[发明专利]一种基于大气信道互易性的光功率稳定接收方法与装置

说明书

一种基于大气信道互易性的光功率稳定接收方法与装置，属于空间激光通信技术领域，解决了现有的激光通信链路受大气湍流信道的影响，导致接收光功率不稳定的问题。所述第一调制器与第一激光器连接；所述第一激光器与第一光功率放大器连接；所述第一光功率放大器与第一光纤环形器连接；所述第一光纤环形器与第一光学天线连接；所述第二光学天线与第二光纤环形器连接；所述第二光纤环形器与第二探测器连接；所述第二探测器分别与第二能量采集电路和第二解调器连接；所述第二能量采集电路分别与第二湍流计算器和第二功率控制电路连接；所述第二功率控制电路与第二光功率放大器连接。

技术领域

本发明涉及空间激光通信技术领域，具体涉及一种基于大气信道互易性的光功率稳定接收方法与装置。

背景技术

伴随第五代移动网络时代的发展，大规模物联网、工业自动化、无人驾驶等领域对无线网络的带宽需求越来越大。移动运营商通常采用射频技术为终端用户提供高速的无线网络数据，但受射频基站的架设通常需要消耗较高的功率，同时受到位置、成本、人口密度等因素的影响，导致人口密集区基站架设过于密集、偏远地区无法架设基站等问题存在。中、远距离的大气激光通信系统以其传输速率高、体积小、功耗低等特点，逐渐成为解决楼宇间核心网传输的有效途径。

影响激光通信链路在大气信道中应用发展的主要因素是大气湍流。由大气湍流引起的闪烁效应，导致远场光束在空域和时域上表现出强烈的波动，使得接收光能量抖动，影响激光通信链路接收性能。姚海峰等人提出了一种时域信号生成数学模型，用于评价大气湍流信道互易性与接收时延的关系（期刊：Optics Express，2019年，27卷18期，25000-25011）。文中根据理论分析和搭建试验，验证了大气湍流信道互易性是真实存在的，即在双向大气激光通信链路中，两终端信号强度的变化存在相关性。但在大气湍流对激光通信链路的影响方面文中并未提出相关缓解或对抗方法。

大气湍流表现在激光通信链路接收系统是接收光能量的抖动，光电探测器的特性反应为电信号的幅度的抖动，将直接导致信号漏判和误判的现象出现，使得通信系统误码率增加，严重时将导致通信的中断。

因此，现有的激光通信链路受大气湍流信道的影响，导致接收光功率不稳定。

发明内容

本发明解决了现有的激光通信链路受大气湍流信道的影响，导致接收光功率不稳定的问题。

本发明所述的一种基于大气信道互易性的光功率稳定接收方法，包括以下步骤：

步骤S1, 将第一光端机和第二光端机摆放在大气湍流信道的同一水平面上；

步骤S2，第一光端机输入外部数据，第一调制器将外部数据调制到第一激光器上；

步骤S3，第一激光器将电信号转换为光信号后，其将光信号发送到第一光功率放大器；

步骤S4，第一光功率放大器将光信号放大后发送到第一光纤环形器，第一光纤环形器将接收到的光信号发送到第一光学天线；

步骤S5，第一光学天线将光信号发送到第二光端机的第二光学天线进行汇聚，第二光学天线将汇聚后的光信号发送到第二光纤环形器，第二光纤环形器将接收到的光信号发送到第二探测器；

步骤S6，第二探测器将接收到的光信号转化为电信号后分别发送给第二能量采集电路和第二解调器；

步骤S7，第二解调器将接收到的电信号进行解调后输出的同时，第二能量采集电路将接收到的一部分电信号发送到第二湍流计算器，第二湍流计算器将接收到的一部分电信号进行处理；

步骤S8，第二能量采集电路将接收到的另一部分电信号和经第二湍流计算器处理后的结果同时发送到第二功率控制电路；

步骤S9，第二功率控制电路根据接收到的结果控制第二光功率放大器，从而输出稳定的光功率。