[发明专利]双向大气湍流光信道的信号起伏相关系数测量方法

说明书

本发明公开一种双向大气湍流光信道的信号起伏相关系数测量系统及方法。本方法通过同时在发射端测量激光器输出光强波动和在接收端测量经大气湍流信道传输后的激光信号起伏，可以在计算从收发端机A到收发端机B的信道的光信号起伏与从收发端机B到收发端机A的信道的光信号起伏的相关系数时，排除激光器输出光强波动的影响，从而有助于更加准确地研究大气湍流导致的从收发端机A到收发端机B的信道的光信号起伏与从收发端机B到收发端机A的信道的光信号起伏的相关性。

技术领域

本发明属于大气信道光信号传输与通信技术领域，涉及一种双向大气湍流光信道的信号起伏相关系数测量方法。

背景技术

对于双向大气湍流光信道来说，如果两个方向上的光信号随机起伏具有良好的相关性，则收发端机就可以利用这种相关性直接获得瞬时信道状态信息(无需从接收端向发射端反馈瞬时信道状态信息)，从而实现发射自适应技术(后面称为基于发端获取信道状态信息的发射自适应技术)。具体地说，如果收发端机A和收发端机B之间有一条双向传输信道，收发端机A通过测量从收发端机B发来的光信号的瞬时起伏就可以获得从收发端机A发送到收发端机B的光信号瞬时起伏信息。该方法能有效工作的前提是，从收发端机A发给收发端机B的光信号瞬时起伏与从收发端机B发给收发端机A的光信号瞬时起伏之间具有良好的相关性。实际测量双向大气湍流光信道的两个传输方向上的光信号起伏相关系数对研究和分析基于发端获取信道状态信息的发射自适应技术的适用性具有重要意义。在测量双向大气湍流光信道的两个传输方向上的光信号起伏相关系数时，可以同时在收发端机A和收发端机B记录接收到的光信号瞬时强度采样值，然后再对收发端机A和收发端机B记录的光信号瞬时强度采样值进行统计相关分析，以得到相关系数。然而，如果测量系统使用的激光器不是价格高昂的高端激光器，激光器的输出光强可能具有较大波动。收发端机A和收发端机B的激光器的输出光强波动通常不相关，这会导致双向大气湍流光信道的两个传输方向上的光信号起伏相关系数的测量结果包含激光器输出光强波动的影响，不利于准确研究和分析大气湍流造成的两个传输方向上的光信号起伏相关性。因此，在测量双向大气湍流光信道的两个传输方向上的光信号起伏相关系数时，在使用廉价激光器的条件下排除激光器输出光强波动影响非常必要。本发明提供一种双向大气湍流光信道的信号起伏相关系数测量系统及方法，可以排除激光器输出光强波动对双向大气湍流光信道的两个传输方向上的光信号起伏相关系数的测量结果的影响。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种双向大气湍流光信道的信号起伏相关系数测量系统及方法，其可以排除激光器输出光强波动对测量结果的影响。

本方法的技术方案是这样实现的：一种双向大气湍流光信道的信号起伏相关系数测量系统及方法，其特征在于，所需的硬件系统和执行步骤如下：

如图1所示，硬件系统包括收发端机A和收发端机B，收发端机A包括激光器A(101)、光纤分路器A(102)、光电探测器A1(103)、光纤环形器A(104)、光电探测器A2(105)、计算机A(106)和光学收发系统A(107)，收发端机B包括激光器B(201)、光纤分路器B(202)、光电探测器B1(203)、光纤环形器B(204)、光电探测器B2(205)、计算机B(206)和光学收发系统B(207)。

激光器A(101)发出的激光信号C001被耦合进入光纤分路器A(102)的端口FSA1并分成两路分别从光纤分路器A(102)的端口FSA2和光纤分路器A(102)的端口FSA3输出，从光纤分路器A(102)的端口FSA2输出的激光信号C001入射到光电探测器A1(103)上，从光纤分路器A(102)的端口FSA3输出的激光信号C001入射进入光纤环形器A(104)的端口FCA1并从光纤环形器A(104)的端口FCA2输出进入光学收发系统A(107)；光学收发系统A(107)把通过光纤环形器A(104)的端口FCA2输入的激光信号C001发射到大气湍流信道中。