无线光通信方法及系统技术方案

本申请提供一种无线光通信方法及系统。所述无线光通信方法包括：对用户输入的数据进行转换，得到信息序列，对信息序列进行组帧，得到发送数据帧；对发送数据帧进行调制，得到调制信号，并将调制信号存储至发送端的发送缓冲区；根据发送端的全球定位系统GPS发送同步模块产生的秒脉冲信号，从发送缓冲区读取调制信号；根据内部时钟信号生成比特时钟信号，根据比特时钟信号以及发送端的光源模块将读取的调制信号转换为紫外光，并发送至无线光通信系统的接收端。利用上述方法，能够降低无线光通信系统的通信误码率。信系统的通信误码率。信系统的通信误码率。

【技术实现步骤摘要】
无线光通信方法及系统


[0001]本申请涉及无线光通信领域，尤其涉及一种无线光通信方法及系统。

技术介绍

[0002]在目前基于紫外光的通信方案中，随着通信时间的延长，无线光通信系统中的时钟误差不断累积会导致解码错误。在紫外光的光强较弱时，无线光通信系统接收端产生的电信号波形不稳定会导致对电信号波形进行积分得到的积分值错误，以及通过积分值恢复的比特信息错误，从而造成通信系统的通信误码率升高。

技术实现思路

[0003]鉴于以上内容，有必要提供一种无线光通信方法及系统，能够解决由于时钟误差累积导致解码错误以及由于电信号波形不稳定导致通过积分值恢复的比特信息错误，造成通信系统的通信误码率升高的技术问题。
[0004]一方面，本申请提供一种线光通信方法，应用于发送端，所述方法包括：对用户输入的数据进行转换，得到信息序列，对所述信息序列进行组帧，得到发送数据帧，对所述发送数据帧进行调制，得到调制信号，并将所述调制信号存储至所述发送端的发送缓冲区，根据所述发送端的全球定位系统GPS发送同步模块产生的秒脉冲信号，从所述发送缓冲区读取所述调制信号，根据内部时钟信号生成比特时钟信号，根据所述比特时钟信号以及所述发送端的光源模块将读取的调制信号转换为紫外光，并将所述紫外光发送至接收端。
[0005]通过上述实施方式，由于所述秒脉冲信号的上升沿信号能够指示整秒时刻，因此通过所述秒脉冲信号的上升沿信号对校准所述发送端中的时钟频率进行校准，能够实现时钟同步。并且由于所述秒脉冲信号的上升沿信号指示的整秒时刻的精度可达纳秒级别，因此使得所述发送端无时钟误差累积。
[0006]在一些实施例中，所述根据所述比特时钟信号以及所述发送端的光源模块将读取的调制信号转换为紫外光包括：在检测到所述比特时钟信号的上升沿信号时，计算所述比特时钟信号对应的时间周期，对所述调制信号中的每个比特符号进行数模转换，得到电信号，根据所述时间周期以及所述电信号控制所述光源模块发出所述紫外光。
[0007]一方面，本申请提供一种无线光通信方法，应用于接收端，所述方法包括：将接收到的紫外光转换为电信号，并对所述电信号进行判决，得到光子脉冲信号，根据内部时钟信号生成比特时钟信号，并根据所述比特时钟信号对所述光子脉冲信号进行计数，得到每个比特时间对应的光子计数值，对多个所述光子计数值进行组帧，得到重组数据帧，并将所述重组数据帧存储至所述接收端的接收缓冲区，根据所述接收端的全球定位系统GPS接收同步模块产生的秒脉冲信号，从所述接收缓冲区将所述重组数据帧发送至所述接收端的解码模块，根据所述秒脉冲信号，对所述重组数据帧进行比特信号恢复，得到比特信息。
[0008]通过上述实施方式，由于本申请是通过对所述光子脉冲信号进行脉冲计数得到的光子计数值进行组帧，并对组帧后得到重组数据帧进行解码，而并不需要对光电倍增管转
换后产生的电信号波形进行积分，因此降低光电倍增管随机增益的影响，能够避免由于电信号波形不稳定导致通过积分值恢复的比特信息错误的问题，从而能够降低无线光通信系统的通信误码率。
[0009]在一些实施例中，所述对所述电信号进行判决，得到光子脉冲信号包括：根据预设的判决门限对所述电信号进行判决，得到判决信号，将所述判决信号转换为方波信号，得到所述光子脉冲信号。
[0010]在一些实施例中，所述根据所述比特时钟信号对所述光子脉冲信号进行计数，得到每个比特时间对应的光子计数值包括：在检测到所述比特时钟信号的上升沿信号时，对所述光子脉冲信号的上升沿信号进行检测以及计数，直至检测到下一个比特时钟信号的上升沿信号，停止计数并得到一比特时间的光子计数值。
[0011]在一些实施例中，所述对所述光子脉冲信号的上升沿信号进行检测以及计数包括：在检测到所述光子脉冲信号的上升沿信号时，将所述光子计数值累加1。
[0012]在一些实施例中，所述对多个所述光子计数值进行组帧，得到重组数据帧包括：为任一光子计数值添加预设的比特帧头以及比特位置码，得到一比特的光子计数信息，根据每个光子计数信息中的比特位置码，将多个所述光子计数信息进行拼接，得到所述重组数据帧。
[0013]在一些实施例中，所述根据所述秒脉冲信号，对所述重组数据帧进行比特信号恢复，得到比特信息包括：在检测到所述秒脉冲信号的上升沿信号时，对所述重组数据帧中的光子计数值进行信道估计，得到多个估计值，根据所述多个估计值计算判决阈值，并根据所述判决阈值对所述重组数据帧中每个比特的光子计数信息进行判决，得到所述比特信息。
[0014]在一些实施例中，所述根据所述判决阈值对所述重组数据帧中每个比特的光子计数信息进行判决，得到所述比特信息包括：将大于或者等于所述判决阈值的光子计数信息确定为第一预设比特，并将小于所述判决阈值的光子计数信息确定为第二预设比特，将由所述第一预设比特和/或所述第二预设比特构成的信息序列确定为所述比特信息。
[0015]另一方面，一种无线光通信系统，所述无线光通信系统包括发送端和接收端，所述发送端包括：数据帧生成模块、全球定位系统GPS发送同步模块、发送端主控模块、驱动模块和光源模块；所述接收端包括：GPS接收同步模块、光电倍增管、整形模块、计数模块、接收端主控模块和解码模块；所述数据帧生成模块对用户输入的数据进行转换，得到信息序列，对所述信息序列进行组帧，得到发送数据帧，对所述发送数据帧进行调制，得到调制信号，并将所述调制信号存储至所述发送端主控模块的发送缓冲区；所述全球定位系统GPS发送同步模块为所述驱动模块提供秒脉冲信号；所述驱动模块根据所述全球定位系统GPS发送同步模块产生的秒脉冲信号，从所述发送缓冲区读取所述调制信号，根据内部时钟信号生成比特时钟信号，根据所述比特时钟信号将读取的调制信号转换为紫外光，并将所述紫外光发送至所述接收端；所述光电倍增管将接收到的紫外光转换为电信号，并将所述电信号发送至所述整形模块；所述整形模块对所述电信号进行判决，得到光子脉冲信号；所述计数模块根据内部时钟信号生成比特时钟信号，根据所述比特时钟信号对所述光子脉冲信号进行计数，得到每个比特时间对应的光子计数值，对多个所述光子计数值进行组帧，得到重组数据帧，并将所述重组数据帧存储至所述接收端的接收缓冲区；所述GPS接收同步模块为所述接收端主控模块以及所述解码模块产生接收秒脉冲信号；所述接收端主控模块根据所述
GPS接收同步模块产生的秒脉冲信号，从所述接收缓冲区将所述重组数据帧发送至所述接收端的解码模块；所述解码模块根据所述GPS接收同步模块产生的秒脉冲信号，对所述重组数据帧进行比特信号恢复，得到比特信息。
附图说明
[0016]图1是本申请一实施例提供的无线光通信系统的示意图。
[0017]图2是本申请一实施例提供的无线光通信方法的流程图。
[0018]图3是本申请一实施例提供的紫外光的产生方法的流程图。
[0019]图4是本申请另一实施例提供的无线光通信方法的流程图。
[0020]图5是本申请一实施例提供的对电信号本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无线光通信方法，应用于发送端，其特征在于，所述方法包括：对用户输入的数据进行转换，得到信息序列，对所述信息序列进行组帧，得到发送数据帧；对所述发送数据帧进行调制，得到调制信号，并将所述调制信号存储至所述发送端的发送缓冲区；根据所述发送端的全球定位系统GPS发送同步模块产生的秒脉冲信号，从所述发送缓冲区读取所述调制信号；根据内部时钟信号生成比特时钟信号，根据所述比特时钟信号以及所述发送端的光源模块将读取的调制信号转换为紫外光，并将所述紫外光发送至接收端。2.如权利要求1所述的无线光通信方法，其特征在于，所述根据所述比特时钟信号以及所述发送端的光源模块将读取的调制信号转换为紫外光，包括：在检测到所述比特时钟信号的上升沿信号时，计算所述比特时钟信号对应的时间周期；对所述调制信号中的每个比特符号进行数模转换，得到电信号；根据所述时间周期以及所述电信号控制所述光源模块发出所述紫外光。3.一种无线光通信方法，应用于接收端，其特征在于，所述方法包括：将接收到的紫外光转换为电信号，并对所述电信号进行判决，得到光子脉冲信号；根据内部时钟信号生成比特时钟信号，并根据所述比特时钟信号对所述光子脉冲信号进行计数，得到每个比特时间对应的光子计数值；对多个所述光子计数值进行组帧，得到重组数据帧，并将所述重组数据帧存储至所述接收端的接收缓冲区；根据所述接收端的全球定位系统GPS接收同步模块产生的秒脉冲信号，从所述接收缓冲区将所述重组数据帧发送至所述接收端的解码模块；根据所述秒脉冲信号，对所述重组数据帧进行比特信号恢复，得到比特信息。4.如权利要求3所述的无线光通信方法，其特征在于，所述对所述电信号进行判决，得到光子脉冲信号包括：根据预设的判决门限对所述电信号进行判决，得到判决信号；将所述判决信号转换为方波信号，得到所述光子脉冲信号。5.如权利要求3所述的无线光通信方法，其特征在于，所述根据所述比特时钟信号对所述光子脉冲信号进行计数，得到每个比特时间对应的光子计数值包括：在检测到所述比特时钟信号的上升沿信号时，对所述光子脉冲信号的上升沿信号进行检测以及计数，直至检测到下一个比特时钟信号的上升沿信号，停止计数并得到一比特时间的光子计数值。6.如权利要求5所述的无线光通信方法，其特征在于，所述对所述光子脉冲信号的上升沿信号进行检测以及计数包括：在检测到所述光子脉冲信号的上升沿信号时，将所述光子计数值累加1。7.如权利要求3所述的无线光通信方法，其特征在于，所述对多个所述光子计数值进行组帧，得到重组数据帧包括：为任一光子计数值添加预设的比特帧头以及比特位置码，得到一比特的光子计数信<...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈诗涵，张洪明，宋健，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：