[发明专利]一种用于逆向调制无线光通信的信号判决方法及通信系统

说明书

本发明公开了无线通信领域的一种用于逆向调制无线光通信的信号判决方法及通信系统，包括：将接收到的逆向调制光信号分聚类窗口处理，逐个窗口通过新型自适应聚类算法进行聚类判决。聚类判决步骤包括：分别计算窗口内所有信号数据点到自适应二聚类算法随机初始化的两个聚类中心的距离；每个信号数据点根据就近原则进行分类，从而得到两个类，并通过计算获取两个类的聚类中心；将当前的两个聚类中心作为初始化的两个聚类中心重复上述步骤，反复进行迭代直至聚类中心最终收敛，输出聚类判决结果。本发明能够通过学习接收到比特的内在特征，并依据其相似性动态自适应地对该窗口内的比特进行分类，从而在一定程度上降低湍流对信号所产生的影响。

技术领域

本发明涉及一种用于逆向调制无线光通信的信号判决方法及通信系统，属于无线光通信技术领域。

背景技术

传统的自由空间光通信(FSO)相比于光纤通信不需要预先铺设光缆，使用大气作为传输媒介，具有机动灵活的优势。但是传统无线光通信需要在收发两端都对称地装载激光发射/接收系统，还需要配备复杂的跟踪瞄准系统(PTA)，这使得系统的重量、体积、功耗和技术复杂度大大增加。逆向调制(MRR)无线光通信技术由于其仅需单端对准，因而具有重量轻、体积小、能耗低、成本效益高等优点，一经提出就受到国内外通信研究者的青睐，成为通信领域研究的重要方向，具有广阔的应用前景。

然而无线光通信信道受到大气的能量衰减效应和大气湍流效应的共同作用，具有非平稳特性。与传统光通信单向链路相比，逆向调制光通信系统中激光经历了往返两次(前向链路和后向链路)大气信道，激光受到的影响更加严重，接收到信号起伏更大，抖动更明显。加之受器件限制等影响，MRR的传输速率和通信距离被严重制约。

在没有湍流影响的情况下，判别可以基于固定阈值，但在大气湍流条件下，受湍流影响，接收信号波形严重失真，传统硬判决方法检测错误的可能性更高，基于固定阈值的检测性能不是最佳的。为了使检测性能最佳，阈值水平需要随着入射光辐照度和噪声的大小而变化，也就是说要具有自适应性；为了解决上述问题，本申请提出一种用于逆向调制无线光通信的信号判决方法及通信系统。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种用于逆向调制无线光通信的信号判决方法及通信系统，从而有效克服大气湍流对无线光通信性能的影响，提升无线光通信系统性能；解决在大气湍流条件下，受湍流影响，接收信号波形严重失真的技术问题。

为达到上述目的，本发明是采用下述技术方案实现的：

第一方面，本发明提供了一种用于逆向调制无线光通信的信号判决方法，包括：

将接收到的无线光通信的信号分聚类窗口；

通过自适应聚类算法逐个对聚类窗口内信号进行聚类判决；

其中，所述聚类判决包括：

初始化聚类中心：

将每个聚类窗口内所有信号数据作为数据点集合呈数据集；

将数据集以及预设的聚类个数N作为输入初始化N个聚类中心；

输出聚类判决：

计算每个数据点到每个聚类中心的欧式距离；

每个数据点基于欧式距离根据就近原则进行分类得到N个类；

通过求均值重新计算更新每个类的聚类中心；

基于更新后的聚类中心重复上述步骤，直至聚类中心最终收敛；

输出相应的聚类窗口的聚类判决结果。

优选的，所述预设的聚类个数N为2。

优选的，所述接收到的无线光通信的信号为比特流信号，所述比特流信号为由0和1组成的二进制信号。