[发明专利]针对激光的大角度偏差容忍和数据纠错的通信方法及系统

说明书

针对激光的大角度偏差容忍和数据纠错的通信方法及系统，属于激光通信技术领域。本发明包括如下步骤：接收光信号，并对光信号进行放大，获取功率稳定在预设范围内的输出光信号；将输出光信号转换为预设动态范围的电流信号；将电流信号放大后转换为电压信号，并对电压信号进行采样后计算下一周期电流信号放大的倍数；对电压信号进行处理后，发送至后续模块。本发明在弹箭大幅度、复杂振动和恶劣数据传输条件下，实现无线激光的高码率、高可靠稳定的数据通信。

技术领域

本发明涉及针对激光的大角度偏差容忍和数据纠错的通信方法及系统，属于激光通信技术领域。

背景技术

激光通信应用多、前景广：进入21世纪后，由于光通信具有很多优点，学术界和产业界都对光通信技术，尤其是激光通信和可见光通信技术投入巨大的人力、财力进行深入研究和试验，致使光通信技术得到了飞速发展，在有些领域已经得到了工程应用，而有更多的领域正在论证激光通信技术的可行性。

现有技术及缺陷1：现有弹(箭)舱内各电子设备之间都是通过电缆进行有线连接，随着测量参数和处理数据的增加，电缆的重量在整个电子产品中的比重越来越大，严重制约未来型号发展。以上面级测量系统为例，其电缆重量占50％左右，严重降低了火箭的运载能力。另一方面电缆越多，布线越困难，导致出现电缆折断现象，使得电信号传输通路中断。

与有线电缆传输相比，激光通信有以下好处：一是尺寸小，重量轻。由于利用激光通信不需要在各设备之间铺设电缆，因此可以做到无缆化设计，大幅降低了系统重量，也避免了断线问题。二是无电磁干扰。激光波段远离现有无线电频段，一方面不会对航天器上其它设备产生干扰，另一方面其它设备产生的电磁信号也不会干扰激光通信设备。因此在弹(箭)舱内采用激光通信有很强的必要性。

现有技术及缺陷2：弹箭内部振动环境复杂，振动相对位移大(cm级-dm级)，而现有的激光通信方法在振动环境下不能满足可靠传输的要求。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了针对无线激光的大角度偏差容忍和数据纠错的通信方法，在弹箭大幅度、复杂振动和恶劣数据传输条件下，实现无线激光的高码率、高可靠稳定的数据通信。

本发明的技术解决方案是：针对无线激光的大角度偏差容忍和数据纠错的通信方法，包括如下步骤：

接收光信号，并对光信号进行放大，获取功率稳定在预设范围内的输出光信号；

将输出光信号转换为预设动态范围的电流信号；

将电流信号放大后转换为电压信号，并对电压信号进行采样后计算下一周期电流信号放大的倍数；

对电压信号进行处理后，发送至后续模块。

进一步地，所述计算下一周期电流信号放大的倍数的方法为：抽样判决方法和似然估计方法。

进一步地，所述抽样判决过程和最大似然估计法的步骤包括：

对无线激光的角度进行采样，得到其大角度偏差样本X，其概率密度为f(x；θ)，θ∈Θ的形式已知，θ为待估参数无线激光角度，Θ为θ的取值范围；

由计算θ的最大似然函数估计值，对应的为θ的最大似然估计量即为下一周期电流信号放大的倍数；其中，为随机点(X₁,X₂,…,X_n)落在点(x₁，x₂，…,x_n)的邻域内的概率，X₁,X₂,...,X_n是来自X的抽样样本，X₁,X₂,...,X_n的联合密度为

进一步地，所述对电压信号进行处理的方法为深度交织算法。

进一步地，所述深度交织算法的步骤包括：