【技术实现步骤摘要】
本专利技术主要涉及移动通信，具体涉及一种可优化吞吐量的无线光通信系统及方法。
技术介绍
1、无线光通信技术：无线光通信技术是通过将传输信息调制在光上，由固态光电照明设备(发光二极管)作为发射器，经自由空间无线传播，再利用光探测器进行接收，从而实现通信的一种技术。近年来，万物互联时代的到来使得不计其数的物理设备从世界各个角落连接到互联网上，网络通信数据量也呈爆炸型增长，为了满足无线通信数据容量日益增长的需求以及服务于物联网技术的快速发展，基于射频的无线通信技术正面临的严重频谱短缺问题，一种新型的绿色通信方式应运而生，这就是无线光通信技术，相较于传统无线通信技术它具有更丰富的频谱资源，更好的保密性，更低的成本等特点，具有十分广泛的应用场景。
2、后向调制反射器(mrr)技术：近年来，通信设备的重量和体积成为制约光通信技术广泛应用的难题之一，传统的无线光通信系统要求通信的两个终端都必须安装有光发射机和接收机，并且两个终端之间发生相对运动还必须装有复杂的跟瞄系统，这不但增加了通信设备的体积和重量，还增加了系统复杂度，但对于使用光学后向调制反射器技术的无线光通信系统在进行通信时，就可以免去其中一个终端的跟瞄系统，减轻了其中一个终端的体积和重量，增加了通信系统应用的灵活性，具有广泛的应用前景。
3、现有技术方案一：通过ris和pnc技术辅助设计了一种点对点室内中继可见光通信系统，在室内环境下，当两用户间由于遮挡等不能直接进行可见光通信的情况下，通过ris模块以及pnc处理部分实现了在点对点单向通信时增加接收端信号强度
4、现有技术方案一的缺陷是：仅仅针对点对点无线光通信系统而言，系统模型只有两个可以收发信息的通信节点，即为双向中继通信系统，并没有拓展到通信网络，系统模型较为简单；并且，该技术方案中的中继节点没有部署调制反射器，仅仅由ris模块和pnc处理模块构成，只能对用户a或用户b的信息进行处理及转发，无法自身输入信息并进行转发，应用场景较为有限。
5、现有技术方案二：通过使用后向调制反射器(mrr)及物理层网络编码(pnc)构造了一个卫星通信网络，分为下层数据采集层卫星和骨干网络层，通过在卫星上部署mrr，大大降低了卫星端的部署重量以及功耗；通过使用物理层网络编码技术，提高该系统的吞吐量以及可靠性。
6、现有技术方案二的缺陷是：通过部署后向调制反射器，由于没有部署ris模块，所以在接收端，经过mrr端反射回复的信息会存在一定程度的衰减，并且mrr无法实时控制反射信号反射角度，在其内部光学结构固定时，仅能后向反射回复信号；卫星网络分为了数据采集层与骨干网络层，骨干网络层卫星作为中继端，其pnc在同一时刻也只能处理两个数据采集层卫星发射来的信号即该网络同样是由若干双向中继点对点系统组成，系统吞吐量较低；在进行pnc处理后通过两个发射机对准瞄准两个数据采集层卫星，无法通过mrr同时对两节点进行回复反射，所以，骨干网络层卫星需要部署较多载荷设备，复杂度较大。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种可优化吞吐量的无线光通信系统及方法。
2、本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种可优化吞吐量的无线光通信系统，包括新型调制反射器、反射节点和多个主动节点，所述新型调制反射器部署在所述反射节点处；所述新型调制反射器包括网络编码处理模块、调制器件和ris主动反射式装置，所述ris主动反射式装置包括分区域部署的多个ris区域，所述主动节点与至少一个ris区域对应；
3、所述主动节点作为请求主动节点时，用于将控制信息通过所述调制器件发送至所述网络编码处理模块中；
4、所述网络编码处理模块，用于对所述控制信息进行判断，若控制信息为请求与至少一个指定主动节点进行信息交互的指令时，从控制信息中获取请求交互信息，并从所有的指定主动节点中分别获取待交互信息，将所述请求交互信息分别与各个待交互信息进行异或运算，将得到的异或结果通过对应的ris区域分别发送至请求主动节点中；
5、若控制信息为请求转发信息的指令时，将所述请求转发信息的指令转发至所述反射节点中；
6、所述反射节点，用于当请求信息转发的指令为主动节点信息转发指令时，从控制信息中获取转发信息，并通过对应的ris区域将所述转发信息发送至指定主动节点中；
7、当请求转发信息的指令为反射节点信息转发指令时，自身输入相应信息，作为反射节点信息，并通过对应的ris区域将所述反射节点信息发送至请求主动节点中。
8、本专利技术解决上述技术问题的另一技术方案如下：一种可优化吞吐量的无线光通信方法，应用于所述的无线光通信系统，包括新型调制反射器、反射节点和多个主动节点，所述新型调制反射器部署在所述反射节点处；所述新型调制反射器包括网络编码处理模块、调制器件和ris主动反射式装置，所述ris主动反射式装置包括分区域部署的多个ris区域，所述主动节点与至少一个ris区域对应；包括如下步骤：
9、所述主动节点作为请求主动节点时，将控制信息通过所述调制器件发送至所述网络编码处理模块中；
10、所述网络编码处理模块对所述控制信息进行判断，若控制信息为请求与至少一个指定主动节点进行信息交互的指令时，从控制信息中获取请求交互信息，并从所有的指定主动节点中分别获取待交互信息，将所述请求交互信息分别与各个待交互信息进行异或运算，将得到的异或结果通过对应的ris区域分别发送至请求主动节点中；
11、若控制信息为请求转发信息的指令时，将所述请求转发信息的指令转发至所述反射节点中；
12、所述反射节点当请求信息转发的指令为主动节点信息转发指令时，从控制信息中获取转发信息，并通过对应的ris区域将所述转发信息发送至指定主动节点中；
13、当请求转发信息的指令为反射节点信息转发指令时，自身输入相应信息，作为反射节点信息，并通过对应的ris区域将所述反射节点信息发送至请求主动节点中。
14、本专利技术的有益效果是：分区域部署相互独立的ris主动反射式装置替代传统光mrr中的被动平面反射镜，并且结合网络编码处理模块构成新型调制反射器，能够增大通信网络的吞吐量，增加系统可靠性，可以解决不改变装置内部光学结构的条件下，传统光mrr无法灵活改变回复信号反射方向的问题，拓展了传统mrr光通信系统的应用场景，使通信系统覆盖范围更广。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种可优化吞吐量的无线光通信系统，其特征在于，包括新型调制反射器、反射节点和多个主动节点，所述新型调制反射器部署在所述反射节点处；所述新型调制反射器包括网络编码处理模块、调制器件和RIS主动反射式装置，所述RIS主动反射式装置包括分区域部署的多个RIS区域，所述主动节点与至少一个RIS区域对应；
2.根据权利要求1所述的无线光通信系统，其特征在于，所述网络编码处理模块包括指令提取模块、PNC物理层网络编码模块和MUD多用户解码模块；
3.根据权利要求2所述的无线光通信系统，其特征在于，所述新型调制反射器还包括透镜；所述透镜位于所述调制器件的前端，所述RIS主动反射式装置位于所述调制器件的后端；所述主动节点包括主动节点发射模组、主动节点环形器、光学天线和主动节点接收模组；所述反射节点包括反射节点环形器、反射节点接收模组和反射节点发射模组。
4.根据权利要求3所述的无线光通信系统，其特征在于，当主动节点向反射节点发送信息时，具体为：
5.根据权利要求3所述的无线光通信系统，其特征在于，当网络编码处理模块向主动节点发送信息时，具体为：
6.根据权利要求3所述的无线光通信系统，其特征在于，当反射节点向主动节点发送信息时的第一种情况为：
7.根据权利要求3所述的无线光通信系统，其特征在于，所述主动节点接收模组，还用于将所述异或结果的光信号转换为电信号，得到异或结果，并将所述异或结果与请求交互信息进行异或运算，得到请求交互信息和待交互信息。
8.根据权利要求1所述的无线光通信系统，其特征在于，所述RIS主动反射式装置包括RIS控制模块；
9.一种可优化吞吐量的无线光通信方法，应用于1至8任一项所述的无线光通信系统，包括新型调制反射器、反射节点和多个主动节点，所述新型调制反射器部署在所述反射节点处；所述新型调制反射器包括网络编码处理模块、调制器件和RIS主动反射式装置，所述RIS主动反射式装置包括分区域部署的多个RIS区域，所述主动节点与至少一个RIS区域对应；其特征在于，包括如下步骤：
10.根据权利要求9所述的无线光通信方法，所述RIS主动反射式装置包括RIS控制模块；其特征在于，还包括调试的步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种可优化吞吐量的无线光通信系统，其特征在于，包括新型调制反射器、反射节点和多个主动节点，所述新型调制反射器部署在所述反射节点处；所述新型调制反射器包括网络编码处理模块、调制器件和ris主动反射式装置，所述ris主动反射式装置包括分区域部署的多个ris区域，所述主动节点与至少一个ris区域对应；
2.根据权利要求1所述的无线光通信系统，其特征在于，所述网络编码处理模块包括指令提取模块、pnc物理层网络编码模块和mud多用户解码模块；
3.根据权利要求2所述的无线光通信系统，其特征在于，所述新型调制反射器还包括透镜；所述透镜位于所述调制器件的前端，所述ris主动反射式装置位于所述调制器件的后端；所述主动节点包括主动节点发射模组、主动节点环形器、光学天线和主动节点接收模组；所述反射节点包括反射节点环形器、反射节点接收模组和反射节点发射模组。
4.根据权利要求3所述的无线光通信系统，其特征在于，当主动节点向反射节点发送信息时，具体为：
5.根据权利要求3所述的无线光通信系统，其特征在于，当网络编码处理模块向...
【专利技术属性】
技术研发人员：路璐，刘梦达，申鹏飞，谢欣言，贾艳梅，
申请(专利权)人：中国科学院空间应用工程与技术中心，
类型：发明
国别省市：
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