[发明专利]一种四进制光偏振编码及自校准的无线光通信方法及系统

权利要求书

1.一种四进制光偏振编码及自校准的无线光通信系统，其特征在于：所述系统的发射端包括四进制调制组件10和偏振调制装置20，接收端包括偏振轴校正组件30和偏振调制信号接收装置40；所述四进制调制组件10对原始信号进行处理并生成调制电平，由所述偏振调制装置20生成调制信号并发送，信号经过大气信道传输，由所述偏振调制信号接收装置40接收并进行处理，利用所述处理过程中的数据，所述偏振轴校正组件30检验系统是否存在偏振轴转动并将其校正；

所述四进制调制组件10包括原始信息源11、信号处理模块12，电平信号发生器13；电平信号发生器13与所述偏振调制装置20中的相位调制器相连，用以生成四进制偏振位移键控调制信号；

偏振调制信号接收装置40包括准直组件41、四分之一波片42、偏振分束器43、接收所述偏振分束器43的透射光束α的光电探测器I 44和接收所述偏振分束器43的反射光束β的光电探测器II 45、与所述光电探测器I 44和光电探测器II 45相连的信号处理组件46、判决装置47；其中，所述准直组件41用于接收光束的准直和滤除背景光干扰，所述四分之一波片42和偏振分束器43将接收光束分成透射光束α和反射光束β，由所述光电探测器I 44、光电探测器II 45分别接收，得到电流信号，所述信号处理组件46将所述两路电流信号进行差分运算和数据采集，为所述判决装置47和所述偏振轴校正组件30提供运算数据；

所述偏振轴校正组件30包括电动位移器件组32和可编程电机控制器31；所述电动位移器件组32由步进电机驱动并与可编程电机控制器相连，包括两个电动转角器，一个电动角位台和一个电动升降平台；所述两个电动转角器分别作为偏振调制信号接收装置40中的四分之一波片42和偏振分束器43的基座，所述电动角位台和电动升降平台重叠固定，作为偏振位移键控差分接收装置中接收反射光束β的光电探测器的基座，所述可编程电机控制器与偏振调制信号接收装置40中的信号处理组件46相连，根据其中数据进行计算。

2.根据权利要求1所述的光通信系统，其特征在于：所述四进制调制组件给出的调制电平大小是根据实际发射端偏振调制装置中相位调制器的参数进行计算得出的，以确保接收端可以接收到相等间隔的电平。

3.根据权利要求1所述的光通信系统，其特征在于：所述偏振轴校正组件可以根据接收信号电平的大小比例关系计算出偏振轴转动角的大小，并控制所述电动位移器件组进行调整，直至接受到等间距的电平。

4.一种基于权利要求1-3中任一项所述的四进制光偏振编码及自校准的无线光通信系统的无线光通信方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤： 

步骤A、所述原始信息源生成二进制数字信号，所述信号处理模块将所述二进制数字信号进行2/4进制转化和电平大小计算，由所述电平信号发生器输出四电平调制信号；

步骤B、使用偏振调制装置对线偏振激光光源发出的光束进行调制并发送，所述调制信号来自所述四进制调制组件；

步骤C、所述接收端的偏振信号接收装置对接收信号进行处理，得到判决和校正用原始数据；

步骤D、所述原始数据输入到所述可编程电机控制器中，通过计算得到偏振轴的校正角度，并控制所述电动位移器件组进行调整。

5.根据权利要求4所述的光通信方法，其特征在于：所述步骤D中进一步包括以下步骤：

步骤D1、接收一定量的所述信号处理组件中的原始数据，比较大小，按照大小范围分为四组，取绝对值较小的两组求出平均值；

步骤D2、将得到的两个平均值进行求比值计算，得出比值；

步骤D3、根据事先计算得到的偏振轴偏转角与接收数据比值之间的关系，得出所述比值对应的偏转角大小；

步骤D4、根据所述对应偏转角，计算得出电动位移器件组的位移参数，并驱动所述电动位移器件组进行调整。