[发明专利]一种基于电域补偿的混沌光纤通信方法

摘要

本发明公开了一种基于电域补偿的混沌光纤通信方法，步骤包括：步骤1、设置混沌光纤通信系统的参数；步骤2、对二进制数据流进行双极性变换；步骤3、将Sn编码成混沌信号u(t)；步骤4、确定迭代次数Iter的值；步骤5、确定输入光功率；步骤6、进行电域色散补偿；步骤7、对色散补偿后的信号进行匹配滤波；步骤8、进行采样判断，恢复出源信息，完成通信。本方法算法实现简单，对硬件结构要求低。

主权项

1.一种基于电域补偿的混沌光纤通信方法，利用混沌光纤通信系统，其特征在于，按照以下步骤具体实施：步骤1、设置混沌光纤通信系统的参数，设定混沌基频f＝1/TChaos(Hz)，TChaos为混沌的符号周期，即比特率Rb(bit/s)＝f；混沌调制的过采样率kchaos＝fS‑ele/f，fS‑ele为电域采样率；调制的光载波波长λ；步骤2、对二进制数据流进行双极性变换，发送的二进制数据流Bn＝{b1,b2,K,bn}，其中bm∈{0,1}，m＝1,2,K,n；当二进制信号经过双极性变换后得到双极型数据流Sn＝{s1,s2,K,sn}，其中sm∈{‑1,1}，m＝1,2,K,n；步骤3、将Sn编码成混沌信号u(t)，采用如下卷积函数编码混沌信号u′(t)：其中，混沌成型滤波器的脉冲响应p(t)如下：其中，f为混沌基频，角频率ω＝2πf，混杂系数β∈(0,f·ln2]；通过上述脉冲编码产生混沌信号u′(t)，而后将u′(t)进行幅度归一化得到电信号ur′(t)，因为实际器件发射功率总大于零的缘故，将电信号ur′(t)加入直流信号u0，从而使得输出混沌电压波形信号u(t)＝ur′(t)+u0流向始终为正；再将混沌信号u(t)调制到相应波长λ的光波频率之上，得到传输速率为Rb的混沌激光信号uu(t)；步骤4、确定迭代次数Iter的值，假设光纤长度z千米，由光波波长λ和光纤型号得到衰减参数αdB(dB/km)、色散参数β2(ps2·km‑1)、非线性参数γ(w‑1km‑1)，根据实际光纤输出功率与应用迭代次数Iter仿真得到输出功率的偏差绝对值小于某一阈值来确定参数Iter的值，步骤5、确定输入光功率，当输入光功率P₀满足式(6)时，能够有效避免光纤非线性效应所产生的误码，从而得到避免非线性效应的输入光功率信号步骤6、进行电域色散补偿，经过光纤和掺铒放大器的信号r′(z,t)，先经过光电接收器LDR的下载波后即得到电域信号ud(z,t)，再对电域信号进行补偿，步骤7、对色散补偿后的信号进行匹配滤波，对经过色散补偿之后的信号rCom‑Disp(z,t)进行匹配滤波：ξ(z,t)＝rCom‑Disp(z,t)*p(‑t),   (8)式(8)中，“*”表示卷积，匹配滤波器的脉冲响应h(t)＝p(‑t)，得到混沌匹配滤波输出信号ξ(z,t)，又称为时域波形ξ(z,t)；步骤8、进行采样判断，恢复出源信息，完成通信，通过对时域波形ξ(z,t)进行采样，并与特定门限θ进行比较后，恢复出源信息，在第m个采样时刻tm＝m/f，m＝1,2,3,…，恢复出的双极性信息为：最后通过双极性逆变换，得到原始二进制序列bm′，至此通信完成。