[发明专利]一种适用于大气激光通信系统的调制方法

说明书

技术领域

本发明属于通信技术领域，具体涉及一种适用于大气激光通信系统的调制方法。

背景技术

适用于大气激光通信系统的调制方法主要采用强度调制和相干调制。从系统结构及成本等方面考虑，现有的大气激光通信系统多采用强度调制。所述强度调制主要包括脉冲调制和副载波强度调制两类。

常见的脉冲调制方式多采用脉冲在数据帧中的不同位置表示不同的信息，称为类脉冲位置调制。如开关键控(On off keying，OOK)、脉冲位置调制(Pulse position modulation，PPM)、多脉冲位置调制(Multiple pulse position modulation，MPPM)、差分脉冲位置调制(Differential pulse position modulation，DPPM)、差分脉冲间隔调制(Differential pulse interval modulation，DPIM)等。类脉冲位置调制虽然各有优势，但还存在不足之处：①要降低差错率就要根据大气湍流的强度和信道噪声的变化而自适应地改变检测阈值；②带宽需求与平均符号长度有关，带宽效率差；③提高脉冲速率可以增加通信容量，但会引入严重的码间串扰；④经过信道后频谱展宽，闪烁过程在低频处产生的干扰很难滤除。副载波强度调制是先将二进制比特信息调制到某一高频载波上，再利用这个已调副载波对光载波进行强度调制，使光载波的光强随着调制信号的变化而变化。副载波可采用FSK、PSK或QAM等调制方式。该类调制方式具有以下特点：①带宽需求小，带宽效率比较高；②副载波强度调制需要加直流偏置，功率利用率低；③采用高阶调制可以提高通信容量；④通过上变频确保噪声和信号在低频处不会重叠，用带通滤波器可以滤除低频噪声，乘性噪声可以采用同态滤波的方法滤除。虽然副载波强度调制与类脉冲位置调制相比具有诸多优点，但是，由于必须对副载波信号加直流偏置，才能保证对激光强度进行调制的信号是单极性的，因此，采用副载波强度调制的大气激光通信系统的功率利用率低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适用于大气激光通信系统的调制方法，解决现有调制方法存在的功率利用率低的问题。

本发明的目的是这样实现的，一种适用于大气激光通信系统的调制方法，将经过数/模转换的编码信号进行非限幅类正弦调制得到已调电信号，再将所述已调电信号进行光上变频并发射出去；接收端将接收到的信号通过光下变频恢复出电信号，并进行模/数转换、同态滤波、调制识别和电解调，恢复出原始信源信息。

所述非限幅类正弦调制为将经过数/模转换的编码信号先调制到一高频载波上进行高阶电调制，然后对该电调制信号进行平方变换或取绝对值变换为非限幅类正弦信号。

所述光上变频为将已调电信号通过光上变频得到已调光信号，通过激光器发射出去。

所述同态滤波为对信号进行同态变换，先将乘性噪声变为加性噪声，再通过低通滤波器将低频噪声滤除。

本发明具有如下有益效果：

（1）本发明采用非限幅类正弦调制将经过数/模转换的编码信号变换为非限幅类正弦信号，可保证对激光器进行调制的电信号是单极性的，克服了现有技术必须对副载波信号加直流偏置从而导致功率利用率低的问题，提高了系统的功率利用率，增加了传输距离。

（2）本发明采用高阶调制，有利于提高非限幅类正弦编码调制系统的信道容量。

（3）本发明采用同态滤波，能有效抑制大气湍流等引起的乘性噪声，改善系统的误码率性能。

附图说明

图1为本发明实施例非限幅类正弦调制大气激光通信系统的结构框图；

图2为本发明实施例非限幅类正弦调制信号；

图3为本发明实施例非限幅类正弦信号对应的星座图

图4为本发明实施例搭建的实验平台；

图5为本发明实施例非限幅类正弦调制大气激光通信系统的调制方法的流程图。

图中，1.模拟激光器，2.光电探测器。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

实施例，一种适用于大气激光通信系统的调制方法，通过非限幅类正弦调制大气激光通信系统实验平台进行，实验平台包括模拟激光器1和光电探测器2，参见图4，发射端采用的模拟激光器1的型号为LQA850-120E，主要作用是将光信号发射到大气信道中，接收端包括光电探测器2和误码分析仪，光电探测器2的型号为PDA10A-EC(200-1100nm)，负责将经过大气信道的光信号转换为电信号，误码分析仪为AV5232E误码仪，可以对接收到的信号进行误码测试。