大，

第一偏振控制器，用于調整下行鏈路中入射到超表面廣播器上光波的偏振態；

第一環形器，用于將下行鏈路的光信號傳輸給準直器，還用于將上行鏈路的光信號傳輸給上行控制單元；

上行控制單元，用于對第一環形器輸出的上行光信號進行探測和誤碼測試；