[发明专利]一种双波长的水下无线光通信方法及系统

权利要求书

1.一种双波长的水下无线光通信方法，应用于水下无线光通信系统，所述水下无线光通信系统包括依次连接的发射系统、信道和接收系统，其特征在于，所述双波长的水下无线光通信方法包括以下步骤：

1)控制所述发射系统对两束不同波长的光进行光束合成，形成光信号A；其中，两束不同波长的光包括：第一波长光源，为携带传输信息的光信号；第二波长光源，为不携带任何信息的直流光信号；

2)将所述光信号A变换为具有发散角θ的光信号B，并通过所述信道发送至接收端；

3)控制所述接收系统将接收到的光信号B分成两束，一束光信号经第一波长滤波片滤除第一波长光源之外的光、再经第一光电探测器转换处理成电信号C1，另一束光信号经第二波长滤波片滤除第二波长光源之外的光，再经第二光电探测器转换、平滑滤波器处理成电信号C2；通过数据处理模块对所述电信号C1、C2进行光强补偿处理以输出电信号out，具体包括：

3.1)定义携带传输信息的第一波长光源的输出光功率为P_T1(t)，经滤波、光电转换处理后的电信号C1的输出功率为P_R1(t)，定义不携带任何信息的第二波长光源的输出光功率为P_T2(t)，经滤波、光电转换处理后的电信号C2的输出功率P_R2(t)，t为时间；

3.2)对所述输出功率P_R2(t)进行平滑滤波处理，得到平滑处理后的输出信号C2′，其功率记作smooth[P_R2(t)]；

3.3)对平滑滤波处理后的电信号C2’进行归一化处理，得到补偿闪烁效应的参考信号的输出功率smooth[p_R2(t)]/max{smooth[p_R2(t)]}；

3.4)输出电信号out的功率

4)对所述电信号out进行解调、译码处理。

2.根据权利要求1所述的双波长的水下无线光通信方法，其特征在于，所述步骤2)中光信号A通过发射光学模块变换为具有发散角θ的光信号B，所述发散角θ小于180度。

3.一种双波长的水下无线光通信系统，其特征在于，利用如权利要求1-2任一项所述的双波长的水下无线光通信方法进行通信，所述通信系统包括依次连接的发射系统、信道和接收系统；

所述发射系统包括，

依次连接的信源模块、编码模块、调制模块、第一驱动模块、第一波长光源、光学合束器、发射光学模块；所述光学合束器还连接有第二波长光源，所述第二波长光源与第一波长光源的波长不同，所述第二波长光源由第二驱动模块驱动，能够发射不携带任何信息的直流光信号；

所述接收系统包括，

接收光学模块，所述接收光学模块的一端通过信道与发射光学模块连接，另一端与光学分束器连接；

所述光学分束器，用于将接收到的光束进行1:1分束：一束光经第一波长滤波片滤除第一波长光源之外的光，再经第一光电探测器转换后传送至数据处理模块；另一束光经第二波长滤波片滤除第二波长光源之外的光，再经第二光电探测器转换、平滑滤波器处理后传送至数据处理模块；

所述数据处理模块，用于根据第二波长光源的接收光功率推导第一波长光源的发射光功率在信道中随时间变化的动态衰减，以补偿光强闪烁；

所述数据处理模块与解调模块连接，所述解调模块与译码模块连接，所述译码模块与信宿模块连接；所述解调模块，用于检测当前数据的调制格式，从携带信息的已调信号中恢复消息；所述译码模块，用于检测解调后的数据采用的编码格式，对数据进行相应的检验纠错和恢复处理；所述信宿模块，用于将电信号out还原为原始信号。

4.根据权利要求3所述的双波长的水下无线光通信系统，其特征在于，所述第一波长光源由第一驱动模块驱动，能够发射携带传输信息的光信号。

5.根据权利要求4所述的双波长的水下无线光通信系统，其特征在于，所述第一波长光源的波长为520nm，第二波长光源的波长为532nm。