CN109167629B - 传输信息的方法、相关设备及系统 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种信息传输方法、相关设备及系统。该方法应用于远端站点侧,可包括:远端站点接收汇聚站点第i‑1次发送的n束下行部分相干光;基于第i‑1次发送的n束下行部分相干光估计第i‑1次的下行大气信道特征信息;根据第i‑1次的下行大气信道特征信息和第i‑2次的下行大气信道特征信息,将第i次的上行业务光信号分为第i次的n束上行部分相干光,其中,第i次的上行业务光信号中承载了第一预置信息和第i次的上行业务信息;将第i次的n束上行部分相干光通过大气信道发送给汇聚站点。实施本申请,将业务光信号分为n两束部分相干光在大气信道中传输,能够抵抗当前大气信道中湍流对信息传输的影响,还能够实现全光中继传输信息。
Description
技术领域
本发明涉及光通信领域,尤其涉及传输信息的方法、相关设备及系统。
背景技术
目前,现代社会信息传输容量剧增,常见的通过无线微波技术来传输数据的微波通信已经不能满足当前的需求。激光通信利用激光光束作为信息载体来传递信息,具有传输容量大,无需申请频段许可,抗干扰能力强的优点,是未来通信发展的主要发展趋势。
激光通信可分为有线激光通信和无线激光通信两种形式。
有线激光通信就是近二、三十年来迅猛发展起来的以光导纤维作为传输媒质的光纤通信,目前己成为高速有线信息传输的骨干,具有了相当的规模,正在逐步取代传统的电缆通信。光纤通信具有可靠性高,不容易受外界影响的优点,但必须有安装光缆用的各种基本敷设条件,当遇到恶劣地形条件时,工程施工难度大,建设周期长,费用高。
无线激光通信(Optical Wireless Communication,OWC)也称自由空间激光通信(Free Space Optics,FSO),它不使用光纤等导波介质,直接利用激光在大气或外太空中进行信号传递,可进行语音、数据、电视、多媒体图像的高速双向传送。FSO主要适用于不具备接入条件(如复杂地形)的应用场合,可提供临近局域网之间的互联互通,例如由于有些地区不便部署光纤信道,或者光纤信道部署成本过高,部分基站没有部署光纤资源,例如最后1km的末端基站等,基本不具备光纤通信的条件。或者,有些地区基站部署密集,为了节约光纤资源,通常不会通过光纤通信传输数据。但是,FSO容易受大气信道的影响比较大,数据传输的可靠性并不高。
基于上述光纤通信和FSO的特点,现有技术提出了一种利用光纤通信和FSO共同传输数据的通信系统,主要用于4.5G、5G通信。
参见图1,在远端站点与中心站点之间设置汇聚站点,其中,中心站点与汇聚站点之间采用光纤通信,汇聚站点与远端站点之间采用FSO。即,在上行传输数据时,不具备光纤通信条件的远端站点可以通过FSO将业务数据传输至具备光纤通信条件的汇聚站点,然后,汇聚站点再通过光纤通信将汇聚起来的多个业务数据发送至中心站点。在下行传输数据时,中心站点将多个业务数据通过光纤通信发送至具备光纤通信条件的汇聚站点,然后,由具备光纤通信条件的汇聚站点通过FSO分别发送给不具备光纤通信条件的远端站点。
但是,汇聚站点和远端站点之间采用FSO,容易受到大气环境的影响,数据传输的可靠性并不高。
发明内容
本申请提供了一种传输信息的方法、相关设备及系统能够实现全光中继传输信息。
第一方面,本申请提供了一种传输信息的方法,应用于远端站点侧,包括:远端站点接收汇聚站点第i-1次发送的n束下行部分相干光,其中,i为大于等于3的正整数,n为大于等于2的正整数;基于所述第i-1次发送的n束下行部分相干光估计第i-1次的下行大气信道特征信息;根据所述第i-1次的下行大气信道特征信息和第i-2次的下行大气信道特征信息,将第i次的上行业务光信号分为第i次的n束上行部分相干光,其中,所述第i次的上行业务光信号中承载了第一预置信息和第i次的上行业务信息;将所述第i次的n束上行部分相干光通过大气信道发送给所述汇聚站点。
实施上述步骤,远端站点在通过大气信道将信息发送给汇聚站点时,可以抵抗大气信道中湍流带来的影响,可避免将大气信道中湍流对信息的传输损伤进一步传输到光纤信道中,保证信息传输的准确性。此外,汇聚站点接收到远端站点发送的第i次的n束上行部分相干光之后,无需对其作光电转换处理,将第i次的n束上行部分相干光合成第i次的上行续传业务光信号并发送给中心站点,实现全光中继传输信息。
在可选实施例中,所述第i-1次的下行大气信道特征信息包括第i-1次的误差比特率BERi-1,远端站点可通过以下方式估计第i-1次的下行大气信道特征信息:提取所述第i-1次发送的n束下行部分相干光中的损伤信息,和预先存储的第一预置信息对比,得到第i-1次的误差比特率BERi-1。
在可选实施例中,所述第i-2次的下行大气信道特征信息包括第i-2次的误差比特率BERi-2,远端站点可通过以下方式将第i次的上行业务光信号分为第i次的n束上行部分相干光:根据BERi-1和BERi-2得到相干系数γi-1,γi-1反映所述远端站点接收到所述汇聚站点第i-1次发送的n束下行部分相干光经过大气信道时的相干程度;根据BERi-2、BERi-1、γi-1将第i次的上行业务光信号分为n束上行部分相干光。
这里,具体可通过以下公式来根据BERi-1和BERi-2得到相干系数γi-1:
在本申请中,提供以下两种方法根据BERi-2、BERi-1、γi-1将第i次的上行业务光信号分为n束上行部分相干光。
第一种,将所述第i次的上行业务光信号分为一束偏振方向为X的上行光和一束偏振方向为Y的上行光;当BERi-1>BERi-2时,增大所述偏振方向为X的上行光和所述偏振方向为Y的上行光之间的传输时延差,以使所述偏振方向为X的上行光和所述偏振方向为Y的上行光的相干系数γ小于γi-1,得到第i次的两束上行部分相干光;当BERi-1<BERi-2时,减小所述偏振方向为X的上行光和所述偏振方向为Y的上行光之间的传输时延差,以使所述偏振方向为X的上行光和所述偏振方向为Y的上行光的相干系数γ大于或等于γi-1,得到第i次的两束上行部分相干光。
具体实现中,可通过偏振分束器将所述第i次的上行业务光信号分为一束偏振方向为X的上行光和一束偏振方向为Y的上行光,通过调节偏振方向为X的上行光和偏振方向为Y的上行光分别对应的可调光延迟线中的任意一个,来调节所述偏振方向为X的上行光和所述偏振方向为Y的上行光之间的传输时延差。
第二种,将所述第i次的上行业务光信号分为n束上行光,其中,第k束上行光的波长为λk,k为小于或等于n的正整数;当BERi-1>BERi-2时,以第j束上行光的相位为基准,调节第m束上行光的相位,以增大所述第j束上行光和所述第m束上行光之间的相位差,以使所述第j束上行光和所述第m束上行光之间的相干系数γ小于γi-1,得到第i次的n束上行部分相干光;当BERi-1<BERi-2时,以第j束上行光的相位为基准,调节第m束上行光的相位,以减小所述第j束上行光和所述第m束上行光之间的相位差,以使所述第j束上行光和所述第m束上行光之间的相干系数γ大于或等于γi-1,得到第i次的n束上行部分相干光;其中,m、j为小于或等于n的正整数,且m不等于j。
具体实现中,可通过过滤器将所述第i次的上行业务光信号分为n束不同波长的上行光,以其中任意一束上行光为基准光,通过调节其余n-1束上行光分别对应的空间光调制器中的至少一个来调节其余n-1束上行光之间的任意一个和基准上行光之间的相位差。
在本申请中,可以以n束上行光中的任意一束上行光的相位作为基准光,调节其余的一束或者多束上行光的相位。特别的,可同时调节其余n-1束上行光的相位,以调节所述n-1束上行光中的每一束上行光和该基准光之间的相位差,从而改变所述n-1束上行光分别和该基准光之间的相位差。
通过上述两种方式,能够根据当前大气信道的实际情况将第i次的上行业务光信号分为n束上行部分相干光,更好地抵抗大气信道中湍流带来的影响。
在可选实施例中,由于在首次进行信息传输时,远端站点无法根据前两次的下行大气信道特征信息(在首次信息传输时还没有接收到过n束下行部分相干光)将第1次的业务光信号分为n束上行部分相干光,远端站点在将第1次的上行业务光信号分为n束上行部分相干光时,所述n束上行部分相干光的相干系数γ的取值在0-1之间,例如,可取0.5。
在可选实施例中,由于在第2次信息传输时,远端站点无法根据前两次的下行大气信道特征信息(在第2次信息传输时仅接收到一次n束下行部分相干光)将第2次的上行业务光信号分为第2次的n束上行部分相干光,远端站点可接收汇聚站点发送的第一下行光信号,其中,所述第一下行光信号承载有第一预置信息;基于所述第一下行光信号估计下行参考大气信道特征信息;接收汇聚站点第1次发送的n束下行部分相干光;基于所述第1次发送的n束下行部分相干光估计第1次的下行大气信道特征信息;根据所述第1次的下行大气信道特征信息和所述下行参考大气信道特征信息,将第2次的上行业务光信号分为第2次的n束上行部分相干光,其中,所述第2次的上行业务光信号中承载了所述第一预置信息和第2次的上行业务信息;将所述第2次的n束上行部分相干光通过大气信道发送给所述汇聚站点。
可选的,在第2次信息传输时,所述下行参考大气信道特征信息包括参考误差比特率BERC,所述第1次的下行大气信道特征信息包括第1次的误差比特率BER1,所述远端站点可通过以下方式基于所述第一下行光信号估计下行参考大气信道特征信息:提取所述第一下行光信号中的损伤信息,和预先存储的第一预置信息对比,得到参考误差比特率BERC。
通过以下方式基于所述第1次发送的n束下行部分相干光估计第1次的下行大气信道特征信息:提取所述第1次发送的n束下行部分相干光中的损伤信息,和预先存储的第一预置信息对比,得到第1次的误差比特率BER1。
可选的,在第2次信息传输时,远端站点可通过以下方式第2次的上行业务光信号分为第2次的n束上行部分相干光:根据BERC和BER1得到γ1,γ1反映所述远端站点接收到所述汇聚站点第1次发送的n束下行部分相干光经过大气信道时的相干程度;将第2次的上行业务光信号分为第2次的n束上行部分相干光,以使所述第2次的n束上行部分相干光的相干系数等于γ1。
在可选实施例中,远端站点还可在接收汇聚站点发送的第一下行光信号之前,向所述汇聚站点发送第一上行光信号,其中,所述第一上行光信号中承载了第一预置信息。实施该步骤,可使汇聚站点发送所述第一上行光信号和第二上行光信号给中心站点,以及,使中心站点基于所述第一上行光信号和第二上行光信号估计上行参考大气信道特征信息,所述上行参考大气信道特征信息可用于汇聚站点第1次下行传输信息使用;其中,第二上行光信号是汇聚站点本地生成的,第二上行光信号中承载了第二预置信息。
第二方面,本申请提供了一种传输信息的方法,应用于汇聚站点,包括:汇聚站点接收中心站点第i次发送的下行业务光信号,其中,所述第i次发送的下行业务光信号中承载了第一预置信息和第i次的下行业务信息,i为大于等于2的正整数;接收所述中心站点发送的第i次的上行大气信道特征信息;根据所述第i次的上行大气信道特征信息和第i-1次的上行大气信道特征信息,将所述第i次发送的下行业务光信号分为第i次的n束下行部分相干光;将所述第i次的n束下行部分相干光通过大气信道发送给远端站点。
实施上述步骤,汇聚站点在通过大气信道将信息发送给远端站点时,可以抵抗大气信道中湍流带来的影响,保证信息传输的准确性。此外,避免了汇聚站点的光电转换过程,操作简便。
在可选实施例中,汇聚站点可接收所述远端站点第i次发送的n束上行部分相干光;将所述第i次发送的n束上行部分相干光合成第i次的上行续传业务光信号;将所述第i次的上行续传业务光信号和第i次的本地光信号发送给所述中心站点,其中,所述第i次的本地光信号是所述汇聚站点本地生成的,且所述第i次的本地光信号中承载有第二预置信息。实施该步骤,可使中心站点根据所述第i次的上行续传业务光信号和第i次的本地光信号估计第i次的上行大气信道特征信息,并发送给汇聚站点,以用于汇聚站点第i次的信息传输。
在可选实施例中,所述第i次的上行大气信道特征信息包括第i次的误差比特率BERi,所述第i-1次的上行大气信道特征信息包括第i-1次的误差比特率BERi-1,汇聚站点可根据BERi和BERi-1得到相干系数γi,γi反映所述汇聚站点接收到所述远端站点第i次发送的n束上行部分相干光经过大气信道时的相干程度;根据BERi-1、BERi、γi将第i次的下行业务光信号分为第i次的n束下行部分相干光。
在可选实施例中,在根据BERi-1、BERi、γi将第i次的下行业务光信号分为第i次的n束下行部分相干光时,有以下两种方式:
第一种,将第i次的下行业务光信号分为一束偏振方向为X的下行光和一束偏振方向为Y的下行光;当BERi>BERi-1时,增大所述偏振方向为X的下行光和所述偏振方向为Y的下行光之间的传输时延差,以使所述偏振方向为X的下行光和所述偏振方向为Y的下行光的相干系数γ小于γi-1,得到第i次的n束下行部分相干光;当BERi<BERi-1时,减小所述偏振方向为X的下行光和所述偏振方向为Y的下行光之间的传输时延差,以使所述偏振方向为X的下行光和所述偏振方向为Y的下行光的相干系数γ大于或等于γi-1,得到第i次的n束下行部分相干光。
具体实现中,可通过偏振分束器将所述第i次的下行业务光信号分为一束偏振方向为X的下行光和一束偏振方向为Y的下行光,通过调节偏振方向为X的下行光和偏振方向为Y的下行光分别对应的可调光延迟线中的任意一个,来调节所述偏振方向为X的下行光和所述偏振方向为Y的下行光之间的传输时延差。
第二种,将第i次的下行业务光信号分为n束下行光,其中,第k束下行光的波长为λk,k为小于或等于n的正整数;当BERi>BERi-1时,以第j束下行光的相位为基准,调节第m束下行光的相位,以增大所述第j束下行光和所述第m束下行光之间的相位差,以使所述第j束下行光和所述第m束下行光之间的相干系数γ小于γi-1,得到第i次的n束下行部分相干光;当BERi<BERi-1时,以第j束下行光的相位为基准,调节第m束下行光的相位,以减小所述第j束下行光和所述第m束下行光之间的相位差,以使所述第j束下行光和所述第m束下行光之间的相干系数γ大于或等于γi-1,得到第i次的n束下行部分相干光;其中,m、j为小于或等于n的正整数,且m不等于j。
具体实现中,可通过过滤器将所述第i次的下行业务光信号分为n束不同波长的下行光,以其中任意一束下行光作为基准,通过调节其余n-1束下行光分别对应的空间光调制器中的至少一个来调节其余n-1束下行光中的至少一个和基准下行光之间的相位差。
在本申请中,可以以n束下行光中的任意一束下行光的相位作为基准光,调节其余的一束或者多束下行光的相位。特别的,可同时调节其余n-1束下行光的相位,以调节所述n-1束下行光中的每一束下行光和该基准光之间的相位差,从而改变所述n-1束下行光分别和该基准光之间的相位差。
在可选实施例中,由于在首次传输信息时,汇聚站点无法根据前两次的上行大气信道特征信息(首次信息传输时仅接收到一次n束上行部分相干光)将第1次的下行业务光信号分为第1次的n束下行部分相干光,汇聚站点可接收所述中心站点发送的上行参考大气信道特征信息;接收所述中心站点第1次发送的上行大气信道特征信息;接收所述中心站点发送的第1次的下行业务光信号;根据所述第1次发送的上行大气信道特征信息和所述上行参考大气信道特征信息,将所述第1次的下行业务光信号分为第1次的n束下行部分相干光;将所述第1次的n束下行部分相干光通过大气信道发送给所述远端站点。
可选的,在首次信息传输时,汇聚站点还可接收所述远端站点发送的第一上行光信号;将所述第一上行光信号和第二上行光信号发送给所述中心站点,其中,所述第一上行光信号中承载了第一预置信息,所述第二上行光信号中承载了第一预置信息。实施上述步骤,可使中心站点根据第一上行光信号和第二上行光信号估计上行参考大气信道特征信息,并将其发送给汇聚站点,以使汇聚站点第1次信息传输时使用。
可选的,在首次信息传输时,汇聚站点还可接收所述远端站点发送的第1次的n束上行部分相干光;将所述第1次的n束上行部分相干光合成第1次的上行续传业务光信号;将所述第1次的上行续传业务光信号发送给所述中心站点。实施上述步骤,可使中心站点根据第1次的上行续传业务光信号估计第1次的上行大气信道特征信息,并将其发送给汇聚站点,以使汇聚站点第1次信息传输时使用。
可选的,在首次信息传输时,所述上行参考大气信道特征信息包括参考误差比特率BERC,所述第1次发送的上行大气信道特征信息包括第1次的误差比特率BER1,汇聚站点可根据BERC和BER1得到γ1,γ1反映所述汇聚站点接收到所述远端站点第1次发送的n束上行部分相干光经过大气信道时的相干程度;将第1次的下行业务光信号分为第1次的n束下行部分相干光,以使所述第1次的n束下行部分相干光的相干系数等于γ1。
在可选实施例中,汇聚站点还可接收所述中心站点发送的第一下行光信号,其中,所述第一下行光信号中承载了第一预置信息;将所述第一下行光信号发送给所述远端站点。实施上述步骤,可使远端站点根据第一下行光信号估计下行参考大气信道特征信息,可用于远端站点第2次进行信息传输时使用。
第三方面,本申请提供了一种传输信息的方法,应用于中心站点侧,包括:中心站点接收汇聚站点第i次发送的上行续传业务光信号和第i次发送的本地光信号,其中,i为大于等于2的正整数;基于所述第i次发送的上行续传业务光信号和所述第i次发送的本地光信号,估计第i次的上行大气信道特征信息;将所述第i次的上行大气信道特征信息和第i次的下行业务光信号发送给汇聚站点,其中,所述第i次的下行业务光信号中承载了第一预置信息和第i次的下行业务信息。
实施上述步骤,可以使得汇聚站点根据所述上行参考大气信道特征信息和所述第i次的上行当前大气信道特征信息,将所述第i次的下行业务光信号分为至少两束下行部分相干光,以及,将所述至少两束下行部分相干光通过大气信道发送给远端站点,可以抵抗大气信道中湍流带来的影响,并且避免了汇聚站点中的光电转换过程,操作简便。
在可选实施例中,所述第i次的上行大气信道特征信息包括第i次的误差比特率BERi,中心站点可提取所述第i次发送的上行续传业务光信号中的损伤信息,和预先存储的第一预置信息对比,得到第i次的大气信道和光纤信道的混合特征信息;提取所述第i次发送的本地光信号中的损伤信息,和预先存储的第二预置信息对比,得到第i次的光纤信道特征信息;根据所述第i次的大气信道和光纤信道的混合特征信息、所述第i次的光纤信道特征信息得到误差比特率BERi。
在可选实施例中,中心站点还可根据所述第i次的光纤信道特征信息对承载有第一预置信息和第i次的下行业务信息的光信号做预补偿处理,得到第i次的下行业务光信号。实施该步骤,第i次的下行业务光信号在下行传输至远端站点时,预补偿处理和光纤信道带来的损伤可相互抵消。
在可选实施例中,中心站点还可接收所述汇聚站点发送的第一上行光信号和第二上行光信号;基于所述第一上行光信号和所述第二上行光信号估计上行参考大气信道特征信息;接收所述汇聚站点第1次发送的上行续传业务光信号和第1次发送的本地光信号;基于所述第1次发送的上行续传业务光信号和所述第1次发送的本地光信号,估计第1次的上行大气信道特征信息;将所述上行参考大气信道特征信息和所述第1次的上行大气信道特征信息发送给所述汇聚站点;将第1次的下行业务光信号发送给所述汇聚站点。实施上述步骤,可使汇聚站点接收到上行参考大气信道特征信息和第1次的上行大气信道特征信息,可用于汇聚站点第1次信息传输时使用。
可选的,所述上行参考大气信道特征信息包括参考误差比特率BERC,中心站点可提取所述第一上行光信号中的损伤信息,和预先存储的第三预置信息对比,得到参考大气信道和参考光纤信道的混合特征信息;提取所述第二上行光信号中的损伤信息,和预先存储的第四预置信息对比,得到参考光纤信道特征信息;根据所述参考大气信道和参考光纤信道的混合特征信息、所述参考光纤信道特征信息得到参考误差比特率BERC。
可选的,中心站点还可根据所述参考光纤信道特征信息对承载有第一预置信息和第1次的下行业务信息的光信号做预补偿处理,得到第1次的下行业务光信号。实施该步骤,第1次的下行业务光信号在下行传输至远端站点时,预补偿处理和光纤信道带来的损伤可相互抵消。
在可选实施例中,中心站点还可根据所述参考光纤信道特征信息对承载有第一预置信息的光信号做预补偿处理,得到第一下行光信号;将所述第一下行光信号发送给所述汇聚站点。实施该步骤,可使汇聚站点将第一下行光信号发送给远端站点,以使远端站点根据第一下行光信号估计下行参考大气信道特征信息,可用于远端站点第2次信息传输。
第四方面,本申请提供了用于执行第一方面描述的传输信息的方法的远端站点。所述远端站点可包括:存储器以及与所述存储器耦合的处理器、发射器、接收器和分光装置,其中:所述发射器用于向汇聚站点或其他网络设备发送信号,所述接收器用于接收汇聚站点或其他网络设备发送的信号,所述分光装置用于将第i次的上行业务光信号分为第i次的n束上行部分相干光,所述存储器用于存储第一方面描述的传输信息的方法的实现代码,所述处理器用于执行所述存储器中存储的程序代码,即执行第一方面或第一方面的可选实施例中的任意一种所提供的传输信息的方法。
第五方面,本申请提供了用于执行第二方面描述的传输信息的方法的汇聚站点。所述汇聚站点可包括:存储器以及与所述存储器耦合的处理器、发射器、接收器和分光装置,其中:所述发射器用于向远端站点、中心站点或其他网络设备发送信号,所述接收器用于接收远端站点、中心站点或其他网络设备发送的信号,所述分光装置用于将第i次的下行业务光信号分为第i次的n束下行部分相干光,所述存储器用于存储第二方面描述的传输信息的方法的实现代码,所述处理器用于执行所述存储器中存储的程序代码,即执行第二方面或第二方面的可选实施例中的任意一种所提供的传输信息的方法。
第六方面,本申请提供了一种用于执行第三方面描述的传输信息的方法的中心站点。所述中心站点可包括:存储器以及与所述存储器耦合的处理器、发射器和接收器,其中:所述发射器用于向汇聚站点或其他网络设备发送信号,所述接收器用于接收汇聚站点或其他网络设备发送的信号,所述存储器用于存储第三方面描述的传输信息的方法的实现代码,所述处理器用于执行所述存储器中存储的程序代码,即执行第三方面或第三方面的可选实施例中的任意一种所提供的传输信息的方法。
第七方面,本申请提供了一种远端站点,包括多个功能模块,用于相应的执行第一方面或第一方面的可选实施例中的任意一种所提供的方法。
第八方面,本申请提供了一种汇聚站点,包括多个功能模块,用于相应的执行第二方面或第二方面的可选实施例中的任意一种所提供的方法。
第九方面,本申请提供了一种中心站点,包括多个功能模块,用于相应的执行第三方面或第三方面的可选实施例中的任意一种所提供的方法。
第十方面,本申请提供了一种通信系统,包括:远端站点、汇聚站点、中心站点。其中,所述远端站点可以是第四方面或第七方面描述的远端站点,所述汇聚站点可以是第五方面或第八方面描述的汇聚站点,所述中心站点可以是第六方面或第九方面描述的中心站点。
第十一方面,本申请提供了一种计算机可读存储介质,所述可读存储介质上存储有实现第一方面描述的传输信息的方法的程序代码,该程序代码包含运行第一方面描述的传输信息的方法的执行指令。
第十二方面,本申请提供了一种包含指令的计算机程序产品,当其在计算机上运行时,使得计算机运行第一方面描述的传输信息的方法。
第十三方面,本申请提供了一种计算机可读存储介质,所述可读存储介质上存储有实现第二方面描述的传输信息的方法的程序代码,该程序代码包含运行第二方面描述的传输信息的方法的执行指令。
第十四方面,本申请提供了一种包含指令的计算机程序产品,当其在计算机上运行时,使得计算机运行第二方面描述的传输信息的方法。
第十五方面,本申请提供了一种计算机可读存储介质,所述可读存储介质上存储有实现第三方面描述的传输信息的方法的程序代码,该程序代码包含运行第三方面描述的传输信息的方法的执行指令。
第十六方面,本申请提供了一种包含指令的计算机程序产品,当其在计算机上运行时,使得计算机运行第三方面描述的传输信息的方法。
实施本申请,在上行传输信息时,远端站点可根据当前大气信道的实际情况,将上行业务光信号分为n束上行部分相干光并通过大气信道发送给汇聚站点,可相应地抵抗当前大气信道中的湍流对信息传输的影响;在下行传输信息时,汇聚站点可根据当前大气信道的实际情况,将下行业务光信号分为n束下行部分相干光并通过大气信道发送给远端站点,可相应地抵抗当前大气信道中的湍流对信息传输的影响。上述可知,本申请提升了传输性能,且实现了全光中继传输信号,避免了汇聚站点的光-电-光的转换,简化了操作。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或背景技术中的技术方案,下面将对本发明实施例或背景技术中所需要使用的附图进行说明。
图1是本申请提供的一种通信系统的结构示意图。
图2是本申请提供的光强闪烁时接收端接收到的光功率的波动示意图。
图3是本申请提供的两种湍流强度下接收端的眼图。
图4是现有技术提供的一种自适应光学系统的结构示意图。
图5是现有技术中信号传输的场景示意图。
图6是本申请提供的远端站点和中心站点获取参考大气信道特征信息的场景示意图。
图7是本申请提供的信息传输的场景示意图。
图8是本申请提供的一种传输信息的方法的流程图。
图9A是本申请提供的一种相干光分为部分相干光的场景示意图。
图9B是本申请提供的一种相干光分为部分相干光的流程图。
图10A是本申请提供的另一种相干光分为部分相干光的场景示意图。
图10B是本申请提供的另一种相干光分为部分相干光的流程图。
图11是本申请提供的一种远端站点的硬件架构示意图。
图12是本申请提供的一种汇聚站点的硬件架构示意图。
图13是本申请提供的一种中心站点的硬件架构示意图。
图14是本申请提供的一种远端站点、汇聚站点、中心站点的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图以及具体的实施方式对本申请实施例进行详细的介绍。
由于汇聚站点和远端站点之间通过FSO通信,图1所示通信系统的传输性能受大气信道的影响比较大。
人类活动和太阳辐照等因素所产生的大气微小温度随机变化将导致大气风速的随机变化,从而形成大气的湍流运动,在大气信道出现湍流的情况下,空气折射率随机变化,导致通过该大气信道的光束强度忽大忽小,光斑出现随机弥散现象,称为“光强闪烁”,会造成接收端噪声增加,增大FSO传输的误码率。可参见图2,图2示出了出现光强闪烁时,接收端探测到的光功率波动情况。由图2可知,FSO的波动频率随湍流强度变化,在遇到强湍流时,波动频率达几百赫兹。参见图3,图3示出了两种湍流强度下接收端的眼图,图中左图为湍流较弱时的眼图(eye diagram),尚可分辨眼图形状,右图为强湍流时,接收端的眼图明显恶化,已经无法分辨。湍流的增强造成了接收端接收到的噪声增加,FSO传输的误码率增大。
基于上述图1所示的现有技术中通过FSO传输数据的场景,在上行传输数据时,如果大气信道出现湍流,经过大气信道的业务信号劣化,劣化的业务信号会进一步传播到光纤信道中。在下行传输数据时,从中心站点发送的业务信号经过光纤信道传输后有一定的损伤,再次经过大气信道时,会进一步叠加湍流造成的大气信道损伤。在强湍流的情况下,甚至可造成接收端无法恢复信号,通信失败。
为了解决FSO中湍流造成的传输性能恶化(例如信噪比劣化、误码率增加等),现有技术中提出了在接收端增加自适应光学(Adaptive Optics,AO)装置的解决方案。对应于图1所示系统,即在远端站点和汇聚站点中都增加AO装置。参见图4,AO装置包括波前校正器、波前探测器、波前控制器、以及接收机等。波前探测器实时探测接收光束的波前,输出波前畸变信息给波前控制器。接收机对接收光束进行光电探测后,也会将实时探测到的信号质量参考信息输出给波前控制器。波前控制器根据波前校正算法输出波前控制信号,并将其反馈给波前校正器,以使波前校正器调整接收光束的波前特征(例如相位),改善接收光束的质量,使得进入接收机的光斑尽可能地聚焦,减少光斑随机弥散,从而改善接收机的信噪比、改善误码率。
该方案一方面是通过波前探测器探测到的波前畸变信息,另一方面是经过接收机光电探测后的信号质量,产生精确的闭环反馈控制信号实时调整光束的波前(或相位),不容易实现,不能很好地解决FSO中湍流对信号传输的影响。
参见图5,接下来以图1中上行传输数据为例,详细说明信号的具体传输过程。基站将待传输的业务信号编码,按照调制方式加载到激光载波上,即光信号,将光信号大气信道传输给汇聚站点。汇聚站点将接收到的光信号转化为电信号,汇聚站点将上述接收到的光信号转换为电信号后,对电信号做中继处理以改善信号质量后,再将电信号转化为光信号,通过光纤传输给中心站点。可理解的,现有技术中信号的传输过程在汇聚站点经过了光信号-电信号-光信号的转换,这种转换过程十分复杂,成本高,设备功率大。
上述可知,信号在由基站-汇聚站点-中心站点或者反向传输的过程中,汇聚站点在接收到光信号后,都会将光信号转化为电信号,并对该电信号做中继处理后再转化为光信号发送,以改善信号质量,防止大气信道中湍流现象带来的传输损伤进一步传播到光纤信道中,或者防止光纤信道带来的传输损伤进一步传输到大气信道中。显然地,汇聚站点对接收到的信号做光信号-电信号-光信号的转换,这种转换过程十分复杂,成本高,设备功率大。
为了改善FSO中湍流对信号传输的影响,以及实现全光中继传输信号,本申请提出了一种信息传输方法、相关装置及系统。
首先介绍本申请涉及的相关光以及部分相干光的概念。
相干光是指频率相同,且振动方向相同的光。当光束仅有一束时,该一束光也可称为相干光。当有两束光时,只要满足相干条件(振动方向相同、振动频率相同、相位相同或相位差保持恒定),该两束光也可称为相干光。
部分相干光是相对相干光的概念,多束光之间不满足相干条件即可称为部分相干光,部分相干光可以是振动方向不同、振动频率不同或者相位不同。用于衡量部分相干光之间的相干程度的参数为相干系数γ,取值在0-1之间。当γ=1时,光束完全相干;当γ=0时,光束完全不相干;当0<γ<1时,光束部分相干。其中,相干程度和部分相干光之间的时延差以及相位差相关,时延差越大,相干性越强,相位差越大,相干性越弱。
在大气信道中传输信息时,相干光和部分相干光都不可避免地会受到湍流现象带来的影响,但部分相干光受湍流现象的影响比相干光受湍流的影响更小,相当于部分相干光能够抵抗部分湍流带来的影响。
图1所示通信系统在实施本申请的信息传输方法前,会进行初始化的过程,以使远端站点获取下行参考大气信道特征信息,中心站点获取上行参考大气信道特征信息。其中,远端站点和中心站点预先存储了约定一致的参考信息,在本申请中称为第一预置信息,汇聚站点和中心站点也预先存储了约定一致的参考信息,在本申请中称为第二预置信息。第一预置信息和第二预置信息可以相同,也可以不相同。所述第一预置信息、第二预置信息都可以是一串序列,用于中心站点获取上行参考大气信道特征信息,还可用于远端站点获取下行参考大气信道特征信息。下面详细说明。
参见图6,图6是基于上述图1所示通信系统,远端站点获取下行参考大气信道特征信息,中心站点获取上行参考大气信道特征信息的场景示意图。
下面说明中心站点获取上行参考大气信道特征信息的过程。
首先,中心站点获取参考大气信道和参考光纤信道的混合特征信息,如下:
远端站点将承载第一预置信息的电信号转化为第一上行光信号,即将电信号转化为光信号。远端站点通过大气信道将第一上行光信号发送给汇聚站点。
相应地,汇聚站点通过大气信道接收第一上行光信号,并通过光纤信道将第一上行光信号转发给中心站点。
相应地,中心站点通过光纤信道接收第一上行光信号。第一上行光信号在传输过程中经过了大气信道和光纤信道,此时,中心站点接收到的第一上行光信号受到了大气信道和光纤信道带来的混合传输损伤。中心站点将受到混合传输损伤的第一上行光信号转化为电信号,即将光信号转化为电信号。中心站点可从该电信号中提取其承载的信息,即经过混合传输损伤后的第一预置信息,在本申请中可称为损伤信息。
中心站点将该第一上行光信号中提取的损伤信息和预先存储的第一预置信息对比,可以量化第一上行光信号受到的大气信道和光纤信道带来的混合传输损伤程度,即参考大气信道和参考光纤信道的混合特征信息。在本申请中,该参考大气信道和参考光纤信道的混合特征信息反映了大气信道和光纤信道对单光束或者相干光(第一上行光信号)的影响。
其次,中心站点获取参考光纤信道特征信息,如下:
汇聚站点将承载第二预置信息的电信号转化为第二上行光信号,即将电信号转化为光信号。汇聚站点通过光纤信道将第二上行光信号发送给中心站点。
相应地,中心站点通过光纤信道接收第二上行光信号,此时,中心站点接收到的第二上行光信号受到了光纤信道带来的传输损伤。中心站点将受到光纤信道传输损伤的第二上行光信号转化为电信号,即将光信号转化为电信号。中心站点可从该电信号中提取其承载的信息,该信息经过了光纤信道带来的传输损伤,即经过光纤信道传输损伤后的第二预置信息,在本申请中可将其称为损伤信息。
中心站点将该第二上行光信号中提取的损伤信息和预先存储的第二预置信息对比,可以量化第二上行光信号受到的光纤信道带来的传输损伤程度,即参考光纤信道的特征信息。
在获取了参考大气信道和参考光纤信道的混合特征信息、参考光纤信道特征信息之后,中心站点可根据上述两者估计上行参考大气信道特征信息,如下:
一般情况下,汇聚站点和中心站点之间的光纤信道传输距离小于20km,可认为在上述传输过程中,第一上行光信号受到的光纤信道的传输损伤和第二上行光信号受到的光纤信道的传输损伤相同。因此,中心站点根据上述大气信道和光纤信道的混合特征信息、光纤信道的特征信息,可以估计得到上行参考大气信道特征信息,即大气信道对单光束的影响。在本申请中,将该大气信道对单光束的影响量化为参考误差比特率BERC,即上行参考大气信道特征信息包括参考误差比特率BERC。
在本申请中,中心站点要获取可供参考的上行参考大气信道特征信息,能够反映大气信道对单光束的平均影响。具体实现中,图1所示通信系统在初始化时,可通过多次上述描述的中心站点获取上行参考大气信道特征信息的过程,获取多个上行参考大气信道特征信息。例如,可在24小时或者48小时内多次获取上行参考大气信道特征信息,并对该多个上行参考大气信道特征信息做平均化处理,得到可信的上行参考大气信道特征信息,上行参考大气信道特征信息中包括参考误差比特率BERC。
在本申请中,该上行参考大气信道特征信息在图1所示通信系统进行初始化时,由中心站点获取,可供本申请后续的信息传输方法使用。在可选实施例中,该上行参考大气信道特征信息也可定期进行更新,例如,可每一个季度或者每半年重新获取该上行参考大气信道特征信息。
下面说明远端站点获取下行参考大气信道特征信息的过程。
上述中心站点获取上行参考大气信道特征信息的过程中,中心站点获取了参考光纤信道特征信息。中心站点根据该参考光纤信道特征信息先将承载第一预置信息的电信号转化为光信号,再对该光信号做预补偿处理得到第一下行光信号,并将第一下行光信号通过光纤信道发送给汇聚站点。
这里,第一下行光信号从中心站点传输到汇聚站点的过程中,承载在第一下行光信号中的第一预置信息会受到光纤信道的传输损伤。在本申请中,上述预补偿处理对第一预置信息的影响可和光纤信道的传输损伤相互抵消,可认为第一预置信息经过光纤信道时没有受到光纤信道带来的传输损伤,汇聚站点接收到的信息和原始的第一预置信息之间的误差几乎可以忽略。
相应地,汇聚站点接收第一下行光信号并将其通过大气信道发送给远端站点。
相应地,远端站点通过大气信道接收第一下行光信号。由于之前的预补偿处理,此时,远端站点接收到的第一下行光信号相当于仅受到了大气信道带来的传输损伤。远端站点将受到大气信道传输损伤的第一下行光信号转化为电信号,即将光信号转化为电信号。远端站点可从该电信号中提取其承载的信息,即经过大气信道传输损伤后的第一预置信息,在本申请中可称为损伤信息。
远端站点将该第一下行光信号中提取的损伤信息和预先存储的第一预置信息对比,可以量化第一下行光信号受到的大气信道带来的损伤程度,即参考大气信道特征信息。在本申请中,参考大气信道特征信息反映了大气信道对单光束或者相干光(第一上行光信号)的影响,将大气信道对单光束的影响量化为参考误差比特率BERC,即下行参考大气信道特征信息包括参考误差比特率BERC。
在本申请中,远端站点要获取可供参考的下行参考大气信道特征信息,能够反映大气信道对单光束的平均影响。具体实现中,图1所示通信系统在初始化时,可通过多次上述描述的远端站点获取下行参考大气信道特征信息的过程,获取多个下行参考大气信道特征信息。例如,可在24小时或者48小时内多次获取下行参考大气信道特征信息,并对该多个下行参考大气信道特征信息做平均化处理,得到可信的下行参考大气信道特征信息,下行参考大气信道特征信息中包括误差比特率BERC。
这里远端站点获取到的参考误差比特率BERC反映的是远端站点侧接收到的单光束(第一下行光信号)受到大气信道的影响,上述中心站点获取到的参考误差比特率BERC反映的是中心站点侧接收到的单光束(第一上行光信号)受到大气信道的影响。两个误差比特率反映的是不同时间段的大气信道对单光束的影响。
在本申请中,该下行参考大气信道特征信息在图1所示通信系统进行初始化时,由远端站点获取,可供本申请后续的信息传输方法使用。在可选实施例中,该下行参考大气信道特征信息也可定期进行更新,例如,可每一个季度或者每半年重新获取该下行参考大气信道特征信息。
在远端站点获取下行参考大气信道信息(包括参考误差比特率BERC),中心站点获取上行参考大气信道信息(包括参考误差比特率BERC)之后,图1所示的通信系统可通过本申请的传输信息的方法来传输业务信号,业务信号可以承载在不同的物理载体上,例如光、电等。这里的业务信号可分为上行业务信号和下行业务信号,上行业务信号由远端站点通过汇聚站点发送给中心站点,下行业务信号由中心站点通过汇聚站点发送给远端站点。
在本申请中,由远端站点首次发起信息传输过程,即,以第i次信息传输为例,第i次信息传输包括两部分:第i次上行传输信息,信息传输过程中依次经过远端站点-汇聚站点-中心站点;第i次下行传输信息,信息传输过程中依次经过中心站点-汇聚站点-远端站点。
在图1所示通信系统进行信息传输时,远端站点和汇聚站点都会将发送的一束光信号分为n束光信号,并且依赖于最近两次接收到的光信号来调整该n束光信号的传输时延差或相位差,以此来改变该n束光信号的相干程度以抵抗大气信道中湍流带来的影响。
但是,在该通信系统首次传输信息时,远端站点还没有接收到任何光信号,不存在最近两次接收到的光信号,即不可能依赖于最近两次接收到的光信号来将第1次的上行业务光信号分为n束上行部分相干光并调整该n束上行部分相干光的相干系数。
在本申请中,第1次传输信息时,远端站点可将第1次的上行业务光信号分为n束上行部分相干光,调整所述n束上行部分相干光之间的传输时延差或者相位差,以使所述n束上行部分相干光之间的相干系数为预先设置的相干系数γ,其中,0≤γ≤1。例如,远端站点可调整所述n束上行部分相干光之间的传输时延差或者相位差,以使所述n束上行部分相干光之间的相干系数为0.5。
在该通信系统第1次传输信息时,汇聚站点仅接收到了远端站点发送的第1次的n束上行部分相干光,不存在最近两次接收到的光信号,即不可能依赖于最近两次接收到的光信号来将发送的一束光信号分为n束光信号并调整该n束光信号的相干系数。
在本申请中,第1次传输信息时,汇聚站点可依赖于上行参考大气信道特征信息和第1次的n束上行部分相干光,将第1次的下行业务光信号分为n束光信号并调整该n束光信号的相干系数。具体如下:
1、汇聚站点接收中心站点发送的上行参考大气信道特征信息、第1次的上行大气信道特征信息,其中,所述上行参考大气信道特征信息包括参考误差比特率BERC,所述第1次的上行大气信道特征信息包括第1次的误差比特率BER1。
这里,所述中心站点获取参考大气信道特征信息的过程可参考前面相关描述。所述中心站点获取所述第1次的上行大气信道特征信息的过程和所述第1次的n束上行部分相干光相关,且和后续获取第i次的上行大气信道特征信息类似,可参考后续描述。
5、将第1次的下行业务光信号分为第1次的n束下行部分相干光,以使所述第1次的n束下行部分相干光的相干系数等于γ1。
在该通信系统第2次传输信息时,远端站点仅接收到了汇聚站点发送的第1次的n束下行部分相干光,不存在最近两次接收到的光信号,即不可能依赖于最近两次接收到的光信号来将发送的一束光信号分为n束光信号并调整该n束光信号的相干系数。
在本申请中,第2次传输信息时,远端站点可依赖于下行参考大气信道特征信息和第1次的n束下行部分相干光,将第1次的上行业务光信号分为n束光信号并调整该n束光信号的相干系数。具体如下:
1、远端站点获取下行参考大气信道特征信息、第1次的下行大气信道特征信息,所述下行参考大气信道特征信息包括参考误差比特率BERC,所述第1次的下行大气信道特征信息包括误差比特率BER1。
这里,所述远端站点获取下行参考大气信道特征信息的过程可参考前面相关描述。所述远端站点获取第1次的下行大气信道特征信息的过程和所述第1次的n束下行部分相干光相关,切合后续获取第i次的下行大气信道特征信息类似,可参考后续描述。
5、将第2次的上行业务光信号分为第2次的n束上行部分相干光,以使所述第2次的n束上行部分相干光的相干系数等于γ1。
在经过了前两次信息传输后,远端站点接收到了最近两次的n束下行部分相干光,汇聚站点接收到了最近两次的n束上行部分相干光。即远端站点和汇聚站点都可以依赖于最近两次接收到的光信号来将需要发送的一束光信号分为n束光信号,并调整该n束光信号的传输时延差或相位差,以此来改变该n束光信号的相干程度以抵抗大气信道中湍流带来的影响。
下面以第i次上行传输业务信号和第i次下行传输业务信号为例详细说明本申请的方法。其中,i为大于等于3的正整数。
参见图7及图8,图7为本申请的信息传输方法涉及的信号传输的场景示意图,图8为本申请提供的信息传输方法的流程图。
其中,远端站点和中心站点预先存储了相同的第一预置信息,汇聚站点和中心站点预先存储了相同的第二预置信息。第一预置信息和第二预置信息可以相同,也可以不同。
首先,介绍上行传输信息时的步骤S101-S107。
S101、远端站点生成第i次的上行业务光信号,所述第i次的上行业务光信号中承载有第一预置信息和第i次的上行业务信息。
具体的,该第一预置信息是远端站点和中心站点约定好的,这里用于发送给中心站点以使中心站点获取第i次的上行大气信道特征信息。在本申请中,所述第一预置信息可以是一串序列。
具体的,所述第i次的上行业务信息可以是由接入所述远端站点的网络设备发送给所述远端站点的,也可以是由所述远端站点本地生成的。
在本申请中,所述第一预置信息和所述第i次的上行业务信息都承载在电信号中,远端站点通过光电转换装置将该电信号转化为光信号,即得到所述第i次的上行业务光信号。可选地,当所述第一预置信息为一串序列时,可在承载所述第i次的上行业务信息的电信号中直接插入该序列,并将插入该序列后的电信号通过光电转换为光信号,得到所述第i次的上行业务光信号。
S102、远端站点根据第i-1次的下行大气信道特征信息和第i-2次的下行大气信道特征信息,将第i次的上行业务光信号分为第i次的n束上行部分相干光。
具体的,第i-1次的下行大气信道特征信息是远端站点在接收到汇聚站点第i-1次发送的n束下行部分相干光时估计得到的,第i-2次的下行大气信道特征信息是远端站点在接收到汇聚站点第i-2次发送的n束下行部分相干光时估计得到的,具体过程和后续步骤S117中远端站点根据汇聚站点第i次发送的n束下行部分相干光估计得到第i次的下行大气信道特征信息类似,可参考后续描述。
在本申请中,远端站点在获取到第i-2次的下行大气信道特征信息后,会保存该第i-2次的下行大气信道特征信息,以供远端站点进行第i次上行传输业务信息时使用。
具体的,所述第i次的上行业务光信号分为第i次的n束上行部分相干光的具体实施过程可参考后续的图9A、图9B、图10A、图10B及相关描述。
在可选实施例中,所述第i次的上行业务光信号在分为第i次的n束上行部分相干光之前,会经过功率放大器(booster-Amplifier,BA)信号放大处理,以增强信号强度,便于后续处理。
S103、远端站点将所述第i次的n束上行部分相干光通过大气信道发送给汇聚站点。
在FSO中,部分相干光能够抵消大气信道中湍流现象对信号传输的部分影响。
在本申请中,所述n束上行部分相干光是根据第i-1次的下行大气信道特征信息和第i-2次的下行大气信道特征信息生成的,所述第i-1次的下行大气信道特征信息能够反映最近一次的大气信道对多光束的传输影响。因此,所述n束上行部分相干光在通过大气信道时,能够相应地抵抗当前大气信道中湍流现象带来的部分影响。相当于根据第i-1次的下行大气信道特征信息和第i-2次的下行大气信道特征信息,将所述第i次的上行业务光信号分为n束上行部分相干光在大气信道中传输,能够将所述第i次的上行业务信息受到当前大气信道中湍流带来的影响降到最低。
S104、相应地,汇聚站点接收所述第i次的n束上行部分相干光,并将所述第i次的n束上行部分相干光合成一束上行续传业务光信号。
具体的,汇聚站点可通过波分复用器(合波器)将接收到的所述n束上行部分相干光合成一束上行续传业务光信号。可理解的,由于步骤S103中抵消了当前大气信道中湍流现象带来的部分影响,所述上行续传业务光信号中承载的上行业务信息受到大气信道中湍流现象带来的影响是是有限的。
在可选实施例中,汇聚站点会对所述上行续传业务光信号做PA信号放大处理,以增强信号强度。
S105、汇聚站点生成第i次的本地光信号,所述第i次的本地光信号中承载有第二预置信息。
具体的,所述第二预置信息是汇聚站点和中心站点约定好的,这里用于发送给中心站点以使中心站点获取第i次的上行大气信道特征信息。在本申请中,所述第一预置信息可以是一串序列。
在本申请中,所述第二预置信息承载在电信号中,汇聚站点通过光电转换装置将该电信号转化为光信号,即得到所述第i次的本地光信号。
在可选实施例中,所述本地光信号中还可承载有汇聚站点本身需要发送给中心站点的第i次的汇聚站点信息,该第i次的汇聚站点信息也是承载在电信号中。可选地,当所述第二预置信息为一串序列时,可在承载所述第i次的汇聚站点信息的电信号中插入该序列,并将插入该序列后的电信号转换为光信号,得到所述第i次的本地光信号。
S106、汇聚站点将所述第i次的上行续传业务光信号和所述第i次的本地光信号通过光纤信道发送给中心站点。
在可选实施例中,汇聚站点将所述第i次的上行续传业务光信号通过光纤信道发送给中心站点之前,会经过PA信号放大处理,以增强信号强度。
在本申请中,汇聚站点可将所述第i次的上行续传业务光信号和所述第i次的本地光信号分别发送给中心站点,也可通过波分复用器(合波器)将上述两个光信号合成一路光信号发送给中心站点。
S107、中心站点从所述第i次的上行业务续传光信号提取损伤信息和经过传输损伤的第i次的上行业务信息,从所述第i次的本地光信号中提取损伤信息。
具体的,中心站点将所述第i次的上行业务续传光信号转化为电信号,再从该电信号中提取其承载的信息。在本申请中,该电信号中承载的信息包括两部分,一是经过大气信道和光纤信道混合传输损伤后的第一预置信息,在本申请中可将经过大气信道和光纤信道混合传输损伤后的第一预置信息称为损伤信息,二是经过传输损伤的第i次的上行业务信息。
具体的,中心站点将所述第i次的本地光信号转化为电信号,再从该电信号中提取其承载的信息。该电信号中承载的信息包括经过光纤信道传输损伤的第二预置信息,在本申请中可将经过光纤信道传输损伤的第二预置信息称为损伤信息。该电信号中承载的信息还有可能包括经过光纤信道传输损伤的汇聚站点本身需要发送给中心站点的第i次的汇聚站点信息。
上述可知,中心站点获取到了以下信息:经过大气信道和光纤信道混合传输损伤后的第一预置信息、经过光纤信道传输损伤的第二预置信息、经过传输损伤的第i次的上行业务信息,还有可能包括经过光纤信道传输损伤的第i次的汇聚站点信息。
中心站点获取到了后两项信息(即经过传输损伤的第i次的上行业务信息、经过光纤信道传输损伤的汇聚站点信息),或者仅获取到了经过传输损伤的第i次的上行业务信息时,整个通信系统完成了第i次的上行传输业务信息的过程,即远端站点将第i次的上行业务信息传输给了中心站点,可选地,汇聚站点将第i次的汇聚站点信息传输给了中心站点。
在此过程中,不可避免地,光纤信道会对所述第i次的上行续传业务光信号中的信息造成传输损伤。在现有技术中,光纤信道会将大气信道带来的传输损伤进一步叠加,传输过程所造成的传输损伤可能造成最终的接收端无法恢复发送端发送的信号。在本申请中,通过步骤S102-S103,原始的第i次的上行业务信息受到的大气信道带来的传输损伤是有限的,几乎可以忽略,从而使得在光纤信道中进一步叠加的大气信道的传输损伤也是有限的,解决了所述第i次的上行业务信息在混合传输介质中的传输损伤问题,能够保证上行信息传输的准确性,提升了通信系统的传输性能。
此外,在上述第i次的上行业务信息传输过程中,上行业务信息分别承载在了上行业务光信号、n束上行部分相干光、上行续传业务光信号中,显然地,上述第i次的上行业务信息从远端站点-汇聚站点-中心站点的传输过程中都是以光信号的形式进行传输的。完全通过光信号上行传输业务信息的过程,可以避免在汇聚站点进行光信号-电信号-光信号的转换过程,并实现了全光中继传输信号,传输过程更加简单。另外,由于汇聚站点避免了光电转换过程,因此汇聚站点不必设置传统的光电转换设备,使得汇聚站点的结构形态更加轻巧,易于实现,且更容易管理维护,适合在4.5G、5G等承载网中使用。
然后,介绍下行传输信息时的步骤S108-S116。
在下行传输信息时,需要利用上述中心站点获取到的前两项信息(即经过大气信道和光纤信道混合传输损伤后的第一预置信息、经过光纤信道传输损伤的第二预置信息)。
S108、中心站点将所述第i次的上行业务续传光信号中提取的损伤信息和预先存储的第一预置信息对比,得到第i次的大气信道和光纤信道的混合特征信息;将所述第i次的本地光信号中提取的损伤信息和第二预置信息对比,得到第i次的光纤信道特征信息。
具体的,所述第i次的上行业务续传光信号中提取的损伤信息即经过大气信道和光纤信道混合传输损伤后的第一预置信息,将其和预先存储的第一预置信息对比,可以量化第i次的上行业务光信号受到的大气信道和光纤信道的混合传输损伤程度,即第i次的大气信道和光纤信道的混合特征信息。在本申请中,该第i次的大气信道和光纤信道的混合特征信息对反映了第i次信息传输时,大气信道对多光束或者部分相干光(第i次的n束上行部分相干光)的影响和光纤信道对单光束(第i次的上行续传业务光信号)的影响。
具体的,所述第i次的本地光信号中提取的损伤信息即经过光纤信道传输损伤的第二预置信息,将其和预先存储的第二预置信息对比,可以量化第i次的本地光信号受到的光纤信道的传输损伤程度,即第i次的光纤信道特征信息。
S109、中心站点根据第i次的大气信道和光纤信道的混合特征信息、第i次的光纤信道特征信息,估计第i次的上行大气信道特征信息。
一般情况下,汇聚站点和中心站点之间的光纤信道传输距离小于20km,可认为在上述传输过程中,第i次的上行续传业务光信号受到的光纤信道的传输损伤和第i次的本地光信号受到的光纤信道的传输损伤相同。因此,中心站点可根据第i次的大气信道和光纤信道的混合特征信息、第i次的光纤信道特征信息估计得到第i次的上行大气信道特征信息。在本申请中,将第i次信息传输时,大气信道对多光束或者部分相干光的影响量化为第i次的误差比特率BERi,即第i次的上行大气信道特征信息包括第i次的误差比特率BERi。
S110、中心站点将及第i次的上行大气信道特征信息发送给汇聚站点。
S111、中心站点根据所述第i次的光纤信道特征信息对承载有第一预置信息和第i次的下行业务信息的光信号做预补偿处理,得到第i次的下行业务光信号。
具体的,该第一预置信息是远端站点和中心站点约定好的,这里用于发送给远端站点以使远端站点获取第i次的下行大气信道特征信息。在本申请中,所述第一预置信息可以是一串序列。
具体的,所述第i次的下行业务信息可以是由接入所述中心站点的网络设备发送给所述中心站点的,也可以是由所述中心站点本地生成的。
在本申请中,所述第一预置信息和所述第i次的下行业务信息都承载在电信号中,中心站点通过光电转换装置将该电信号转化为光信号,即得到所述承载有第一预置信息和第i次的下行业务信息的光信号。可选地,当所述第一预置信息为一串序列时,可在承载所述第i次的下行业务信息的电信号中直接插入该序列,并将插入该序列后的电信号通过光电转换为光信号,得到所述承载有第一预置信息和第i次的下行业务信息的光信号。
在本申请中,对所述承载有第一预置信息和第i次的下行业务信息的光信号做预补偿处理,以得到第i次的下行业务光信号。在上述步骤S108中,中心站点获取了第i次的光纤信道特征信息,中心站点根据该第i次的光纤信道特征信息对承载有第一预置信息和第i次的下行业务信息的光信号做预补偿处理得到第i次的下行业务光信号。
S112、中心站点通过光纤信道将所述第i次的下行业务光信号发送给汇聚站点。
这里,第i次的下行业务光信号从中心站点传输到汇聚站点的过程中,承载在所述第i次的下行业务光信号中的第i次的下行业务信息会受到光纤信道的传输损伤。在本申请中,上述预补偿处理对承载在所述第i次的下行业务光信号中的第i次的下行业务信息的影响可和光纤信道带来的传输损伤相互抵消,可认为第i次的下行业务信息经过光纤信道时没有受到光纤信道带来的传输损伤,汇聚站点接收到的信息和原始的第i次的下行业务信息之间的误差几乎可以忽略。
S113、汇聚站点根据第i次的上行大气信道特征信息和第i-1次的上行大气信道特征信息,将所述第i次的下行业务光信号分为第i次的n束下行部分相干光。
具体的,所述第i-1次的上行大气信道特征信息的获取过程和第i次的上行大气信道特征信息的获取过程类似,可参照步骤S101-S112。在本申请中,汇聚站点在获取到所述第i-1次的上行大气信道特征信息后,会保存该第i-1次的上行大气信道特征信息,以供汇聚站点进行第i次下行传输业务信息时使用。
具体的,所述第i次的下行业务光信号分为第i次的n束下行部分相干光的具体实施过程可参考后续的图9A、图9B、图9A、图9B及相关描述。
通常情况下,所述第i次的下行业务光信号在分为第i次的n束上行部分相干光之前,会经过BA信号放大处理,以增强信号强度,便于后续处理。
S114、汇聚站点将所述第i次的n束下行部分相干光通过大气信道发送给远端站点。
在FSO中,部分相干光能够抵消大气信道中湍流现象对信号传输的部分影响。
在本申请中,所述第i次的n束下行部分相干光是根据第i次的上行大气信道特征信息和第i-1次的上行大气信道特征信息生成的,所述第i次的上行大气信道特征信息能够反映最近一次信息传输时,大气信道对多光束或者部分相干光的传输影响。因此,所述第i次的n束下行部分相干光在通过大气信道时,能够相应地抵抗当前大气信道中湍流现象带来的部分影响。相当于根据第i次的上行大气信道特征信息和第i-1次的上行大气信道特征信息,将所述第i次的下行业务光信号分为第i次的n束下行部分相干光在大气信道中传输,能够将所述第i次的下行业务信息受到当前大气信道中湍流带来的影响降到最低。
S115、相应地,远端站点接收所述第i次的n束下行部分相干光,并将所述第i次的n束下行部分相干光合成一束光。
具体的,远端站点可通过波分复用器(合波器)将接收到的所述第i次的n束下行部分相干光合成一束光。通常情况下,远端站点会对该一束光做前置放大器(Pre-Amplifier,PA)信号放大处理,以增强信号轻度,再获取该一束光中承载的信息。
S116、远端站点从所述一束光中提取损伤信息和经过传输损伤的第i次的下行业务信息。
具体的,汇聚站点将所述一束光转化为电信号,再从该电信号中提取其承载的信息。在本申请中,该电信号中承载的信息包括两部分,一是经过传输损伤后的第一预置信息,在本申请中可将经过传输损伤后的第一预置信息称为损伤信息,二是经过传输损伤的第i次的下行业务信息。
远端站点获取到了后一项信息(即经过传输损伤的第i次的下行业务信息)时,整个通信系统完成了第i次的下行传输业务信息的过程,即中心站点将第i次的下行业务信息传输给了远端站点。
在此过程中,光纤信道对第i次的下行业务光信号(承载有第i次的下行业务信息)的影响可以被抵消。不可避免地,光纤信道会对第i次的下行业务光信号中的第i次的下行业务信息造成传输损伤。在本申请中,上述步骤S111中的预补偿处理对第i次的下行业务光信号(承载有第i次的下行业务信息)的影响可和光纤信道对其的传输损伤互相抵消,可认为第i次的下行业务光信号(承载有第i次的下行业务信息)经过光纤信道时没有受到光纤信道带来的传输损伤。远端站点提取到的第i次的下行业务信息仅受到了大气信道带来的传输损伤,即经过传输损伤的第i次的下行业务信息。
在此过程中,步骤S114通过将第i次的下行业务光信号分为第i次的n束下行部分相干光在大气信道中传输,可将所述第i次的下行业务信息受到当前大气信道中湍流带来的影响降到最低。因此,远端站点最终提取到的经过传输损伤的第i次的下行业务信息和中心站点处原始发送的第i次的下行业务信息之间的误差是很小的。上述过程解决了第i次的下行业务信息在混合传输介质中的传输损伤问题,能够保证下行信息传输的准确性,提升通信系统的传输性能。
此外,在上述第i次的下行业务信息传输过程中,下行业务信息分别承载在了下行业务光信号、n束下行部分相干光、下行续传业务光信号中,显然地,上述第i次的下行业务信息从中心站点-汇聚站点-远端站点的传输过程中都是以光信号的形式进行传输的。完全通过光信号下行传输业务信息的过程,可以避免在汇聚站点进行光信号-电信号-光信号的转换过程,并实现了全光中继传输信号,传输过程更加简单。另外,由于汇聚站点避免了光电转换过程,因此汇聚站点不必设置传统的光电转换设备,使得汇聚站点的结构形态更加轻巧,易于实现,且更容易管理维护,适合在4.5G、5G等承载网中使用。
在本申请中,远端站点获取到的前一项信息(即经过传输损伤后的第一预置信息)可用于第i+1次的上行信息传输,即用于远端站点向中心站点传输第i+1次的上行业务信息,下面详细说明。
S117、远端站点将该一束光中提取的损伤信息和预先存储的第一预置信息对比,得到第i次的下行大气信道特征信息。
这里,正常情况下,上述第i次的下行传输业务信息时,即信息从中心站点-汇聚站点-远端站点的过程中,第i次的下行业务光信号(承载有第一预置信息)会受到来光纤信道带来的传输损伤,n束下行部分相干光(承载有第一预置信息)会受到大气信道带来的传输损伤。在本申请中,上述步骤S111中的预补偿处理对第i次的下行业务光信号(承载有第一预置信息)的影响可和光纤信道对其的传输损伤互相抵消,可认为第i次的下行业务光信号(承载有第一预置信息)经过光纤信道时没有受到光纤信道带来的传输损伤,远端站点提取到的第一预置信息仅受到了大气信道带来的传输损伤。
此时,远端站点将该一束光中提取的损伤信息和预先存储的第一预置信息对比,可以量化第i次的n束下行部分相干光受到的大气信道带来的损伤程度,即第i次的下行大气信道特征信息。在本申请中,第i次的n束下行部分相干光受到的大气信道带来的损伤程度反映了第i次信息传输时,大气信道对多光束或者部分相干光(第i次的n束下行部分相干光)的影响。在本申请中,将第i次信息传输时,大气信道对多光束或者部分相干光(第i次的n束下行部分相干光)的影响量化为第i次的误差比特率BERi,即第i次的下行大气信道特征信息包括第i次的误差比特率BERi。
这里的误差比特率BERi反映的是在远端站点需要上行发送信息时,最近一次的大气信道对多光束或者部分相干光的影响。上述步骤S109中得到的误差比特率BERnI反映的是中心站点需要下行发送信息时,最近一次的大气信道对多光束或者部分相干光的影响。两个误差比特率反映的是不同时间段的大气信道对多光束或者部分相干光的影响,可分别用于不同时间段的上行信息传输和下行信息传输。
S118、远端站点生成第i+1次的上行业务光信号,所述第i+1次的上行业务光信号中承载有第一预置信息和第i+1次的上行业务信息。
具体的,步骤S118和步骤S101类似,可参照前面相关描述。
S119、远端站点根据第i次的下行大气信道特征信息和第i-1次的下行大气信道特征信息,将第i+1次的上行业务光信号分为n束上行部分相干光。
具体的,所述第i次的下行大气信道特征信息的获取过程可参照步骤S117。所述第i-1次的下行大气信道特征信息是本申请中的通信系统在第i次信息传输后,远端站点估计得到并保存的。
可理解的,步骤S119和步骤S101类似,本申请中的通信系统可依照上述步骤持续进行第i+1次、第i+2次、第i+3次的信息传输过程。
上述可知,实施图8所示方法中的步骤,能够抵抗当前大气信道中湍流对信息传输的影响,还能够实现全光中继传输信息。
上述的方法实施例中,步骤102中远端站点根据第i-1次的下行大气信道特征信息和第i-2次的下行大气信道特征信息,将第i次的上行业务光信号分为第i次的n束上行部分相干光,步骤S113中汇聚站点根据第i次的上行大气信道特征信息和第i-1次的上行大气信道特征信息,将第i次的下行业务光信号分为第i次的n束下行部分相干光,上述两个过程是类似的,下面详细说明。
以步骤S113为例说明,本申请提供了两种方法将第i次的下行业务光信号分为第i次的下n束下行部分相干光。
第一种,通过偏振分集得到n束下行部分相干光。参见图9A及图9B,图9A为本申请提供的偏振分集得到n束下行部分相干光的场景示意图,图9B为本申请提供的偏振分集得到n束下行部分相干光的方法流程图。所述第一种方法可包括如下步骤:
这里,汇聚站点已经获取了第i次的上行大气信道特征信息和第i-1次的上行大气信道特征信息,所述第i次的上行大气信道特征信息包括第i次的误差比特率BERi,所述第i-1次的上行大气信道特征信息包括第i-1次的误差比特率BERi-1。
具体的,所述第i次的上行大气信道特征信息由中心站点发送给汇聚站点,可参照图8中步骤S110的相关描述。
具体的,所述第i-1次的上行大气信道特征信息由中心站点发送给汇聚站点,可参照图8中步骤S113的相关描述。
S203、根据计算得到相干系数γi,γi反映所述汇聚站点接收到所述远端站点第i次发送的n束上行部分相干光经过大气信道时的相干程度,γi-1反映所述汇聚站点接收到所述远端站点第i-1次发送的n束上行部分相干光经过大气信道时的相干程度。
具体的,本申请中的通信系统在进行第i-1次信息传输时,汇聚站点会计算得到相干系数γi-1,相干系数γi-1为所述远端站点第i-1次发送的n束上行部分相干光中,并保存γi-1以供第i次信息传输时使用,即步骤S203中远端站点计算γi使用。
S204、将第i次的下行业务光信号分为一束偏振方向为X的下行光和一束偏振方向为Y的下行光。
具体的,这里可通过偏振分束器将第i次的下行业务光信号分为一束偏振方向为X的下行光和一束偏振方向为Y的下行光,上述两束光的振动方向不同,因此,所述该两束光为部分相干光。此时,所述偏振方向为X的下行光和所述偏振方向为Y的下行光的相干程度是不确定的。
S205、当BERi>BERi-1时,增大所述偏振方向为X的下行光和所述偏振方向为Y的下行光之间的传输时延差,以使所述偏振方向为X的下行光和所述偏振方向为Y的下行光的相干系数γ小于γi-1,得到第i次的n束下行部分相干光。
具体的,这里可通过调节所述偏振方向为X的下行光对应的可调光延迟线(Variable Optical Delay Line,VODL)或所述偏振方向为Y的下行光对应的VODL中的至少一个,可精密稳定地控制所述偏振方向为X的下行光的延时或所述偏振方向为Y的下行光的延时,以调节所述偏振方向为X的下行光和所述偏振方向为Y的下行光之间的传输时延差,从而改变所述偏振方向为X的下行光和所述偏振方向为Y的下行光之间的相干程度。
具体的,当第i次的误差比特率BERi大于第i-1次的误差比特率BERi-1时,说明误差比特率增大,当前大气信道中湍流强度增强。此时,可通过增大所述偏振方向为X的下行光和所述偏振方向为Y的下行光之间的传输时延差,减小所述偏振方向为X的下行光和所述偏振方向为Y的下行光的相干程度,使所述偏振方向为X的下行光和所述偏振方向为Y的下行光的相干系数γ小于γi-1,可以相应地抵抗当前大气信道中的强度增强的湍流带来的影响,提升传输性能。
S206、当BERi<BERi-1时,减小所述偏振方向为X的下行光和所述偏振方向为Y的下行光之间的传输时延差,以使所述偏振方向为X的下行光和所述偏振方向为Y的下行光的相干系数γ大于或等于γi-1,得到第i次的n束下行部分相干光。
具体的,当第i次的误差比特率BERi小于第i-1次的误差比特率BERi-1时,误差比特率BERnI减小,说明当前大气信道中湍流强度减弱。此时,可通过减小所述偏振方向为X的下行光和所述偏振方向为Y的下行光之间的传输时延差,加大所述偏振方向为X的下行光和所述偏振方向为Y的下行光的相干程度,使所述偏振方向为X的下行光和所述偏振方向为Y的下行光的相干系数γ1大于或等于γ,可以相应地抵抗当前大气信道中强度减弱的湍流带来的影响,提升传输性能。
第二种,通过空间调制得到n束下行部分相干光。参见图10A及图10B,图10A为本申请提供的空间调制得到两束下行部分相干光的场景示意图,图10B为本申请提供的空间调制得到两束下行部分相干光的方法流程图。所述第二种方法可包括如下步骤:
S303、根据计算得到相干系数γi,γi反映所述汇聚站点接收到所述远端站点第i次发送的n束上行部分相干光经过大气信道时的相干程度,γi-1反映所述汇聚站点接收到所述远端站点第i-1次发送的n束上行部分相干光经过大气信道时的相干程度。
这里,步骤S301-S302和图9B中的步骤S201-S202类似,可参照图9B中的相关描述。
S304、将第i次的下行业务光信号分为n束下行光,其中,第k束下行光的波长为λk,k为小于或等于n的正整数。
具体的,这里可通过过滤器将第i次的下行业务光信号分为n束下行光,所述n束下行光的波长不同,频率也不同,因此,所述n束下行光为部分相干光。此时,所述n束下行光的相干程度是不确定的。
S305、当BERi>BERi-1时,以第j束下行光的相位为基准,调节第m束下行光的相位,以增大所述第j束下行光和所述第m束下行光之间的相位差,以使所述第j束下行光和所述第m束下行光之间的相干系数γ小于γi-1,得到第i次的n束下行部分相干光。
这里,m、j为小于或等于n的正整数,且m不等于j。
具体的,这里可通过调节所述n束下行光对应的n个空间光调制器中的至少一个,可精密稳定地控制所述n束下行部分相干光中至少一个的相位,以调节所述n束下行部分相干光之间的相位差,从而改变所述n束下行部分相干光之间的相干程度。
在本申请中,可以以n束下行光中的任意一束下行光的相位作为基准光,调节其余的一束或者多束下行光的相位。特别的,可同时调节其余n-1束下行光的相位,以调节所述n-1束下行光中的每一束下行光和该基准光之间的相位差,从而改变所述n-1束下行光分别和该基准光之间的相位差。
具体的,当第i次的误差比特率BERi大于第i-1次的误差比特率BERi-1时,说明误差比特率增大,当前大气信道中湍流强度增强。此时,以n束下行光中的任意一束下行光的相位作为基准,调节其余n-1束下行光分别对应的空间光调制器中的至少一个,调节其余n-1束下行光中的至少一个的相位,以增大其余n-1束下行光中的至少一个和基准下行光之间的相位差,以减小所述n束下行光的相干程度,可以相应地抵抗当前大气信道中的强度增强的湍流带来的影响,提升传输性能。
S306、当BERi<BERi-1时,以第j束下行光的相位为基准,调节第m束下行光的相位,以减小所述第j束下行光和所述第m束下行光之间的相位差,以使所述第j束下行光和所述第m束下行光之间的相干系数γ大于或等于γi-1,得到第i次的n束下行部分相干光。
在本申请中,可以以n束下行光中的任意一束下行光的相位作为基准光,调节其余的一束或者多束下行光的相位。特别的,可同时调节其余n-1束下行光的相位,以调节所述n-1束下行光中的每一束下行光和该基准光之间的相位差,从而改变所述n-1束下行光分别和该基准光之间的相位差。
具体的,当第i次的误差比特率BERi小于第i-1次的误差比特率BERi-1时,说明误差比特率减小,当前大气信道中湍流强度减弱。此时,以n束下行光中的任意一束下行光的相位作为基准,调节其余n-1束下行光分别对应的空间光调制器中的至少一个,以调节其余n-1束下行光中的至少一个的相位,以减小其余n-1束下行光中的至少一个和基准下行光之间的相位差,,以增大所述n束下行光的相干程度,可以相应地抵抗当前大气信道中的强度减弱的湍流带来的影响,提升传输性能。
举例来说,假设n=2,经过过滤器得到两束下行光。可以以其中一束光的相位为基准,调节另一束下行光对应的空间光调制器的调制相位阶,以控制两束下行光之间的相位差,从而调节两束下行光的相干程度。当两束下行光之间的相位差增大时,两束下行光的相干程度减弱,相干系数减小;当两束下行光之间的相位差减小时,两束下行光的相干程度增强,相干系数增大。
通过上述两种方法,汇聚站点可根据所述第i次的上行大气信道特征信息和第i-1次的上行大气信道特征信息,判断大气信道中湍流的变化情况,并将第i次的下行业务光信号分为n束下行部分相干光,调节所述n束下行部分相干光之间的相干程度,可相应地抵抗当前大气信道的湍流带来的影响,提高整个通信系统的传输性能。
上述详细阐述了本申请的方法,为了便于更好地实施本申请的上述方案,本申请还提供了相应的装置。
下面介绍本申请涉及的远端站点的一种实现方式,参见图11。图11是本申请提供的一种远端站点110的实现方式的结构框图。该远端站点可包括:通信接口111、一个或多个处理器112、发射器113、接收器114、耦合器115、天线116、存储器117和分光装置118。这些部件可通过总线或者其它方式连接,图11以通过总线连接为例。其中:
通信接口111可用于远端站点110与其他通信设备,例如汇聚站点、其他远端站点等进行通信。具体实现中,通信接口111可以是网络通信接口,例如LTE(4G)通信接口、5G或者未来新空口的通信接口。不限于无线通信接口,远端站点110还可以配置有有线的通信接口来支持有线通信。
天线116可用于将传输线中的电磁能转换成自由空间中的电磁波,或者将自由空间中的电磁波转换成传输线中的电磁能。耦合器115可用于将通信号分成多路,分配给多个的接收器114。
发射器113可用于对处理器112输出的信号进行发射处理,用于向汇聚站点或者其他网络设备发射信号。接收器114可用于对天线116接收的信号进行接收处理,用于接收汇聚站点或者其他网络设备或者V2X终端发射的信号。发射器113和接收器114的数量均可以是一个或者多个。
在本申请中,发射器113用于向汇聚站点发送光信号,包括上述第一上行光信号、图8实施例中的第i次的n束上行部分相干光等,接收器114用于接收汇聚站点发送的光信号,包括上述第一下行光信号、图8实施例中的第i次的n束下行部分相干光等。
存储器117与处理器112耦合,用于存储各种软件程序和/或多组指令。具体实现中,存储器112可包括高速随机存取的存储器,并且也可包括非易失性存储器,例如一个或多个磁盘存储设备、闪存设备或其他非易失性固态存储设备。存储器112可以存储操作系统(下述简称系统),例如uCOS、VxWorks、RTLinux等嵌入式操作系统。存储器112还可以存储网络通信程序,该网络通信程序可用于与一个或多个附加设备,一个或多个终端设备,一个或多个网络设备进行通信。在本申请中,存储器117中存储有上述描述的第一预置信息。
在本申请的一些实施例中,存储器112可用于存储本申请的一个或多个实施例提供的信息传输方法在远端站点110侧的实现程序。关于本申请的一个或多个实施例提供的信息传输方法的实现,请参考前述实施例。
处理器112可包括:管理/通信模块(Administration Module/CommunicationModule,AM/CM)(用于话路交换和信息交换的中心)、基本模块(Basic Module,BM)(用于完成呼叫处理、信令处理、无线资源管理、无线链路的管理和电路维护功能)、码变换及子复用单元(Transcoder and SubMultiplexer,TCSM)(用于完成复用解复用及码变换功能)等等。
本发明实施例中,处理器112可用于读取和执行计算机可读指令。具体的,处理器112可用于调用存储于存储器117中的程序,例如本申请的一个或多个实施例提供的信息传输方法在远端站点110侧的实现程序,并执行该程序包含的指令。
分光装置118可用于将第i次的上行业务光信号分为第i次的n束上行部分相干光。
在可选实施例中,分光装置118可包括偏振分束器以及多个VODL,处理器112可用于控制偏振分束器以及多个VODL,将上行业务光信号分为一束偏振方向为X的上行光和一束偏振方向为Y的上行光,并调节偏振方向为X的上行光和偏振方向为Y的上行光之间的传输时延差。
在可选实施例中,分光装置118可包括过滤器及多个空间光调制器,处理器112可用于控制过滤器及多个空间光调制器,将上行业务光信号分为n束上行光,并调节所述n束上行光之间的相位差。
具体实现中,远端站点110可以是图1所示通信系统中的远端站点,可实施为基站收发台,无线收发器,一个基本服务集(BSS),一个扩展服务集(ESS),NodeB,eNodeB等等。远端站点110可以实施为几种不同类型的基站,例如宏基站、微基站等。
需要说明的,图11所示的远端站点110仅仅是本发明实施例的一种实现方式,实际应用中,远端站点110还可以包括更多或更少的部件,这里不作限制。
参见图12,图12是本申请提供的一种汇聚站点120的实现方式的结构框图。该汇聚站点可包括:通信接口121、一个或多个处理器122、发射器123、接收器124、耦合器125、天线126、存储器127和分光装置128。这些部件可通过总线或者其它方式连接,图12以通过总线连接为例。其中:
通信接口121可用于汇聚站点120与其他通信设备,例如和远端站点、中心站点或其他汇聚站点等进行通信。具体实现中,通信接口121可以是网络通信接口,例如LTE(4G)通信接口、5G或者未来新空口的通信接口。不限于无线通信接口,汇聚站点120还可以配置有有线的通信接口来支持有线通信。
天线126可用于将传输线中的电磁能转换成自由空间中的电磁波,或者将自由空间中的电磁波转换成传输线中的电磁能。耦合器125可用于将通信号分成多路,分配给多个的接收器124。
发射器123可用于对处理器122输出的信号进行发射处理,用于向汇聚站点或者其他网络设备发射信号。接收器124可用于对天线126接收的信号进行接收处理,用于接收汇聚站点或者其他网络设备或者V2X终端发射的信号。发射器123和接收器124的数量均可以是一个或者多个。
在本申请中,发射器123用于向中心站点发送光信号,包括上述第一上行光信号、第二上行光信号、图8实施例中的第i次的上行续传业务光信号、第i次的本地光信号等,还可用于向远端站点发送光信号,包括上述第一下行光信号、图8实施例中的第i次的n束下行部分相干光等。接收器124用于接收中心站点发送的光信号,包括上述图8实施例中的第i次的下行业务光信号等,还可用于接收汇聚站点发送的光信号,包括上述第一上行光信号、图8实施例中的第i次的n束上行部分相干光等。
存储器127与处理器122耦合,用于存储各种软件程序和/或多组指令。具体实现中,存储器122可包括高速随机存取的存储器,并且也可包括非易失性存储器,例如一个或多个磁盘存储设备、闪存设备或其他非易失性固态存储设备。存储器122可以存储操作系统(下述简称系统),例如uCOS、VxWorks、RTLinux等嵌入式操作系统。存储器122还可以存储网络通信程序,该网络通信程序可用于与一个或多个附加设备,一个或多个终端设备,一个或多个网络设备进行通信。在本申请中,存储器127中存储有上述描述的第二预置信息。
在本申请的一些实施例中,存储器122可用于存储本申请的一个或多个实施例提供的信息传输方法在汇聚站点120侧的实现程序。关于本申请的一个或多个实施例提供的信息传输方法的实现,请参考前述实施例。
处理器122可包括:管理/通信模块(Administration Module/CommunicationModule,AM/CM)(用于话路交换和信息交换的中心)、基本模块(Basic Module,BM)(用于完成呼叫处理、信令处理、无线资源管理、无线链路的管理和电路维护功能)、码变换及子复用单元(Transcoder and SubMultiplexer,TCSM)(用于完成复用解复用及码变换功能)等等。
本发明实施例中,处理器122可用于读取和执行计算机可读指令。具体的,处理器122可用于调用存储于存储器127中的程序,例如本申请的一个或多个实施例提供的信息传输方法在汇聚站点120侧的实现程序,并执行该程序包含的指令。
分光装置128可用于将第i次的上行业务光信号分为第i次的n束上行部分相干光。
在可选实施例中,分光装置128可包括偏振分束器以及多个VODL,处理器122可用于控制偏振分束器以及多个VODL,将下行业务光信号分为一束偏振方向为X的下行光和一束偏振方向为Y的下行光,并调节偏振方向为X的下行光和偏振方向为Y的下行光之间的传输时延差。
在可选实施例中,分光装置128可包括过滤器及多个空间光调制器,处理器122可用于控制过滤器及多个空间光调制器,将下行业务光信号分为n束下行光,并调节所述n束下行光之间的相位差。
具体实现中,汇聚站点120可以是图1所示通信系统中的汇聚站点,可实施为基站收发台,无线收发器,一个基本服务集(BSS),一个扩展服务集(ESS),NodeB,eNodeB等等。汇聚站点120可以实施为几种不同类型的基站,例如宏基站、微基站、等。在本申请中,汇聚站点120可汇聚远端站点发送的信号。
需要说明的,图12所示的汇聚站点120仅仅是本发明实施例的一种实现方式,实际应用中,汇聚站点120还可以包括更多或更少的部件,这里不作限制。
参见图13,图13是本申请提供的一种中心站点130的实现方式的结构框图。该中心站点可包括:通信接口131、一个或多个处理器132、发射器133、接收器134、耦合器135、天线136和存储器137。这些部件可通过总线或者其它方式连接,图13以通过总线连接为例。其中:
通信接口131可用于中心站点130与其他通信设备,例如和汇聚站点、其他中心站点等进行通信。具体实现中,通信接口131可以是网络通信接口,例如LTE(4G)通信接口、5G或者未来新空口的通信接口。不限于无线通信接口,中心站点130还可以配置有有线的通信接口来支持有线通信。
天线136可用于将传输线中的电磁能转换成自由空间中的电磁波,或者将自由空间中的电磁波转换成传输线中的电磁能。耦合器135可用于将通信号分成多路,分配给多个的接收器134。
发射器133可用于对处理器132输出的信号进行发射处理,用于向中心站点或者其他网络设备发射信号。接收器134可用于对天线136接收的信号进行接收处理,用于接收中心站点或者其他网络设备或者V2X终端发射的信号。发射器133和接收器134的数量均可以是一个或者多个。
在本申请中,发射器133用于向汇聚站点发送光信号,包括上述第一下行光信号、图8实施例中的第i次的下行业务光信号等。接收器134用于接收汇聚站点发送的光信号,包括上述第一上行光信号、第二上行光信号、图8实施例中的第i次的上行续传业务光信号、第i次的本地光信号等。
存储器137与处理器132耦合,用于存储各种软件程序和/或多组指令。具体实现中,存储器132可包括高速随机存取的存储器,并且也可包括非易失性存储器,例如一个或多个磁盘存储设备、闪存设备或其他非易失性固态存储设备。存储器132可以存储操作系统(下述简称系统),例如uCOS、VxWorks、RTLinux等嵌入式操作系统。存储器132还可以存储网络通信程序,该网络通信程序可用于与一个或多个附加设备,一个或多个终端设备,一个或多个网络设备进行通信。在本申请中,存储器137中存储有上述描述的第一预置信息、第二预置信息。
在本申请的一些实施例中,存储器132可用于存储本申请的一个或多个实施例提供的信息传输方法在中心站点130侧的实现程序。关于本申请的一个或多个实施例提供的信息传输方法的实现,请参考前述实施例。
处理器132可包括:管理/通信模块(Administration Module/CommunicationModule,AM/CM)(用于话路交换和信息交换的中心)、基本模块(Basic Module,BM)(用于完成呼叫处理、信令处理、无线资源管理、无线链路的管理和电路维护功能)、码变换及子复用单元(Transcoder and SubMultiplexer,TCSM)(用于完成复用解复用及码变换功能)等等。
本发明实施例中,处理器132可用于读取和执行计算机可读指令。具体的,处理器132可用于调用存储于存储器137中的程序,例如本申请的一个或多个实施例提供的信息传输方法在中心站点130侧的实现程序,并执行该程序包含的指令。
具体实现中,中心站点130可以是图1所示通信系统中的中心站点,可实施为基站收发台,无线收发器,一个基本服务集(BSS),一个扩展服务集(ESS),NodeB,eNodeB等等。中心站点130可以实施为几种不同类型的基站,例如宏基站、微基站、基带处理单元(BuildingBase band Uni,RRU)等。
需要说明的,图13所示的中心站点130仅仅是本发明实施例的一种实现方式,实际应用中,中心站点130还可以包括更多或更少的部件,这里不作限制。
参见图14,图14是本申请提供的一种远端站点、汇聚站点和中心站点的结构示意图。远端站点140可以是前述方法实施例中的所述远端站点,汇聚站点141可以是前述方法实施例中的所述汇聚站点,中心站点142可以是前述方法实施例中的所述中心站点。
首先,如图所示,远端站点140可包括:接收单元1401、发射单元1402、处理单元1403、分光单元1404,其中:
所述接收单元1401,用于接收汇聚站点第i-1次发送的n束下行部分相干光,其中,i为大于等于3的正整数,n为大于等于2的正整数;
所述处理单元1403,用于基于所述第i-1次发送的n束下行部分相干光估计第i-1次的下行大气信道特征信息;
所述分光单元1404,用于根据所述第i-1次的下行大气信道特征信息和第i-2次的下行大气信道特征信息,将第i次的上行业务光信号分为第i次的n束上行部分相干光,其中,所述第i次的上行业务光信号中承载了第一预置信息和第i次的上行业务信息;
所述发射单元1402,用于将所述第i次的n束上行部分相干光通过大气信道发送给所述汇聚站点。
在可选实施例中,所述第i-1次的下行大气信道特征信息包括第i-1次的误差比特率BERi-1,所述处理单元1403具体用于提取所述第i-1次发送的n束下行部分相干光中的损伤信息,和预先存储的第一预置信息对比,得到第i-1次的误差比特率BERi-1。
在可选实施例中,所述第i-2次的下行大气信道特征信息包括第i-2次的误差比特率BERi-2,所述处理单元1403还用于根据BERi-1和BERi-2得到相干系数γi-1,γi-1反映所述远端站点接收到所述汇聚站点第i-1次发送的n束下行部分相干光经过大气信道时的相干程度;所述分光单元1404具体用于根据BERi-2、BERi-1、γi-1将第i次的上行业务光信号分为n束上行部分相干光。
在可选实施例中,所述分光单元1404具体用于将所述第i次的上行业务光信号分为一束偏振方向为X的上行光和一束偏振方向为Y的上行光;
当BERi-1>BERi-2时,增大所述偏振方向为X的上行光和所述偏振方向为Y的上行光之间的传输时延差,以使所述偏振方向为X的上行光和所述偏振方向为Y的上行光的相干系数γ小于γi-1,得到第i次的两束上行部分相干光;
当BERi-1<BERi-2时,减小所述偏振方向为X的上行光和所述偏振方向为Y的上行光之间的传输时延差,以使所述偏振方向为X的上行光和所述偏振方向为Y的上行光的相干系数γ大于或等于γi-1,得到第i次的两束上行部分相干光。
在可选实施例中,所述分光单元1404具体用于将所述第i次的上行业务光信号分为n束上行光,其中,第k束上行光的波长为λk,k为小于或等于n的正整数;
当BERi-1>BERi-2时,以第j束上行光的相位为基准,调节第m束上行光的相位,以增大所述第j束上行光和所述第m束上行光之间的相位差,以使所述第j束上行光和所述第m束上行光之间的相干系数γ小于γi-1,得到第i次的n束上行部分相干光;
当BERi-1<BERi-2时,以第j束上行光的相位为基准,调节第m束上行光的相位,以减小所述第j束上行光和所述第m束上行光之间的相位差,以使所述第j束上行光和所述第m束上行光之间的相干系数γ大于或等于γi-1,得到第i次的n束上行部分相干光;
其中,m、j为小于或等于n的正整数,且m不等于j。
其次,如图所示,汇聚站点141可包括:接收单元1411、发射单元1412、处理单元1413、分光单元1414。其中:
所述接收单元1411,用于接收中心站点发送的第i次的上行大气信道特征信息和第i次的下行业务光信号,其中,所述第i次发送的下行业务光信号中承载了第一预置信息和第i次的下行业务信息,i为大于等于2的正整数;
所述分光单元1414,用于根据所述第i次的上行大气信道特征信息和第i-1次的上行大气信道特征信息,将所述第i次发送的下行业务光信号分为第i次的n束下行部分相干光;
所述发射单元1412,用于将所述第i次的n束下行部分相干光通过大气信道发送给远端站点。
在可选实施例中,所述接收单元1411还用于,接收所述远端站点第i次发送的n束上行部分相干光;
所述分光单元1414还用于,将所述第i次发送的n束上行部分相干光合成第i次的上行续传业务光信号;
所述发射单元1412还用于,将所述第i次的上行续传业务光信号和第i次的本地光信号发送给所述中心站点,其中,所述第i次的本地光信号是所述汇聚站点本地生成的,且所述第i次的本地光信号中承载有第二预置信息。
在可选实施例中,所述第i次的上行大气信道特征信息包括第i次的误差比特率BERi,所述第i-1次的上行大气信道特征信息包括第i-1次的误差比特率BERi-1,所述处理单元1413具体用于,根据BERi和BERi-1得到相干系数γi,γi反映所述汇聚站点接收到所述远端站点第i次发送的n束上行部分相干光经过大气信道时的相干程度;所述分光单元1414具体用于,根据BERi-1、BERi、γi将第i次的下行业务光信号分为第i次的n束下行部分相干光。
在可选实施例中,所述分光单元1414具体用于,将第i次的下行业务光信号分为一束偏振方向为X的下行光和一束偏振方向为Y的下行光;
当BERi>BERi-1时,增大所述偏振方向为X的下行光和所述偏振方向为Y的下行光之间的传输时延差,以使所述偏振方向为X的下行光和所述偏振方向为Y的下行光的相干系数γ小于γi-1,得到第i次的n束下行部分相干光;
当BERi<BERi-1时,减小所述偏振方向为X的下行光和所述偏振方向为Y的下行光之间的传输时延差,以使所述偏振方向为X的下行光和所述偏振方向为Y的下行光的相干系数γ大于或等于γi-1,得到第i次的n束下行部分相干光。
在可选实施例中,所述分光单元1414具体用于,
将第i次的下行业务光信号分为n束下行光,其中,第k束下行光的波长为λk,k为小于或等于n的正整数;
当BERi>BERi-1时,以第j束下行光的相位为基准,调节第m束下行光的相位,以增大所述第j束下行光和所述第m束下行光之间的相位差,以使所述第j束下行光和所述第m束下行光之间的相干系数γ小于γi-1,得到第i次的n束下行部分相干光;
当BERi<BERi-1时,以第j束下行光的相位为基准,调节第m束下行光的相位,以减小所述第j束下行光和所述第m束下行光之间的相位差,以使所述第j束下行光和所述第m束下行光之间的相干系数γ大于或等于γi-1,得到第i次的n束下行部分相干光;
其中,m、j为小于或等于n的正整数,且m不等于j。
然后,如图所示,中心站点142可包括:接收单元1421、发射单元1422、处理单元1423。其中:
所述接收单元1421,用于接收汇聚站点第i次发送的上行续传业务光信号和第i次发送的本地光信号,其中,i为大于等于2的正整数;
所述处理单元1423,用于基于所述第i次发送的上行续传业务光信号和所述第i次发送的本地光信号,估计第i次的上行大气信道特征信息;
所述发射单元1422,用于将所述第i次的上行大气信道特征信息和第i次的下行业务光信号发送给汇聚站点,其中,所述第i次的下行业务光信号中承载了第一预置信息和第i次的下行业务信息。
在可选实施例中,所述第i次的上行大气信道特征信息包括第i次的误差比特率BERi,所述处理单元1423,具体用于提取所述第i次发送的上行续传业务光信号中的损伤信息,和预先存储的第一预置信息对比,得到第i次的大气信道和光纤信道的混合特征信息;提取所述第i次发送的本地光信号中的损伤信息,和预先存储的第二预置信息对比,得到第i次的光纤信道特征信息;根据所述第i次的大气信道和光纤信道的混合特征信息、所述第i次的光纤信道特征信息得到误差比特率BERi。
在可选实施例中,所述处理单元1423,还用于根据所述第i次的光纤信道特征信息对承载有第一预置信息和第i次的下行业务信息的光信号做预补偿处理,得到第i次的下行业务光信号。
可理解的,关于上述远端站点140、汇聚站点141、中心站点142的各个功能单元的具体实现可参考前述图8、图9B、图10B分别对应的方法实施例。
另外,本申请还提供了一种通信系统,所述通信系统可以是图1所示的通信系统,可包括:远端站点、汇聚站点和中心站点。其中,所述远端站点可以是图8方法实施例中的远端站点,所述汇聚站点可以是图8、图9B、图10B分别对应的方法实施例中的汇聚站点,所述中心站点可以是图8方法实施例中的中心站点。
具体实现中,所述远端站点可以是图11所示的远端站点110,所述汇聚站点可以是图12所示的汇聚站点120,所述中心站点可以是图13所示的中心站点130。所述远端站点、汇聚站点、中心站点也可以分别是图14所示的远端站点140、汇聚站点141、中心站点142。
关于所述远端站点、汇聚站点、中心站点的具体实现可参考前述图8、图9B、图10B分别对应的方法实施例,这里不再赘述。
综上,实施本申请,将业务光信号分为n两束部分相干光在大气信道中传输,能够抵抗当前大气信道中湍流对信息传输的影响,还能够实现全光中继传输信息。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程,该流程可以由计算机程序来指令相关的硬件完成,该程序可存储于计算机可读取存储介质中,该程序在执行时,可包括如上述各方法实施例的流程。而前述的存储介质包括:ROM或随机存储记忆体RAM、磁碟或者光盘等各种可存储程序代码的介质。
Claims (30)
1.一种传输信息的方法,其特征在于,包括:
远端站点接收汇聚站点第i-1次发送的n束下行部分相干光,其中,i为大于等于3的正整数,n为大于等于2的正整数;
基于所述第i-1次发送的n束下行部分相干光估计第i-1次的下行大气信道特征信息;
根据所述第i-1次的下行大气信道特征信息和第i-2次的下行大气信道特征信息,将第i次的上行业务光信号分为第i次的n束上行部分相干光,其中,所述第i次的上行业务光信号中承载了第一预置信息和第i次的上行业务信息;所述第一预置信息为所述远端站点和中心站点约定的参考信息;
将所述第i次的n束上行部分相干光通过大气信道发送给所述汇聚站点。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述第i-1次的下行大气信道特征信息包括第i-1次的误差比特率BERi-1,
所述基于所述第i-1次发送的n束下行部分相干光估计第i-1次的下行大气信道特征信息包括:提取所述第i-1次发送的n束下行部分相干光中的损伤信息,和预先存储的第一预置信息对比,得到第i-1次的误差比特率BERi-1。
3.如权利要求2所述的方法,其特征在于,所述第i-2次的下行大气信道特征信息包括第i-2次的误差比特率BERi-2,
所述根据所述第i-1次的下行大气信道特征信息和第i-2次的下行大气信道特征信息,将第i次的上行业务光信号分为第i次的n束上行部分相干光包括:
根据BERi-1和BERi-2得到相干系数γi-1,γi-1反映所述远端站点接收到所述汇聚站点第i-1次发送的n束下行部分相干光经过大气信道时的相干程度;
根据BERi-2、BERi-1、γi-1将第i次的上行业务光信号分为n束上行部分相干光。
4.如权利要求3所述的方法,其特征在于,所述根据BERi-2、BERi-1、γi-1将第i次的上行业务光信号分为第i次的n束上行部分相干光,包括:
将所述第i次的上行业务光信号分为一束偏振方向为X的上行光和一束偏振方向为Y的上行光;
当BERi-1>BERi-2时,增大所述偏振方向为X的上行光和所述偏振方向为Y的上行光之间的传输时延差,以使所述偏振方向为X的上行光和所述偏振方向为Y的上行光的相干系数γ小于γi-1,得到第i次的两束上行部分相干光;
当BERi-1<BERi-2时,减小所述偏振方向为X的上行光和所述偏振方向为Y的上行光之间的传输时延差,以使所述偏振方向为X的上行光和所述偏振方向为Y的上行光的相干系数γ大于或等于γi-1,得到第i次的两束上行部分相干光。
5.如权利要求3所述的方法,其特征在于,所述根据BERi-2、BERi-1、γi-1将第i次的上行业务光信号分为第i次的n束上行部分相干光,包括:
将所述第i次的上行业务光信号分为n束上行光,其中,第k束上行光的波长为λk,k为小于或等于n的正整数;
当BERi-1>BERi-2时,以第j束上行光的相位为基准,调节第m束上行光的相位,以增大所述第j束上行光和所述第m束上行光之间的相位差,以使所述第j束上行光和所述第m束上行光之间的相干系数γ小于γi-1,得到第i次的n束上行部分相干光;
当BERi-1<BERi-2时,以第j束上行光的相位为基准,调节第m束上行光的相位,以减小所述第j束上行光和所述第m束上行光之间的相位差,以使所述第j束上行光和所述第m束上行光之间的相干系数γ大于或等于γi-1,得到第i次的n束上行部分相干光;
其中,m、j为小于或等于n的正整数,且m不等于j。
7.一种传输信息的方法,其特征在于,包括:
汇聚站点接收中心站点第i次发送的下行业务光信号,其中,所述第i次发送的下行业务光信号中承载了第一预置信息和第i次的下行业务信息,i为大于等于2的正整数;所述第一预置信息为所述中心站点和远端站点约定的参考信息;
接收所述中心站点发送的第i次的上行大气信道特征信息;
根据所述第i次的上行大气信道特征信息和第i-1次的上行大气信道特征信息,将所述第i次发送的下行业务光信号分为第i次的n束下行部分相干光;
将所述第i次的n束下行部分相干光通过大气信道发送给所述远端站点。
8.如权利要求7所述的方法,其特征在于,所述接收所述中心站点发送的第i次的上行大气信道特征信息之前,还包括:
接收所述远端站点第i次发送的n束上行部分相干光;
将所述第i次发送的n束上行部分相干光合成第i次的上行续传业务光信号;
将所述第i次的上行续传业务光信号和第i次的本地光信号发送给所述中心站点,其中,所述第i次的本地光信号是所述汇聚站点本地生成的,且所述第i次的本地光信号中承载有第二预置信息;所述第二预置信息为所述汇聚站点和所述中心站点约定的参考信息。
9.如权利要求7所述的方法,其特征在于,所述第i次的上行大气信道特征信息包括第i次的误差比特率BERi,所述第i-1次的上行大气信道特征信息包括第i-1次的误差比特率BERi-1,
所述根据所述第i次的上行大气信道特征信息和第i-1次的上行大气信道特征信息,将所述第i次发送的下行业务光信号分为n束下行部分相干光,包括:
根据BERi和BERi-1得到相干系数γi,γi反映所述汇聚站点接收到所述远端站点第i次发送的n束上行部分相干光经过大气信道时的相干程度;
根据BERi-1、BERi、γi将第i次的下行业务光信号分为第i次的n束下行部分相干光。
10.如权利要求9所述的方法,其特征在于,所述根据BERi-1、BERi、γi将第i次的下行业务光信号分为第i次的n束下行部分相干光,包括:
将第i次的下行业务光信号分为一束偏振方向为X的下行光和一束偏振方向为Y的下行光;
当BERi>BERi-1时,增大所述偏振方向为X的下行光和所述偏振方向为Y的下行光之间的传输时延差,以使所述偏振方向为X的下行光和所述偏振方向为Y的下行光的相干系数γ小于γi-1,得到第i次的n束下行部分相干光;
当BERi<BERi-1时,减小所述偏振方向为X的下行光和所述偏振方向为Y的下行光之间的传输时延差,以使所述偏振方向为X的下行光和所述偏振方向为Y的下行光的相干系数γ大于或等于γi-1,得到第i次的n束下行部分相干光。
11.如权利要求9所述的方法,其特征在于,所述根据BERi-1、BERi、γi将第i次的下行业务光信号分为第i次的n束下行部分相干光,包括:
将第i次的下行业务光信号分为n束下行光,其中,第k束下行光的波长为λk,k为小于或等于n的正整数;
当BERi>BERi-1时,以第j束下行光的相位为基准,调节第m束下行光的相位,以增大所述第j束下行光和所述第m束下行光之间的相位差,以使所述第j束下行光和所述第m束下行光之间的相干系数γ小于γi-1,得到第i次的n束下行部分相干光;
当BERi<BERi-1时,以第j束下行光的相位为基准,调节第m束下行光的相位,以减小所述第j束下行光和所述第m束下行光之间的相位差,以使所述第j束下行光和所述第m束下行光之间的相干系数γ大于或等于γi-1,得到第i次的n束下行部分相干光;
其中,m、j为小于或等于n的正整数,且m不等于j。
13.一种传输信息的方法,其特征在于,包括:
中心站点接收汇聚站点第i次发送的上行续传业务光信号和第i次发送的本地光信号,其中,i为大于等于2的正整数;
基于所述第i次发送的上行续传业务光信号和所述第i次发送的本地光信号,估计第i次的上行大气信道特征信息;
将所述第i次的上行大气信道特征信息和第i次的下行业务光信号发送给汇聚站点,其中,所述第i次的下行业务光信号中承载了第一预置信息和第i次的下行业务信息;所述第一预置信息为所述中心站点和远端站点约定的参考信息。
14.如权利要求13所述的方法,其特征在于,所述第i次的上行大气信道特征信息包括第i次的误差比特率BERi,
所述基于所述第i次发送的上行续传业务光信号和所述第i次发送的本地光信号,估计第i次的上行大气信道特征信息,包括:
提取所述第i次发送的上行续传业务光信号中的损伤信息,和预先存储的第一预置信息对比,得到第i次的大气信道和光纤信道的混合特征信息;
提取所述第i次发送的本地光信号中的损伤信息,和预先存储的第二预置信息对比,得到第i次的光纤信道特征信息;所述第二预置信息为所述汇聚站点和所述中心站点约定的参考信息;
根据所述第i次的大气信道和光纤信道的混合特征信息、所述第i次的光纤信道特征信息得到误差比特率BERi。
15.如权利要求14所述的方法,其特征在于,将所述第i次的下行业务光信号发送给汇聚站点之前,还包括:
根据所述第i次的光纤信道特征信息对承载有第一预置信息和第i次的下行业务信息的光信号做预补偿处理,得到第i次的下行业务光信号。
16.一种远端站点,其特征在于,包括:接收器、发射器、处理器、分光装置,其中,
所述接收器,用于接收汇聚站点第i-1次发送的n束下行部分相干光,其中,i为大于等于3的正整数,n为大于等于2的正整数;
所述处理器,用于基于所述第i-1次发送的n束下行部分相干光估计第i-1次的下行大气信道特征信息;
所述分光装置,用于根据所述第i-1次的下行大气信道特征信息和第i-2次的下行大气信道特征信息,将第i次的上行业务光信号分为第i次的n束上行部分相干光,其中,所述第i次的上行业务光信号中承载了第一预置信息和第i次的上行业务信息;所述第一预置信息为所述远端站点和中心站点约定的参考信息;
所述发射器,用于将所述第i次的n束上行部分相干光通过大气信道发送给所述汇聚站点。
17.如权利要求16所述的远端站点,其特征在于,所述第i-1次的下行大气信道特征信息包括第i-1次的误差比特率BERi-1,
所述处理器具体用于提取所述第i-1次发送的n束下行部分相干光中的损伤信息,和预先存储的第一预置信息对比,得到第i-1次的误差比特率BERi-1。
18.如权利要求17所述的远端站点,其特征在于,所述第i-2次的下行大气信道特征信息包括第i-2次的误差比特率BERi-2,
所述处理器还用于根据BERi-1和BERi-2得到相干系数γi-1,γi-1反映所述远端站点接收到所述汇聚站点第i-1次发送的n束下行部分相干光经过大气信道时的相干程度;
所述分光装置具体用于根据BERi-2、BERi-1、γi-1将第i次的上行业务光信号分为n束上行部分相干光。
19.如权利要求18所述的远端站点,其特征在于,所述分光装置具体用于将所述第i次的上行业务光信号分为一束偏振方向为X的上行光和一束偏振方向为Y的上行光;
当BERi-1>BERi-2时,增大所述偏振方向为X的上行光和所述偏振方向为Y的上行光之间的传输时延差,以使所述偏振方向为X的上行光和所述偏振方向为Y的上行光的相干系数γ小于γi-1,得到第i次的两束上行部分相干光;
当BERi-1<BERi-2时,减小所述偏振方向为X的上行光和所述偏振方向为Y的上行光之间的传输时延差,以使所述偏振方向为X的上行光和所述偏振方向为Y的上行光的相干系数γ大于或等于γi-1,得到第i次的两束上行部分相干光。
20.如权利要求18所述的远端站点,其特征在于,所述分光装置具体用于将所述第i次的上行业务光信号分为n束上行光,其中,第k束上行光的波长为λk,k为小于或等于n的正整数;
当BERi-1>BERi-2时,以第j束上行光的相位为基准,调节第m束上行光的相位,以增大所述第j束上行光和所述第m束上行光之间的相位差,以使所述第j束上行光和所述第m束上行光之间的相干系数γ小于γi-1,得到第i次的n束上行部分相干光;
当BERi-1<BERi-2时,以第j束上行光的相位为基准,调节第m束上行光的相位,以减小所述第j束上行光和所述第m束上行光之间的相位差,以使所述第i束上行光和所述第m束上行光之间的相干系数γ大于或等于γi-1,得到第i次的n束上行部分相干光;
其中,m、j为小于或等于n的正整数,且m不等于j。
22.一种汇聚站点,其特征在于,包括:发射器、接收器、处理器、分光装置,其中,
所述接收器,用于接收中心站点发送的第i次的上行大气信道特征信息和第i次的下行业务光信号,其中,所述第i次发送的下行业务光信号中承载了第一预置信息和第i次的下行业务信息,i为大于等于2的正整数;所述第一预置信息为所述中心站点和远端站点约定的参考信息;
所述分光装置,用于根据所述第i次的上行大气信道特征信息和第i-1次的上行大气信道特征信息,将所述第i次发送的下行业务光信号分为第i次的n束下行部分相干光;
所述发射器,用于将所述第i次的n束下行部分相干光通过大气信道发送给远端站点。
23.如权利要求22所述的汇聚站点,其特征在于,
所述接收器还用于,接收所述远端站点第i次发送的n束上行部分相干光;
所述分光装置还用于,将所述第i次发送的n束上行部分相干光合成第i次的上行续传业务光信号;
所述发射器还用于,将所述第i次的上行续传业务光信号和第i次的本地光信号发送给所述中心站点,其中,所述第i次的本地光信号是所述汇聚站点本地生成的,且所述第i次的本地光信号中承载有第二预置信息;所述第二预置信息为所述汇聚站点和所述中心站点约定的参考信息。
24.如权利要求22所述的汇聚站点,其特征在于,所述第i次的上行大气信道特征信息包括第i次的误差比特率BERi,所述第i-1次的上行大气信道特征信息包括第i-1次的误差比特率BERi-1,
所述处理器具体用于,根据BERi和BERi-1得到相干系数γi,γi反映所述汇聚站点接收到所述远端站点第i次发送的n束上行部分相干光经过大气信道时的相干程度;
所述分光装置具体用于,根据BERi-1、BERi、γi将第i次的下行业务光信号分为第i次的n束下行部分相干光。
25.如权利要求24所述的汇聚站点,其特征在于,所述分光装置具体用于,将第i次的下行业务光信号分为一束偏振方向为X的下行光和一束偏振方向为Y的下行光;
当BERi>BERi-1时,增大所述偏振方向为X的下行光和所述偏振方向为Y的下行光之间的传输时延差,以使所述偏振方向为X的下行光和所述偏振方向为Y的下行光的相干系数γ小于γi-1,得到第i次的n束下行部分相干光;
当BERi<BERi-1时,减小所述偏振方向为X的下行光和所述偏振方向为Y的下行光之间的传输时延差,以使所述偏振方向为X的下行光和所述偏振方向为Y的下行光的相干系数γ大于或等于γi-1,得到第i次的n束下行部分相干光。
26.如权利要求24所述的汇聚站点,其特征在于,所述分光装置具体用于,将第i次的下行业务光信号分为n束下行光,其中,第k束下行光的波长为λk,k为小于或等于n的正整数:
当BERi>BERi-1时,以第j束下行光的相位为基准,调节第m束下行光的相位,以增大所述第j束下行光和所述第m束下行光之间的相位差,以使所述第j束下行光和所述第m束下行光之间的相干系数γ小于γi-1,得到第i次的n束下行部分相干光;
当BERi<BERi-1时,以第j束下行光的相位为基准,调节第m束下行光的相位,以减小所述第j束下行光和所述第m束下行光之间的相位差,以使所述第j束下行光和所述第m束下行光之间的相干系数γ大于或等于γi-1,得到第i次的n束下行部分相干光;
其中,m、j为小于或等于n的正整数,且m不等于j。
28.一种中心站点,其特征在于,包括:接收器、发射器、处理器,其中,
所述接收器,用于接收汇聚站点第i次发送的上行续传业务光信号和第i次发送的本地光信号,其中,i为大于等于2的正整数;
所述处理器,用于基于所述第i次发送的上行续传业务光信号和所述第i次发送的本地光信号,估计第i次的上行大气信道特征信息;
所述发射器,用于将所述第i次的上行大气信道特征信息和第i次的下行业务光信号发送给汇聚站点,其中,所述第i次的下行业务光信号中承载了第一预置信息和第i次的下行业务信息;所述第一预置信息为所述中心站点和远端站点约定的参考信息。
29.如权利要求28所述的中心站点,其特征在于,所述第i次的上行大气信道特征信息包括第i次的误差比特率BERi,
所述处理器,具体用于提取所述第i次发送的上行续传业务光信号中的损伤信息,和预先存储的第一预置信息对比,得到第i次的大气信道和光纤信道的混合特征信息;
提取所述第i次发送的本地光信号中的损伤信息,和预先存储的第二预置信息对比,得到第i次的光纤信道特征信息;所述第二预置信息为所述汇聚站点和所述中心站点约定的参考信息;
根据所述第i次的大气信道和光纤信道的混合特征信息、所述第i次的光纤信道特征信息得到误差比特率BERi。
30.如权利要求29所述的中心站点,其特征在于,所述处理器,还用于根据所述第i次的光纤信道特征信息对承载有第一预置信息和第i次的下行业务信息的光信号做预补偿处理,得到第i次的下行业务光信号。
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