[发明专利]一种光电混合网络中多址接入方法及系统

说明书

本发明公布了光电混合通信网络中多址接入方法及系统，系统的物理节点包括用户、中继及中心节点；多个用户将各自的通信信号传输至同一个中心节点；从用户到中继采用射频通信技术，从中继到中心节点采用无线光通信技术。本发明技术方案针对光电混合网络专供多址接入问题，在射频链路采用非正交多址接入方式，在无线光通信链路也采用非正交多址接入方式。相比于传统的射频无线光混合网络，本发明包括射频端多址接入的问题和无线光通信链路多址接入问题，针对的场景更为普适，在无线光通信系统中具有技术优势，能够提供更好的系统性能。

技术领域

本发明涉及无线光通信和射频通信混合网络技术领域，尤其涉及一种光电混合网络中多址接入方法及系统，是一种针对无线光通信大气湍流信道中多用户非正交多址接入的技术方案。

背景技术

随着日益增长的通信质量，通信带宽的需求，无线光通信系统作为一种优异的通信技术，是目前高速通信的研究热点之一。相比于传统的射频通信技术，无线光通信具有高带宽，尺寸小，抗电磁干扰以及保密性好等优点。然而，无线光通信系统面临一些现实难点，主要包括由于光通信非广播信道引起的捕获、瞄准、跟踪的困难；大气湍流效应的影响以及发射功率和传输距离有限。因此，一种新的通信系统，无线光通信射频混合通信系统被提出，而且受到了比较多的关注。

现有的无线光通信射频混合系统大多指的是在不同路径采用不同的通信技术手段，具体而言，在接入网利用射频通信，在接入网和骨干网络中采用无线光通信技术。例如，在两跳的无线光通信射频混合系统中，第一跳为发射端到中继，采用射频链路，第二跳为中继到中心节点，采用无线光通信链路。采用这种系统的主要目的和优势有：1)无线光通信能够提供更高的通信速率，因此单链路的无线光通信系统能够提供多条射频链路的接入；2)相比于两跳链路都采用射频通信的系统，本系统能够提供更高的容量；3)与传统的射频通信网络比较，由于两条链路分别采用射频通信和无线通信，因此不会带来额外的干扰；4)采用了两跳系统，极大的扩大了通信网络的覆盖区域。

目前针对射频无线光通信混合系统，研究者主要针对单用户接入的方式进行分析。虽然，有极少数的研究者在射频无线混合网络中考虑了多用户的接入，但是一般认为混合网络中无线光通信链路为点对点接入，没有考虑其多址接入问题。而现有研究已经表明，射频通信系统中非正交多址接入能够提供更高的容量，能够满足大规模的接入。但是，针对光电混合网络，如何实现有效多址接入，提升网络性能尚缺乏理想的技术方案。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种射频通信和无线光通信混合网络(光电混合网络)中多址接入的技术方案，针对光电混合网络专供多址接入问题，在射频链路采用非正交多址接入方式，在无线光通信链路也采用非正交多址接入方式。相比于传统的射频无线光混合网络，本发明针对的场景更为普适，不仅包括射频端多址接入的问题，而且也包括无线光通信链路多址接入问题。进一步的，本发明提供的非正交多址接入在无线光通信系统中具有技术优势，能够提供更好的系统性能。

本发明的原理是：现有的射频无线光混合网络中射频链路多址接入采用的是正交多址接入，从而限制了系统的性能和大规模接入。基于此，在本发明中，混合网络的射频链路多址接入采用非正交多址接入。本发明针对的系统是多用户通信系统，考虑K个用户的系统。K 个用户分布在不同的小区中，每个小区中的用户采用同一个中继。首先，中继将各自小区内的信息接收，然后通过大气信道传输至中心节点。在传输过程中，用户到中继采用射频通信链路，而中继到中心节点之间采用无线光通信链路。由于无线光通信链路能够提供更好的通信速率，因此可以作为中继到中心节点的解决方案。在每个小区中，用户通过非正交多址接入中继，同时不同的中继采用光非正交多址接入方案接入中心节点。

本发明提供的技术方案是：

一种光电混合通信网络中多址接入方法，考虑多用户系统(即多个用户接入同一个中心节点的系统)，用户将各自的通信信号传输至同一个中心节点；从用户到中继采用射频通信技术，从中继到中心节点采用无线光通信技术。具体的技术方案为：