CN112260763B - 一种射线位置调制通信系统及通信方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种射线位置调制通信系统及通信方法，包括沿信号传输方向依次设置的信息源、调控电路、信号发生装置、信号接收装置和解调电路，信号发生装置包括放射源和基座，放射源放射出具有强穿透性的射线，基座上设置有多个定位位置，放射源在调控电路的驱动下，在多个定位位置之间切换；根据初始电信号，驱动放射源在多个定位位置之间移动切换，放射源在不同的定位位置放射的射线，形成射线信号；信号接收装置包括多个射线探测器，多个射线探测器与多个定位位置在射线传输方向上一一对应，接收射线信号，并将射线信号转换为编码电信号，解调后输出。本发明基于射线位置的编码，码元种类更多，有助于提高通信速率，同时又降低了通信误码率。

Description

一种射线位置调制通信系统及通信方法

技术领域

本发明涉及通信技术领域，具体涉及一种射线位置调制通信系统及通信方法。

背景技术

γ射线通信是以γ射线光子作为载波信号传输信息的一种通信方式。γ射线穿透力强，能量高，是波长短于0.01埃，频率高于1.5千亿亿赫兹的电磁波，由于其极高的穿透力，利用γ射线进行通信对于实现电磁屏蔽环境下的通信具有十分重要的意义。

γ射线载波频率非常高，具有粒子性特征，反映在γ射线探测器1上，γ射线光子被表征为一个个在时间上离散的的脉冲串，对现有的γ射线探测器1时间分辨能力而言，γ射线波动性表现的不明显，传统的电磁波调制方法并不适用，因而在现有的技术水平下探究γ射线的调制方法对于提高γ射线通信速率及拓广其实际应用领域都具有重要意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是电磁屏蔽环境下，无线电波等传统的无线通信方法无法进行通信，目的在于提供一种射线位置调制通信系统及通信方法，解决了电磁屏蔽环境下无线通信的问题。

本发明通过下述技术方案实现：

一种射线位置调制通信系统，包括沿信号传输方向依次设置的信息源、调控电路、信号发生装置、信号接收装置和解调电路，所述信号发生装置包括放射源和基座，所述放射源放射出具有强穿透性的射线，所述基座上设置有多个定位位置，所述放射源在所述调控电路的驱动下，在所述多个定位位置之间切换；所述信息源用于将原始信息信号转换为初始电信号；所述调控电路根据所述初始电信号，驱动所述放射源在多个定位位置之间移动切换，所述放射源在不同的定位位置放射的射线，形成射线信号；所述信号接收装置包括多个射线探测器，所述多个射线探测器与所述多个定位位置在射线传输方向上一一对应，所述信号接收装置接收所述射线信号，并将所述射线信号转换为编码电信号；所述解调电路将所述编码电信号解调后输出。

本发明的每个射线探测器对应一个确定的放射源定位位置，通过不同位置射线探测器检测到的射线强度或能量情况来实现对放射源位置参数的识别，信号接收装置将识别出的放射源位置参数信息转换为电信号输出至解调电路，完成γ射线信号的解调过程。

放射源能够实现的每个定位位置对应一个射线探测器。通过放射源的每个位置参数对射线进行调制，加载通信信息，再通过对应放射源位置分布的若干个射线探测器来接收射线信号，同时对放射源的位置参数进行识别，从而对射线信号进行解调。

进一步的，所述多个定位位置等间距分布在所述基座上。

进一步的，所述多个定位位置之间设置有轨道，所述放射源沿所述轨道在多个定位位置之间运动。

进一步的，所述基座为一个长条构件，所述多个定位位置在所述长条构件上依次排开。

进一步的，所述基座为一块板状构件，所述多个定位位置在所述板状构件上均匀分布。

进一步的，所述信息源、调控电路和信号发生装置位于屏蔽空间的一侧，所述信号接收装置和解调电路位于屏蔽空间的另一侧。

进一步的，所述通信系统还包括信息接收端，所述信息接收端用于接收经解调后的输出信号。

进一步的，所述放射源包括γ放射源或X放射源。

本发明的另一种实现方式，一种射线位置调制通信方法，包括放射源和多个定位位置，所述放射源放射出具有强穿透性的射线，所述通信方法包括以下步骤：步骤S1：将原始信息信号转换为初始电信号；步骤S2：根据所述初始电信号，驱动所述放射源移动到不同的定位位置，根据不同的定位位置的放射源放射出的射线，形成射线信号；步骤S3：探测并接收所述射线信号，将所述射线信号解调后输出，完成通信。

进一步的，包括多个射线探测器，所述多个射线探测器与所述多个定位位置在射线传输方向上一一对应。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、实现了利用γ射线的空间位置参数对γ射线进行调制并完成通信过程。

2、本发明可以作为实现电磁屏蔽环境下通信的一种技术方案。

3、本发明用于编码的码元种类更多，有助于提高通信速率，同时又能够降低通信误码率。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明解调示意图；

图2为本发明信号传输线路示意图。

附图中标记及对应的零部件名称：

1-射线探测器。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例1

本实施例1是一种射线位置调制通信系统，包括沿信号传输方向依次设置的信息源、调控电路、信号发生装置、信号接收装置和解调电路，信号发生装置包括放射源和基座，放射源放射出具有强穿透性的射线，基座上设置有多个定位位置，放射源在调控电路的驱动下，在多个定位位置之间切换；信息源用于将原始信息信号转换为初始电信号；调控电路根据初始电信号，驱动放射源在多个定位位置之间移动切换，放射源在不同的定位位置放射的射线，形成射线信号；信号接收装置包括多个射线探测器，多个射线探测器与多个定位位置在射线传输方向上一一对应，信号接收装置接收射线信号，并将射线信号转换为编码电信号；解调电路将编码电信号解调后输出。

本实施例1的每个射线探测器对应一个确定的放射源定位位置，通过不同位置射线探测器检测到的射线强度或能量情况来实现对放射源位置参数的识别，信号接收装置将识别出的放射源位置参数信息转换为电信号输出至解调电路，完成γ射线信号的解调过程。

放射源能够实现的每个定位位置对应一个射线探测器。通过放射源的每个位置参数对射线进行调制，加载通信信息，再通过对应放射源位置分布的若干个射线探测器来接收射线信号，同时对放射源的位置参数进行识别，从而对射线信号进行解调。

实施例2

本实施例2是在实施例1的基础上，多个定位位置等间距分布在基座上。多个定位位置之间设置有轨道，放射源沿轨道在多个定位位置之间运动。基座可以为一个长条构件，多个定位位置在长条构件上依次排开。基座可以是一块板状构件，多个定位位置在板状构件上均匀分布。基座也可以是其他形状的构件。

实施例3

本实施例3是在实施例1的基础上，信息源、调控电路和信号发生装置位于屏蔽空间的一侧，信号接收装置和解调电路位于屏蔽空间的另一侧。通信系统还包括信息接收端，信息接收端用于接收经解调后的输出信号。

当信息源、调控电路和信号发生装置位于电磁屏蔽环境内，信号接收装置和解调电路位于电磁屏蔽环境外时，信号由电磁屏蔽环境由内向外传输通信；当信息源、调控电路和信号发生装置位于电磁屏蔽环境外，信号接收装置和解调电路位于电磁屏蔽环境内时，信号由电磁屏蔽环境由外向内传输通信；也可以使用两套本发明的系统，实现电磁屏蔽环境内外的双向通信。

实施例4

本实施例4是一种射线位置调制通信方法，包括放射源和多个定位位置，放射源放射出具有强穿透性的射线，通信方法包括以下步骤：

步骤S1：将原始信息信号转换为初始电信号；

步骤S2：根据初始电信号，驱动放射源移动到不同的定位位置，根据不同的定位位置的放射源放射出的射线，形成射线信号；

步骤S3：探测并接收射线信号，将射线信号解调后输出，完成通信。

本实施例4还包括多个射线探测器，多个射线探测器与多个定位位置在射线传输方向上一一对应。

实施例5

本实施例5是一种γ射线通信系统及方法，γ射线的产生装置采用γ源，γ源可以实现多个不同位置的运动。γ射线信号的接收装置采用若干个γ射线探测器1，γ源能够实现的每个运动位置对应一个γ射线探测器1。通过γ源的每个位置参数对γ射线进行调制，加载通信信息，通过对应γ源位置分布的若干个γ射线探测器1来接收γ射线信号，同时对γ源的位置参数进行识别，从而对γ射线信号进行解调。通信系统组成包括：信息源，调控电路，信号发生装置、信号接收装置、解调电路、信息接收端。

具体通信过程如下：

步骤1，信息源将声音、图片等信号转换为电信号；

步骤2，调控电路接收到信息源输出的电信号并控制信号发生装置在不同位置处产生γ射线信号。信号发生装置由γ源组成，受调控电路控制，具体为调控电路控制γ源位置变换。γ源不同位置对应不同码元，调控电路根据编码规则控制γ源的位置变换完成信息的编码过程，实现对γ射线的调制。

步骤3，信号接收装置接收γ射线信号并输出电信号至解调电路；信号接收装置由若干个γ射线探测器1组成，每个γ射线探测器1对应一个确定的γ源位置，通过不同位置γ射线探测器1检测到的γ射线强度或能量情况来实现对γ源位置参数的识别，信号接收装置将识别出的γ源位置参数信息转换为电信号输出至解调电路，完成γ射线信号的解调过程。

步骤4，解调电路根据编码规则对接收到的电信号进行解调并发送到信息接收端完成通信。

本实施例5实现了利用γ射线的空间位置参数对γ射线进行调制并完成通信过程；可以作为实现电磁屏蔽环境下通信的一种技术方案；相对于通过检测γ源强度或能量的有无的调制方式，该方法用于编码的码元种类更多(限制于γ源能够实现的位置变换数量)，有助于提高通信速率，而相对于通过检测γ射线的强度或能量大小来对γ射线进行调制解调的方法，该方法能够降低通信误码率。

实施例6

本实施例6是一种位置调制的γ射线通信系统及方法，如图2所示，通信系统包括：信息源，调控电路，信号发生装置、信号接收装置、解调电路、信息接收端。

如图1所示，所述信号发生装置包含γ源M，γ源M能够实现三个位置的变换，分别为位置a，位置b，位置c。如图1所示，信号接收装置由3个γ射线探测器1组成，分别为探测器1、探测器2、探测器3。

本实施例6的具体通信过程如下：

步骤1，信息源将声音、图片等信号转换为电信号；

步骤2，调控电路接收到信息源输出的电信号并控制信号发生装置在不同位置发出γ射线信号；γ源位置a对应码元“0”，γ源位置b对应码元“1”，γ源位置c对应码元“2”，调控电路根据编码规则控制γ源实现不同位置的变换，将信息加载到γ射线，实现γ射线的调制。

步骤3，信号接收装置接收到γ射线信号，并转换为电信号输入到解调电路。信号接收装置由γ射线探测器1组成，其中探测器1对应γ源位置a，探测器2对应γ源位置b，探测器3对应γ源位置c，所述γ源检测γ射线的能量或强度信息，通过检测到γ射线强度或能量信号的探测器位置来识别发出该γ射线时γ源所处的位置。信号接收装置在信息传输过程中，其接收到γ射线的探测器位置不断变换，信号接收装置将接收到的连续位置参数信息转换为电信号输入至解调电路。

步骤4，解调电路接收到电信号后，根据编码规则对信息进行解调并发送到信息接收端，完成通信过程。

上述实施例5和实施例6中γ源可替换为X射线发生源，γ射线探测器1替换为X射线探测器，上述通信系统及方法同样适用于X射线通信。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种射线位置调制通信系统，其特征在于，包括沿信号传输方向依次设置的信息源、调控电路、信号发生装置、信号接收装置和解调电路，所述信号发生装置包括放射源和基座，所述放射源放射出具有强穿透性的射线，所述基座上设置有多个定位位置，所述放射源在所述调控电路的驱动下，在所述多个定位位置之间切换；

所述信息源用于将原始信息信号转换为初始电信号；

所述调控电路根据所述初始电信号，驱动所述放射源在多个定位位置之间移动切换，所述放射源在不同的定位位置放射的射线，形成射线信号；

所述信号接收装置包括多个射线探测器，所述多个射线探测器与所述多个定位位置在射线传输方向上一一对应，所述信号接收装置接收所述射线信号，并将所述射线信号转换为编码电信号；

所述解调电路将所述编码电信号解调后输出。

2.根据权利要求1所述的射线位置调制通信系统，其特征在于，所述多个定位位置等间距分布在所述基座上。

3.根据权利要求2所述的射线位置调制通信系统，其特征在于，所述多个定位位置之间设置有轨道，所述放射源沿所述轨道在多个定位位置之间运动。

4.根据权利要求2所述的射线位置调制通信系统，其特征在于，所述基座为一个长条构件，所述多个定位位置在所述长条构件上依次排开。

5.根据权利要求2所述的射线位置调制通信系统，其特征在于，所述基座为一块板状构件，所述多个定位位置在所述板状构件上均匀分布。

6.根据权利要求1所述的射线位置调制通信系统，其特征在于，所述信息源、调控电路和信号发生装置位于屏蔽空间的一侧，所述信号接收装置和解调电路位于屏蔽空间的另一侧。

7.根据权利要求1所述的射线位置调制通信系统，其特征在于，所述通信系统还包括信息接收端，所述信息接收端用于接收经解调后的输出信号。

8.根据权利要求1-7任一所述的射线位置调制通信系统，其特征在于，所述放射源包括γ放射源或X放射源。

9.一种射线位置调制通信方法，其特征在于，包括放射源和多个定位位置，所述放射源放射出具有强穿透性的射线；包括多个射线探测器，所述多个射线探测器与所述多个定位位置在射线传输方向上一一对应；所述通信方法包括以下步骤：

步骤S1：将原始信息信号转换为初始电信号；

步骤S2：根据所述初始电信号，驱动所述放射源移动到不同的定位位置，根据不同的定位位置的放射源放射出的射线，形成射线信号；

步骤S3：探测并接收所述射线信号，将所述射线信号解调后输出，完成通信。

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