[发明专利]一种无线相干CDMA光通信系统和通信方法有效
申请号: | 201710017594.0 | 申请日: | 2017-01-11 |
公开(公告)号: | CN106850077B | 公开(公告)日: | 2019-01-29 |
发明(设计)人: | 党安红;李锐杰 | 申请(专利权)人: | 北京大学 |
主分类号: | H04B10/61 | 分类号: | H04B10/61 |
代理公司: | 北京万象新悦知识产权代理有限公司 11360 | 代理人: | 黄凤茹 |
地址: | 100871*** | 国省代码: | 北京;11 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 无线 相干 cdma 光通信 系统 通信 方法 | ||
本发明公布了一种无线光通信相干CDMA系统和通信方法,包括激光器、信号源、发射机模块和接收机模块;激光器产生的光分成两路光波,经过调制后通过耦合器合并为一路光发射;接收天线将空间光耦合至光纤中,分为两束光波,经对应于发射机端的正交码的调制信号分别进行调制,再通过耦合器,并经平衡探测器转换为光电流输出处理,由此获得发射端所发射的信息序列。本发明采用相干CDMA的接入方式,抑制大气信道引起的相位起伏,更加适合无线光通信多用户接入系统,提高系统信道利用率,降低用户间的干扰,具有较好的性能和较低的系统复杂度,更有利于系统的实用化。
技术领域
本发明涉及无线光网络通信技术领域,尤其涉及一种针对大气信道的无线光通信多用户接入的无线相干CDMA(Code Division Multiple Access,码分多址)光通信系统和通信方法。
背景技术
无线光通信系统作为一种新的通信方式,得到研究者越来越多的关注。相比于现有的无线通信技术,无线光通信具有高带宽、尺寸小、抗电磁干扰、易于架设以及高的保密性等优点。而CDMA由于其允许用户同步或者异步接入等优点,在光通信系统中也受到越来越多学者的关注。目前为止,光CDMA系统主要采用相干或者非相干调制两种方案。非相干调制考虑的是光正交码(OCCs),但是要得到比较好的码间的正交性,必须采用足够长的码。有研究者提出在非相干调制中实现双极性码的使用,从而改善码正交性,但是,相比于非相干调制而言,相干光通信具有更好的信道利用率以及具有更高的灵敏度。因此,无线相干光通信作为一种新的通信方式受到了大家的广泛关注。已有研究者设计了需要使用本地激光源进行信号解调的相干光CDMA系统。但是,由于无线光通信系统的性能受到大气湍流的影响,尤其是大气湍流引起的相位起伏,对相干系统具有很大的限制,因此,无线光通信相干光CDMA接入系统面临的问题,一是准确的载波相位同步,二是湍流引起的相位起伏。
目前,现有一些针对相位起伏的解决方法可分为采用相位补偿算法和采用光锁相环方法。其中,大多数的相位补偿算法比较复杂,大多适于离线处理,很难在实时光通信系统中使用。还可采用光锁相环来跟踪相位的起伏,以利于提高相干系统的性能。但是,光锁相环不仅结构复杂,而且由于响应时间、传输延迟等因素,限制了其在实际光通信系统的使用。因此,现有通信系统和通信方法难以抑制大气信道引起的相位起伏,针对无线光通信多用户接入系统的适用性不高。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足,针对无线光通信系统传输信道的特点,本发明提供一种新的无线光通信相干CDMA系统和通信方法,用相干CDMA的接入方式,抑制大气信道引起的相位起伏,更加适合无线光通信多用户接入系统,以解决无线光通信中多用户接入的问题。相比于现有传统的多用户接入方式,本发明具有较好的性能和较低的系统复杂度,更有利于系统的实用化,既能够提高系统信道利用率,又能够实现双极性码的使用,从而降低用户间的干扰。
本发明的原理是:针对每个用户而言,本发明将源于同一台激光器的两路光波用相互正交的正交码进行调制,其中一路加载用户信息。在接收机端,将用相互正交的正交码调制的信息进行干涉、判决,从而提取出信息序列。由于两束光均受到类似大气信道的影响,因此在干涉过程,可以在很大程度上将大气湍流引起的相位起伏降低,从而获得较好的性能。
本发明提供的技术方案是:
一种无线相干CDMA光通信系统,包括激光器、信号源、发射机模块和接收机模块;其中:
发射机模块包括相位调制器、1×2分束器,2×1耦合器和发射天线;其中1×2分束器、相位调制器与激光器之间通过光纤进行连接;从相位调制器输出到发射天线之间通过光纤进行连接;信号源与相位调制器之间通过微波线连接;
接收机模块包括接收天线、1×2分束器、相位调制器、2×2耦合器、平衡探测器、信号处理模块和控制链路;其中接收天线、1×2分束器、相位调制器、2×2耦合器、平衡探测器之间用光纤连接;平衡探测器探测后用微波线连接输出;控制链路采用微波线进行信号传输;
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