[发明专利]高速率激光通信方法和高精度激光测距一体化方法

摘要

一种高速率激光通信和高精度测距的一体化方法，在激光通信系统中融入测距技术，将具有唯一性、良好自相关和互相关性质的测距码嵌入通信数据中，经编码后测距码与通信数据串行传输，实现高速率的通信；在接收端将接收到的测距码与本地测距码的进行相关运算得到整数倍的码元宽度的粗测时间值，同时由本地时钟和接收恢复时钟的相位差计算测距码一个码元内的精测时间值，实现高速率激光通信和高精度测距的一体化。本发明采用双向单程通信，在测距的同时完成时钟的时频传输；本发明不需要高速的A/D转换，就可以实现高速率激光通信和高精度测距。

主权项

1.一种激光通信和测距一体化方法，包括多个测距通信站，其特征在于：该方法包括以下步骤：步骤一：将两个测距通信站，以下简称为A、B两站的发射端和接收端进行对准，在A、B两站将具有唯一性、良好的自相关和互相关特性的测距码及其时钟信号缓存到本地，分别作为本地测距码和本地时钟信号，然后将该测距码嵌入到通信数据中，经编码后组成通信测距帧，测距码作为通信测距帧的帧头，通信测距帧包括帧头、通信数据、帧尾；步骤二：A、B两站采用双向单程的通信方式，A站的通信测距帧作为激光光源的载波经光相位调制器调制，同理，B站与A站的工作相同，两站约定在t0时刻相互发射，由于两地时钟的差异，A站的发射时间为tA0，B站的发射时刻为tB0；步骤三：A站接收到B站发射的信号，B站接收到A站发射的信号，将A、B两站接收后的信号进行解调、时钟恢复，抽样判决、解码得到测距码和通信数据；步骤四：在A站将恢复的时钟信号与步骤一中缓存的本地的时钟信号进行相位比对，得到两个时钟信号在一个时钟周期内的相位差进而求得A站的一个测距码码元宽度内的精测时间值其中，T是时钟信号的周期，它等于测距码的码元宽度，同理可得到B站的一个测距码码元宽度内的精测时间值ΔT_B，在A站将解码后得到的测距码与步骤一中缓存的本地测距码进行相关运算，得到整数倍码元宽度即为粗测时间值(nT)_A，其中，T为测距码的码元宽度，n为整数，同理可得到B站的粗测时间值(nT)_B；步骤五:计算A、B的距离：T_A表示A站从发送信号到接收到B站的信号的时间，T_B表示B站从发送信号到接收到A站的信号的时间，T_A＝(nT)_A+ΔT_A，T_B＝(nT)_B+ΔT_B，A、B两站的传输延时按下列公式计算A、B间距离s和两地的时钟差Δt_clk：其中，c为光速。