[发明专利]一种高斯光谱半宽复用通信系统的解调方法

说明书

技术领域

本发明的技术方案涉及用光通信作为传输路径的电通信系统的解调，具体地说是一种高斯光谱半宽复用通信系统的解调方法。

背景技术

为了提高光通信的容量，经常采用光复用系统，其中包括时分复用、频分复用和波分复用。在时分复用中要求两个相邻信源之间存在最短时间间隔的限制，频分复用和波分复用分别要求中复用发光的频率以及波长空间强度重叠引起的串扰满足信道误码率的要求。CN104052551A公开了光学信号解调器、光学信号解调方法和光学分插复用器，用以识别光谱峰位置的波长，采用透射波长带的波长可变滤光器实现光学信号解调信号。CN102722640A公开了一种顾及邻近波形信息的机载激光波形数据分解算法，采用了基于广义高斯模型和非线性最小二乘LM算法进行波形拟合，并顾及邻近波形的候选脉冲实现波峰提取波形分解过程中。CN103954368A公开了一种基于光电探测阵列的窄带光解调系统及其解调方法，该系统包括解调参数设置子模块、多通道采集子模块、寻峰判别子模块、二次判峰子模块、高斯拟合子模块和波长解调子模块，在寻找判别子模块中对原始光谱数据进行分峰截幅，根据寻峰阈值系数与光强最大值乘积分成N个单峰信号，并判断每个单峰除主峰是否存在旁半瓣峰。上述公开的现有技术存在的问题是：采用透射波长带的波长可变滤光器识别光谱峰位置的波长，该方法只适用于各个载波信号合成光谱峰值之间间距满足滤光器的带宽，不能对两束高斯光谱中心波长重合的合成复用光谱进行解调；非线性最小二乘LM算法要考虑整体光谱才能建立寻找参量等式关系，存在相当的复杂性；根据寻峰阈值系数与光强最大值乘积分成多个单峰信号不能区分两束中心波长重合高斯光谱，并且上面的现有技术实现峰位置提取以及波形拟合的通信方法均采用波长复用通信技术。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种高斯光谱半宽复用通信系统的解调方法，是一种由中心波长重合强度相等而半宽不同的两束高斯光谱合成复用光谱，通过检测合成复用光谱中大于中心波长的两个不同观测点的波长和强度，建立高斯光谱标准偏差的特征方程，计算出高斯光谱的半宽，实现两束高斯光谱半宽的复用通信系统的解调的方法，该方法克服了非线性最小二乘LM算法需要光谱所有数据才能建立寻找参量等式关系的复杂性，克服了寻峰阈值系数与光强最大值乘积分成多个单峰以及可变滤光器识别光谱峰位置的方法不能区分两束高斯光谱中心波长重合的缺陷，同时提供的高斯光谱半宽通信技术扩展了波分复用领域。

本发明解决该技术问题所采用的技术方案是：一种高斯光谱半宽复用通信系统的解调方法，由中心波长重合强度相等而半宽不同的两束高斯光谱合成复用光谱，通过检测合成复用光谱中大于中心波长的两个不同观测点的波长和强度，建立高斯光谱标准偏差的特征方程计算出高斯光谱的半宽，实现两束高斯光谱半宽的复用通信系统的解调，步骤如下：

第一步，将两束中心波长重合最大强度相等而半宽不同的高斯光谱合成复用光谱：

将两束中心波长重合最大强度相等而半宽不同的高斯光谱合成复用光谱，第一束高斯光谱的半宽为W_FWHM1，第二束高斯光谱的半宽为W_FWHM2，W_FWHM1小于W_FWHM2；

两束高斯光谱的中心波长重和，对应的波长为λ₀，高斯光谱在中心波长λ₀强度最大，两束高斯光谱最大强度相等，归一化强度分别为I₁(λ)和I₂(λ)，

其中，σ₁和σ₂分别表示两束高斯光谱标准偏差，对应高斯光谱半宽分别为W_FWHM1和W_FWHM2，两束高斯光谱半宽W_FWHM1和W_FWHM2分别与两束高斯光谱标准偏差σ₁和σ₂的关系为：

两束高斯光谱合成复用光谱表示为I_M(λ)：

I_M(λ)＝I₁(λ)+I₂(λ)(5)

第二步，选择合成复用光谱中两个观测点：