[发明专利]一种基于信号调制消除回波干扰的共振光通信方法

说明书

本发明公开了一种基于信号调制消除回波干扰的共振光通信方法,包括以下步骤：S1.构建共振光通信系统中基于信号调制解调的通信模型；S2.在发射端通过设计调制符号，并求得调制符号的最优参数，消除链路增益函数对信息符号的回波干扰；S3.根据求得的最优参数进行信号调制，在去除回波干扰的基础上，实现发射机与接收机之间的共振光通信。本发明通过在发射端对调制信号进行设计和优化，消除了共振光通信中的回波干扰，同时可以实现较大的传输速率。

技术领域

本发明涉及共振光通信，特别是涉及一种基于信号调制消除回波干扰的共振光通信方法。

背景技术

无电磁干扰等优点，可以满足人们对高通信速率的需求。共振光通信是一种利用红外光束实现高速率传输的无线光通信技术，它利用空间上分离的通信发射机和接收机联合构成的激光共振腔，以腔内的共振光束为媒介传输信息。基于激光共振腔的特性，共振光通信可以实现高接收信噪比和多用户通信，且具有很好的移动性和安全性。因此，共振光通信在室内无线通信，无人机通信以及星间链路通信等领域有较大的应用前景。

在共振光通信系统中，发射机中的回复反射器和增益介质与接收机中的回复反射器组成一个分布式的激光共振腔，腔内的共振光束可以携带高速率的信息序列。由于共振光束由增益介质产生并放大，在满足增益大于链路损耗时，共振光链路可以很容易形成。然而，从接收端反射回发射端的共振光束由于携带了调制信息，会干扰新的调制过程，从而产生回波干扰。已有的消除回波干扰的调制解调方案主要有以下两种：

1)采用在发射端对信号进行频谱搬移，在接收端光学滤波的方法进行回波干扰消除。但是此方案需要一个带宽为 GHz 级别的光学带通滤波器，然而现有的滤波器的最小带宽为百 GHz 级别，无法满足要求。

2)考虑在共振光束的一次往返周期内发送一帧数据，在已知信道参数的条件下，接收端利用当前帧与上一帧数据的比值恢复信息。然而此方案中的接收的等效噪声较大并且波动很严重，影响通信的可达速率。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于信号调制消除回波干扰的共振光通信方法，通过在发射端对调制信号进行设计和优化，消除了共振光通信中的回波干扰，同时可以实现较大的传输速率。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种基于信号调制消除回波干扰的共振光通信方法，包括以下步骤：

S1.构建共振光通信系统中基于信号调制解调的通信模型；

所述步骤S1包括：

S101.设所述共振光通信系统包括光发射端和光接收端；所述光发射端包括发射机和从左至右依次设置在共振光传输路径上的第一回复反射镜、第一光增益介质和电光调制器，所述光接收端包括接收机和从左至右依次设置在共振光传输路径上的分光镜、第二光增益介质和第二回复反射镜；所述第一回复反射器用于和第二回复反射器用于将入射光按照原入射方向进行反射，从而使得共振光波束能够在光发射端和光接收端之间往返传输；

在共振光波束功率达到稳定状态后，发射机将待发送的数据传输给电光调制器，由电光调制器调制到共振光波束上传输给光接收端；光接收端中分光镜将部分光传输给光接收机，将另一部分光经光增益介质传输给第二回复反射器；

S102.设发送端在共振光束的每一个往返周期发送一帧数据包含个符号，帧与帧之间存在符号级同步，令表示发射端发送的第帧第个符号，的被表示为：

（1）

其中，调制符号是一个振幅约束的随机变量，满足，是发射机工作之前谐振光束的稳定功率，满足，此外，是传输符号的链路增益函数，表示在共振光通信系统中运行一个周期后的瞬时功率；

在第帧中，设接收端收到的信号的表达式为：

（2）