[发明专利]无线光通信系统压缩数字脉冲间隔调制技术

说明书

技术领域

本发明涉及一种无线光通信系统压缩数字脉冲间隔调制（CDPIM—Compressed Digital Pulse Interval Modulation）方法。

背景技术

无线光通信普遍采用强度调制/直接检测系统，其主要调制方式为开关键控,脉冲位置调制，数字脉冲间隔调制和定长数字脉冲间隔调制。开关键控方式实现简单，但功率效率较低；脉冲位置调制大大降低了平均发射功率，却增加了系统带宽需求，同时在接收端还需要时隙同步和符号同步，增加了系统实现的难度；数字脉冲间隔调制在一定程度上降低了系统带宽需求，但是该调制方式的多余空闲时隙仍然较多，系统的频带利用率较低，传输速度较慢；定长数字脉冲间隔调制的编码长度固定，有利于接收端解调，但是系统的频带利用率和传输容量较低，误码率较高。

大气光通信由于受大气湍流、散射和吸收，多径效应等因素影响，大气光通信的误码率会急剧增加。为了高效、可靠进行信息传输，一方面需要调制解调技术的频带利用率高，信道容量占用率、传输误包率和平均发射功率低。另一方面需要调制解调技术具有一定的自我纠错能力。因此在本发明中采用了具有较低的发射功率，较高的频带利用率和信道传输容量，而且能对接收到的错误码组进行有效的自我纠错的压缩数字脉冲间隔调制技术。

发明内容

该发明基于铌酸锂晶体的电光调制特性，通过调制加在铌酸锂晶体两端电压信号对通过铌酸锂晶体的超连续谱光通量进行线性调制。调制信号是基于FPGA采用压缩数字脉冲间隔调制技术，之后经过专用的铌酸锂晶体驱动电路进行信号放大，然后直接加在铌酸锂晶体两端。为了高效、可靠进行信息传输，发明了具有较低的发射功率，较高的频带利用率和信道传输容量，而且能对接收到的错误码组进行有效的自我纠错的压缩数字脉冲间隔调制技术。

压缩数字脉冲间隔调制方式的起始时刻是高脉冲，后加一个保护空时隙，然后对调制阶数约束的数组信息进行压缩编码。首先对信息比特按照调制阶数为4进行分组，并对各数组对应的十进制数值所包含的空闲时隙数目进行判断，若空闲时隙数值是大于等于4且小于8，将该部分空闲时隙压缩为01；若判断空闲时隙数值是大于8，则将该部分空闲时隙压缩为10，同时判断去掉8个空闲时隙后剩余的空闲时隙数目是否满足大于等于4且小于8，若满足则压缩为01，若该部分空闲时隙数目仍是大于8的，则将该部分空闲时隙压缩为10，否则，将剩余的空闲时隙进行保留，正常进行调制编码。

压缩数字脉冲间隔调制方式在调制阶数为5之前，归一化发射功率比脉冲位置调制、数字脉冲间隔调制、定长数字脉冲间隔等调制方式都要小，这是因为在传输相同编码信息量时，压缩数字脉冲间隔调制方法所含的高脉冲数量相对比其他几种调制方法小，这样需要的发射功率相对较小；当调制阶数大于5后，压缩数字脉冲间隔调制方式与脉冲位置调制、数字脉冲间隔调制、定长数字脉冲间隔等调制方式相差不大。这是由于调制阶数大于5后，脉冲位置调制、数字脉冲间隔调制、定长数字脉冲间隔等调制方式的编码长度会变大，所包含的高脉冲数也会增加（见说明书附图1）。

在调制阶数为5之前，压缩数字脉冲间隔调制方式比脉冲位置调制、数字脉冲间隔调制、定长数字脉冲间隔等调制方式的频带利用率高。随着调制阶数的增加，压缩数字脉冲间隔调制方式和其他几种调制方式的频带利用率都有所降低（见说明书附图2）。

在调制阶数为4之前，比开关键控、脉冲位置调制、数字脉冲间隔调制、定长数字脉冲间隔具有更高的传输容量（见说明书附图3）。

附图说明

图1是本发明的归一化发射功率对比

图2是本发明的归一化频带利用率对比

图3是本发明的信道传输容量对比

图4是本发明压缩数字脉冲间隔调制编码流程图

图5是本发明压缩数字脉冲间隔调制解调流程图。