[发明专利]一种基于网格编码调制的空间光通信模式切换方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种适用于空间光通信系统的模式切换通信方法，尤其涉及一种基于网格编码调制的模式切换方法。

技术背景

空间光通信技术是一种基于光传输方式、采用红外激光承载高速信号的无线传输技术，它以激光为载体，以空气为介质，大多采用点对点的方式实现连接。相比较传统的有线或无线通信方式，空间光通信技术具有保密性好、信息容量大、传输速率高、组网灵活、成本低等诸多优点，在多种领域受到人们的关注。

但另一方面，空间光通信系统是利用激光在空中传输信号，在空气中传输的激光不可避免的受到随机大气信道的严重影响大气中的气体分子、水雾、雪、霆、气溶胶等粒子，其几何尺寸与激光波长相近甚至更小，这就会引起光的吸收、散射，特别在强湍流的情况下，光信道将受到严重干扰。由于大气信道的随机特性，在通信的过程中大气信道的状态随时可能发生改变。

现有的自由空间光通信技术通过增大光功率、降低信息速率来对抗大气衰减；采用空间分集技术来对抗大气闪烁以及在通信中断的情况下采用微波通信备份等。这些措施虽然在一定程度上可以提高空间光通信的可靠性，但却都相应地受到地理条件、位置、环境、成本、激光安全等因素的制约。

发明内容

为克服空间光信道的随机噪声的干扰对通信性能产生的严重影响，本发明提供了一种基于网格编码调制的空间光模式切换通信方法。

本发明还提供了一种上述空间光模式切换通信方法采用的空间光通信系统实例。

本发明还提供了一种上述空间光模式切换通信方法中模式一采用的网格编码调制方法的编码器结构。

本发明还提供了一种上述空间光模式切换通信方法中模式二采用的网格编码调制方法的编码器结构。

本发明解决技术问题的技术方案是：提供了一种基于网格编码调制的空间光模式切换通信方法。该方法通过两种模式间的自动切换实现模式切换通信。两种通信模式采用不同冗余的网格编码调制格式，各自适用于不用的信道环境。通信模式一采用的网格编码调制方法信息传输速率较快；通信模式二采用的网格编码调制方法抗干扰能力较强。每间隔固定的时间发送一段已知的检测序列，根据接受到的检测序列判断信道情况，系统在通信模式一与通信模式二之间切换。

本发明还提供了一种上述空间光模式切换通信方法采用的空间光通信系统实例。包括第一端系统与第二端系统，该第一端系统包括发送模块、切换模块和网管；第二端系统包括接收模块、检测装置和网管。当第二端接收模块接收到检测序列时，将信号传送给检测装置，检测装置做出判断后将判断结果通过第二端网管发送给第一端网管，第一端切换模块根据判断结果控制系统的通信模式。

本发明还提供了一种上述空间光模式切换通信方法中模式一采用的网格编码调制方法的编码器结构。网格编码调制技术是一种将编码与调制有机结合，以达到充分利用功率和频谱资源的目的。信源序列首先通过串并变换装置转换为四路相同速率的信号，其中后二路信号通过码率为2/3的卷积码编码器输出为三路信号，这三路信号与前二路未编码的信号一起进行32QAM调制。其中，后三路信号从星座图中选择子集，前二路信号从子集中选择信号点。

本发明还提供了一种上述空间光模式切换通信方法中模式二采用的网格编码调制方法的编码器结构。网格编码调制技术是一种将编码与调制有机结合，以达到充分利用功率和频谱资源的目的。信源序列首先通过串并变换装置转换为三路相同速率的信号，其中最后一路信号通过码率为1/2的卷积码编码器输出为二路信号，这二路信号与前二路未编码的信号一起进行16QAM调制。其中，后二路信号从星座图中选择子集，前二路信号从子集中选择信号点。

与现有技术相比，本发明的基于网格编码调制的空间模式切换通信方法，不需要改变光学接收天线与接收器端面的相对位置，无需改变光学天线上光束的大小、方向、位置就能实现对信号环境的模式切换，保证通信的质量。此外，在通信的调整过程由系统自动完成，无需人的介入，方便实用。

附图说明

图1是本发明所采用的空间光通信系统的系统实例

图2是本发明模式一所采用的网格编码调制方法的编码器结构

图3是本发明模式二所采用的网格编码调制方法的编码器结构

具体实施方式

请参阅图1，是本发明所采用的空间光通信系统的系统实例。该空间光系统包括第一端系统和第二端系统。第一端系统包括发送模块10、模式切换模块15、网管14；第二端系统包括接收模块11、检测装置12、网管13。