CN115208469A - 一种基于大气信道互易性的光功率稳定接收方法与装置 - Google Patents

Abstract

一种基于大气信道互易性的光功率稳定接收方法与装置，属于空间激光通信技术领域，解决了现有的激光通信链路受大气湍流信道的影响，导致接收光功率不稳定的问题。所述第一调制器与第一激光器连接；所述第一激光器与第一光功率放大器连接；所述第一光功率放大器与第一光纤环形器连接；所述第一光纤环形器与第一光学天线连接；所述第二光学天线与第二光纤环形器连接；所述第二光纤环形器与第二探测器连接；所述第二探测器分别与第二能量采集电路和第二解调器连接；所述第二能量采集电路分别与第二湍流计算器和第二功率控制电路连接；所述第二功率控制电路与第二光功率放大器连接。

Description

一种基于大气信道互易性的光功率稳定接收方法与装置

技术领域

本发明涉及空间激光通信技术领域，具体涉及一种基于大气信道互易性的光功率稳定接收方法与装置。

背景技术

伴随第五代移动网络时代的发展，大规模物联网、工业自动化、无人驾驶等领域对无线网络的带宽需求越来越大。移动运营商通常采用射频技术为终端用户提供高速的无线网络数据，但受射频基站的架设通常需要消耗较高的功率，同时受到位置、成本、人口密度等因素的影响，导致人口密集区基站架设过于密集、偏远地区无法架设基站等问题存在。中、远距离的大气激光通信系统以其传输速率高、体积小、功耗低等特点，逐渐成为解决楼宇间核心网传输的有效途径。

影响激光通信链路在大气信道中应用发展的主要因素是大气湍流。由大气湍流引起的闪烁效应，导致远场光束在空域和时域上表现出强烈的波动，使得接收光能量抖动，影响激光通信链路接收性能。姚海峰等人提出了一种时域信号生成数学模型，用于评价大气湍流信道互易性与接收时延的关系（期刊：Optics Express，2019年，27卷18期，25000-25011）。文中根据理论分析和搭建试验，验证了大气湍流信道互易性是真实存在的，即在双向大气激光通信链路中，两终端信号强度的变化存在相关性。但在大气湍流对激光通信链路的影响方面文中并未提出相关缓解或对抗方法。

大气湍流表现在激光通信链路接收系统是接收光能量的抖动，光电探测器的特性反应为电信号的幅度的抖动，将直接导致信号漏判和误判的现象出现，使得通信系统误码率增加，严重时将导致通信的中断。

因此，现有的激光通信链路受大气湍流信道的影响，导致接收光功率不稳定。

发明内容

本发明解决了现有的激光通信链路受大气湍流信道的影响，导致接收光功率不稳定的问题。

本发明所述的一种基于大气信道互易性的光功率稳定接收方法，包括以下步骤：

步骤S1, 将第一光端机和第二光端机摆放在大气湍流信道的同一水平面上；

步骤S2，第一光端机输入外部数据，第一调制器将外部数据调制到第一激光器上；

步骤S3，第一激光器将电信号转换为光信号后，其将光信号发送到第一光功率放大器；

步骤S4，第一光功率放大器将光信号放大后发送到第一光纤环形器，第一光纤环形器将接收到的光信号发送到第一光学天线；

步骤S5，第一光学天线将光信号发送到第二光端机的第二光学天线进行汇聚，第二光学天线将汇聚后的光信号发送到第二光纤环形器，第二光纤环形器将接收到的光信号发送到第二探测器；

步骤S6，第二探测器将接收到的光信号转化为电信号后分别发送给第二能量采集电路和第二解调器；

步骤S7，第二解调器将接收到的电信号进行解调后输出的同时，第二能量采集电路将接收到的一部分电信号发送到第二湍流计算器，第二湍流计算器将接收到的一部分电信号进行处理；

步骤S8，第二能量采集电路将接收到的另一部分电信号和经第二湍流计算器处理后的结果同时发送到第二功率控制电路；

步骤S9，第二功率控制电路根据接收到的结果控制第二光功率放大器，从而输出稳定的光功率。

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述第二湍流计算器将接收到的一部分电信号进行能量幅度的统计，实时计算出大气湍流闪烁系数。

本发明所述的一种基于大气信道互易性的光功率稳定接收装置，所述装置是采用上述方法所述的一种基于大气信道互易性的光功率稳定接收方法实现的，所述接收装置包括第一光端机和第二光端机；

所述第一光端机与第二光端机通过空间激光链路相连；

所述第一光端机包括第一调制器、第一激光器、第一光功率放大器、第一光纤环形器和第一光学天线；

所述第二光端机包括第二光学天线、第二光纤环形器、第二探测器、第二能量采集电路、第二解调器、第二湍流计算器、第二功率控制电路和第二光功率放大器；

所述第一调制器与第一激光器连接；所述第一激光器与第一光功率放大器连接；所述第一光功率放大器与第一光纤环形器连接；所述第一光纤环形器与第一光学天线连接；

所述第二光学天线与第二光纤环形器连接；所述第二光纤环形器与第二探测器连接；所述第二探测器分别与第二能量采集电路和第二解调器连接；所述第二能量采集电路分别与第二湍流计算器和第二功率控制电路连接；所述第二功率控制电路与第二光功率放大器连接。

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述第一光端机还包括第一探测器、第一能量采集电路、第一解调器、第一湍流计算器和第一功率控制电路；

所述第一探测器分别与第一能量采集电路和第一解调器连接；所述第一能量采集电路分别与第一湍流计算器和第一功率控制电路连接；所述第一功率控制电路与第一光功率放大器连接。

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述第二光端机还包括第二调制器和第二激光器；

所述第二调制器与第二激光器连接；所述第二激光器与第二光功率放大器连接。

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述第一光纤环形器包括第一公共端、第一发射端和第一接收端；

所述第一公共端一端与第一发射端连接，另一端与第一接收端连接；

所述第二光纤环形器包括第二公共端、第二发射端和第二接收端；

所述第二公共端一端与第二发射端连接，另一端与第二接收端连接。

本发明所述的一种基于大气信道互易性的光功率稳定接收系统，所述系统包括以下模块：

调整模块, 将第一光端机和第二光端机调整至同一水平面上；

调制模块，输入外部数据，第一调制器将外部数据调制到第一激光器上；

转化模块，第一激光器将电信号转化为光信号后，其将光信号发送到第一光功率放大器；

放大模块，第一光功率放大器将光信号放大后发送到第一光纤环形器，第一光纤环形器将接收到的光信号发送到第一光学天线；

汇聚模块，第一光学天线将光信号发送到第二光学天线进行汇聚，第二光学天线将汇聚后的光信号发送到第二光纤环形器，第二光纤环形器将接收到的光信号发送到第二探测器；

发送模块，第二探测器将接收到的光信号转化为电信号后分别发送给第二能量采集电路和第二解调器；

处理模块，第二解调器将接收到的电信号进行解调后输出的同时，第二能量采集电路将接收到的一部分电信号发送到第二湍流计算器，第二湍流计算器将接收到的一部分电信号进行处理；

结果模块，第二能量采集电路将接收到的另一部分电信号和经第二湍流计算器处理后的结果同时发送到第二功率控制电路；

输出模块，第二功率控制电路根据接收到的结果控制第二光功率放大器，从而输出稳定的光功率。

本发明所述的一种电子设备，包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，处理器，通信接口，存储器通过通信总线完成相互间的通信；

存储器，用于存放计算机程序；

处理器，用于执行存储器上所存放的程序时，实现上述方法任一所述的方法步骤。

本发明一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述方法任一所述的方法步骤。

本发明解决了现有的激光通信链路受大气湍流信道的影响，导致接收光功率不稳定的问题。具体有益效果包括：

本发明所述的一种基于大气信道互易性的光功率稳定接收方法，在保障激光通信链路正常通信的前提下，进行光能量的采集和功率的稳定控制，从而提高了激光通信链路接收的稳定性和可靠性。

附图说明

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是具体实施方式所述的一种基于大气信道互易性的光功率稳定接收方法的结构示意图，图中，A为第一光端机，B为第二光端机，1为第一调制器，2为第一激光器，3为第一光功率放大器，4为第一光纤环形器，4.1为第一公共端，4.2为第一发射端，4.3为第一接收端，5为第一光学天线，6为第二光学天线，7为第二光纤环形器，7.1为第二公共端，7.2为第二发射端，7.3为第二接收端，8为第二探测器，9为第二能量采集电路，10为第二解调器，11为第二湍流计算器，12为第二功率控制电路，13为第二光功率放大器，14为第一探测器，15为第一能量采集电路，16为第一解调器，17为第一湍流计算器，18为第一功率控制电路，19为第二调制器，20为第二激光器。

具体实施方式

下面结合附图将对本发明的多种实施方式进行清楚、完整地描述。通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

本实施方式所述的一种基于大气信道互易性的光功率稳定接收方法，包括以下步骤：

步骤S1, 将第一光端机A和第二光端机B摆放在大气湍流信道的同一水平面上；

步骤S2，第一光端机输入外部数据，第一调制器1将外部数据调制到第一激光器2上；

步骤S3，第一激光器2将电信号转换为光信号后，其将光信号发送到第一光功率放大器3；

步骤S4，第一光功率放大器3将光信号放大后发送到第一光纤环形器4，第一光纤环形器4将接收到的光信号发送到第一光学天线5；

步骤S5，第一光学天线5将光信号发送到第二光端机的第二光学天线6进行汇聚，第二光学天线6将汇聚后的光信号发送到第二光纤环形器7，第二光纤环形器7将接收到的光信号发送到第二探测器8；

步骤S6，第二探测器8将接收到的光信号转化为电信号后分别发送给第二能量采集电路9和第二解调器10；

步骤S7，第二解调器10将接收到的电信号进行解调后输出的同时，第二能量采集电路9将接收到的一部分电信号发送到第二湍流计算器11，第二湍流计算器11将接收到的一部分电信号进行处理；

步骤S8，第二能量采集电路9将接收到的另一部分电信号和经第二湍流计算器11处理后的结果同时发送到第二功率控制电路12；

步骤S9，第二功率控制电路12根据接收到的结果控制第二光功率放大器13，从而输出稳定的光功率。

本实施方式中，所述第二湍流计算器11将接收到的一部分电信号进行能量幅度的统计，实时计算出大气湍流闪烁系数。

本实施方式基于本发明所述的一种基于大气信道互易性的光功率稳定接收方法，结合图1能更好的理解本实施方式，提供一种实际的实施方式：

基于大气信道的互易性特性，将第一光端机A和第二光端机B摆放在大气湍流信道的同一水平面上，第一光端机A与第二光端机B应具备一定的通信距离，建立激光通信链路；

第一光端机A输入外部数据，将外部数据通过第一调制器1加载在第一激光器2上，通过第一激光器2将电信号转换为光信号；

将第一激光器2输出光信号接入第一光功率放大器3，由第一光功率放大器3将第一激光器2输出的弱光信号放大至远端第二光端机B能够接收的能量范围；

将第一光功率放大器3与第一光纤环形器4相连，通过第一光纤环形器4实现发射光束和接收光束的隔离，第一环形器4的第一公共端4.1与第一光学天线5相连，由第一光学天线5完成光束的发射；

发射光束经过大气湍流信道后，由第二光学天线6完成光束的汇聚，汇聚至光纤中，通过光纤与第二光纤环形器7相连，第二光纤环形器7的发射端7.2连接至第二探测器8上；

由第二探测器8进行光信号到电信号的转化，第二探测器8输出的电信号分别进入第二能量采集电路9和第二解调器10，由第二解调器10实现通信数据的解调，由第二能量采集电路9对输出电信号进行电信号幅度的测量，通过根据第二探测器8光电转化效率和电路放大倍数，解算此时第二探测器8接收到的光能量；

对第二能量采集电路9实时输出的能量值通过第二湍流计算器11，进行输出能量幅度的统计，计算此时大气湍流闪烁系数，并对应此时信道适应的探测能量范围；

将第二能量采集电路9实时输出的能量值和第二湍流计算器11输出的闪烁系数同时送入第二功率控制电路12，根据第二湍流计算器11的闪烁指数确定接收能量范围，通过根据实时测量的光能量调节第二光功率放大器13对大气湍流导致的光能量衰减进行补偿，即当能量大时将第二光功率放大器13放大倍数调小使得输出光功率降低，当能量小时将第二光功率放大器13放大倍数调大使得输出光功率提升，从而使得第二探测器8接收能量相对平稳；

与此同时，第二探测器8输出的电信号通过第二解调器10完成通信数据的解调并输出，即在不影响通信链路的前提下实现光能量的稳定接收；

根据上述实施方式所述第一光端机A和第二光端机B结构相同，即第一光端机A和第二光端机B均可以实现此功能，此处将不再赘述。

为了更好的说明本申请所述一种基于大气信道互易性的光功率稳定接收装置与方法，通过以下实施例进行详细描述：

将第一光端机A和第二光端机B放置在相聚1km的两栋建筑物内，给设备供电；

第一光端机A开启数据输入，输入伪随机码作为数据，通过第一调制器1将伪随机信号加载在第一激光器2上，由第一激光器2实现电信号到光信号的转换；

转换后的弱光信号通过第一光功率放大器3放大至第二光端机B能够接收到的能量范围；

放大后的光信号由第一环形器4的第一接收端4.3输入，由第一公共端4.1输出，第一公共端4.1与第一光学天线5相连，由第一光学天线5完成光信号的发射；

发射后的光信号经过1km链路的大气信道，由第二光端机B的第二光学天线6接收，并汇聚耦合进第二光纤环形器7中，由第二探测器8完成光信号到电信号的转换；

第二探测器8输出电信号一部分送入第二能量采集电路9，另一部分送入第二解调器10，由第二能量采集电路9实现第二探测器8接收电信号幅度的采集，并根据第二探测器8光电转化效率和放大倍数，计算此时接收光能量大小；

解算出的光能量大小一部分送入第二湍流计算器11，通过统计接收能量的起伏，根据公式

计算闪烁指数，即为此时信道湍流大小，另一部分送入第二功率控制电路12作为反馈量实时调节第二光功率放大器13的输出；

第二功率控制电路12通过计算闪烁指数确定接收功率的大致范围，通过能量采集实时调节第二光功率放大器13，使得接收功率平稳的目的；

与此同时，第二探测器8输出的另一路信号由第二解调器10进行数据解调，完成伪随机信号的解调。

本实施方式所述的一种基于大气信道互易性的光功率稳定接收装置，所述装置是采用上述实施方式所述的一种基于大气信道互易性的光功率稳定接收方法实现的，其所述接收装置包括第一光端机A和第二光端机B；

所述第一光端机A与第二光端机B通过空间激光链路相连；

所述第一光端机A包括第一调制器1、第一激光器2、第一光功率放大器3、第一光纤环形器4和第一光学天线5；

所述第二光端机B包括第二光学天线6、第二光纤环形器7、第二探测器8、第二能量采集电路9、第二解调器10、第二湍流计算器11、第二功率控制电路12和第二光功率放大器13；

所述第一调制器1与第一激光器2连接；所述第一激光器2与第一光功率放大器3连接；所述第一光功率放大器3与第一光纤环形器4连接；所述第一光纤环形器4与第一光学天线5连接；

所述第二光学天线6与第二光纤环形器7连接；所述第二光纤环形器7与第二探测器8连接；所述第二探测器8分别与第二能量采集电路9和第二解调器10连接；所述第二能量采集电路9分别与第二湍流计算器11和第二功率控制电路12连接；所述第二功率控制电路12与第二光功率放大器13连接。

本实施方式中，所述第一光端机A还包括第一探测器14、第一能量采集电路15、第一解调器16、第一湍流计算器17和第一功率控制电路18；

所述第一探测器14分别与第一能量采集电路15和第一解调器16连接；所述第一能量采集电路15分别与第一湍流计算器17和第一功率控制电路18连接；所述第一功率控制电路18与第一光功率放大器3连接。

本实施方式中，所述第二光端机B还包括第二调制器19和第二激光器20；

所述第二调制器19与第二激光器20连接；所述第二激光器20与第二光功率放大器13连接。

本实施方式中，所述第一光纤环形器4包括第一公共端4.1、第一发射端4.2和第一接收端4.3；

所述第一公共端4.1一端与第一发射端4.2连接，另一端与第一接收端4.3连接；

所述第二光纤环形器7包括第二公共端7.1、第二发射端7.2和第二接收端7.3；

所述第二公共端7.1一端与第二发射端7.2连接，另一端与第二接收端7.3连接。

本实施方式基于本发明所述的一种基于大气信道互易性的光功率稳定接收装置，提供一种实际的实施方式：

一种基于大气信道互异性的光功率稳定接收装置，包括第一光端机A和第二光端机B；

所述第一光端机A包括第一调制器1、第一激光器2、第一光功率放大器3、第一光纤环形器4和第一光学天线5；所述第二光端机B包括第二光学天线6、第二光纤环形器7、第二探测器8、第二能量采集电路9、第二解调器10、第二湍流计算器11、第二功率控制电路12和第二光功率放大器13；

所述第一光端机A与第二光端机B通过空间激光链路相连；所述第一调制器1通过线缆与第一激光器2连接；所述第一激光器2通过光纤与第一光功率放大器3连接；所述第一光功率放大器3通过光纤与第一光纤环形器4连接；所述第一光纤环形器4通过光纤与第一光学天线5连接；所述第二光学天线6通过光纤与第二光纤环形器7连接；所述第二光纤环形7器通过光纤与第二探测器8连接；所述第二探测器8通过电缆分别与第二能量采集电路9和第二解调器10连接；所述第二能量采集电路9通过电缆分别与第二湍流计算器11和第二功率控制12电路连接；所述第二功率控制电路12通过电缆与第二光功率放大器13连接；

其中，第一光端机A和第二光端机B结构相同，即第一光端机A还包括第一探测器14、第一能量采集电路15、第一解调器16、第一湍流计算器17和第一功率控制电路18；第二光端机B还包括第二调制器19和第二激光器20；

所述第一探测器14分别与第一能量采集电路15和第一解调器16连接；所述第一能量采集电路15分别与第一湍流计算器17和第一功率控制电路18连接；所述第一功率控制电路18与第一光功率放大器3连接；所述第二调制器19与第二激光器20连接；所述第二激光器20与第二光功率放大器13连接；

所述第一光纤环形器4具有三个光纤端：第一公共端4.1、第一发射端4.2和第一接收端4.3，其中，第一公共端4.1能够同时实现接收光束和发射光束的功能，所述第二光纤环形器7具有相同的结构和功能，此处将不再赘述；

所述第一功率控制电路18能根据第一能量采集电路15实时接收能量和第一湍流计算器17输出的湍流强弱数值，来确定当前第二光功率放大器13输出能量数值和能量浮动的范围；所述第二功率控制电路12具有相同的功能，此处将不再赘述。

本实施方式所述的一种基于大气信道互易性的光功率稳定接收系统，所述系统包括以下模块：

调整模块, 将第一光端机A和第二光端机B调整至同一水平面上；

调制模块，输入外部数据，第一调制器1将外部数据调制到第一激光器2上；

转化模块，第一激光器2将电信号转化为光信号后，其将光信号发送到第一光功率放大器3；

放大模块，第一光功率放大器3将光信号放大后发送到第一光纤环形器4，第一光纤环形器4将接收到的光信号发送到第一光学天线5；

汇聚模块，第一光学天线5将光信号发送到第二光学天线6进行汇聚，第二光学天线6将汇聚后的光信号发送到第二光纤环形器7，第二光纤环形器7将接收到的光信号发送到第二探测器8；

发送模块，第二探测器8将接收到的光信号转化为电信号后分别发送给第二能量采集电路9和第二解调器10；

处理模块，第二解调器10将接收到的电信号进行解调后输出的同时，第二能量采集电路9将接收到的一部分电信号发送到第二湍流计算器11，第二湍流计算器11将接收到的一部分电信号进行处理；

结果模块，第二能量采集电路9将接收到的另一部分电信号和经第二湍流计算器11处理后的结果同时发送到第二功率控制电路12；

输出模块，第二功率控制电路12根据接收到的结果控制第二光功率放大器13，从而输出稳定的光功率。

本实施方式中，一种电子设备，包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，处理器，通信接口，存储器通过通信总线完成相互间的通信；

存储器，用于存放计算机程序；

处理器，用于执行存储器上所存放的程序时，实现上述实施方式中任一所述的方法步骤。

本实施方式中，一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述实施方式中任一所述的方法步骤。

本申请实施例中的存储器可以是易失性存储器或非易失性存储器，或可包括易失性和非易失性存储器两者。其中，非易失性存储器可以是只读存储器（read only memory，ROM）、可编程只读存储器（programmable ROM，PROM）、可擦除可编程只读存储器（erasablePROM，EPROM）、电可擦除可编程只读存储器（electrically EPROM，EEPROM）或闪存。易失性存储器可以是随机存取存储器（random access memory，RAM），其用作外部高速缓存。通过示例性但不是限制性说明，许多形式的RAM 可用，例如静态随机存取存储器（static RAM，SRAM）、动态随机存取存储器（dynamic RAM，DRAM）、同步动态随机存取存储器（synchronousDRAM，SDRAM）、双倍数据速率同步动态随机存取存储器（double data rate SDRAM，DDRSDRAM）、增强型同步动态随机存取存储器（enhanced SDRAM，ESDRAM）、同步连接动态随机存取存储器（synchlink DRAM，SLDRAM）和直接内存总线随机存取存储器（direct rambusRAM，DR RAM）。应注意，本发明描述的方法的存储器旨在包括但不限于这些和任意其它适合类型的存储器。

在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机指令时，全部或部分地产生按照本申请实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线（例如同轴电缆、光纤、数字用户线（digital subscriber line，DSL））或无线（例如红外、无线、微波等）方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质（例如，软盘、硬盘、磁带）、光介质（例如，高密度数字视频光盘（digital video disc，DVD））、或者半导体介质（例如，固态硬盘（solid state disc，SSD））等。

在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器中的硬件的集成逻辑电路或者软 件形式的指令完成。结合本申请实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件处理器执行完成，或者用处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器，处理器读取存储器中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。为避免重复，这里不再详细描述。

应注意，本申请实施例中的处理器可以是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法实施例的各步骤可以通过处理器中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器可以是通用处理器、数字信号处理器（DSP）、专用集成电路（ASIC）、现场可编程门阵列（FPGA）或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本申请实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本申请实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器，处理器读取存储器中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。

以上对本发明所提出的一种基于大气信道互易性的光功率稳定接收方法与装置进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种基于大气信道互易性的光功率稳定接收方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1, 将第一光端机A和第二光端机B摆放在大气湍流信道的同一水平面上；

步骤S2，第一光端机A输入外部数据，第一调制器（1）将外部数据调制到第一激光器（2）上；

步骤S3，第一激光器（2）将电信号转换为光信号后，其将光信号发送到第一光功率放大器（3）；

步骤S4，第一光功率放大器（3）将光信号放大后发送到第一光纤环形器（4），第一光纤环形器（4）将接收到的光信号发送到第一光学天线（5）；

步骤S5，第一光学天线（5）将光信号发送到第二光端机B的第二光学天线（6）进行汇聚，第二光学天线（6）将汇聚后的光信号发送到第二光纤环形器（7），第二光纤环形器（7）将接收到的光信号发送到第二探测器（8）；

步骤S6，第二探测器（8）将接收到的光信号转化为电信号后分别发送给第二能量采集电路（9）和第二解调器（10）；

步骤S7，第二解调器（10）将接收到的电信号进行解调后输出的同时，第二能量采集电路（9）将接收到的一部分电信号发送到第二湍流计算器（11），第二湍流计算器（11）将接收到的一部分电信号进行处理；

步骤S8，第二能量采集电路（9）将接收到的另一部分电信号和经第二湍流计算器（11）处理后的结果同时发送到第二功率控制电路（12）；

步骤S9，第二功率控制电路（12）根据接收到的结果控制第二光功率放大器（13），从而输出稳定的光功率。

2.根据权利要求1所述的一种基于大气信道互易性的光功率稳定接收方法，其特征在于，所述第二湍流计算器（11）将接收到的一部分电信号进行能量幅度的统计，实时计算出大气湍流闪烁系数。

3.一种基于大气信道互易性的光功率稳定接收装置，所述装置是采用权利要求1所述的一种基于大气信道互易性的光功率稳定接收方法实现的，其特征在于，所述接收装置包括第一光端机A和第二光端机B；

所述第一光端机A与第二光端机B通过空间激光链路相连；

所述第一光端机A包括第一调制器（1）、第一激光器（2）、第一光功率放大器（3）、第一光纤环形器（4）和第一光学天线（5）；

所述第二光端机B包括第二光学天线（6）、第二光纤环形器（7）、第二探测器（8）、第二能量采集电路（9）、第二解调器（10）、第二湍流计算器（11）、第二功率控制电路（12）和第二光功率放大器（13）；

所述第一调制器（1）与第一激光器（2）连接；所述第一激光器（2）与第一光功率放大器（3）连接；所述第一光功率放大器（3）与第一光纤环形器（4）连接；所述第一光纤环形器（4）与第一光学天线（5）连接；

所述第二光学天线（6）与第二光纤环形器（7）连接；所述第二光纤环形器（7）与第二探测器（8）连接；所述第二探测器（8）分别与第二能量采集电路（9）和第二解调器（10）连接；所述第二能量采集电路（9）分别与第二湍流计算器（11）和第二功率控制电路（12）连接；所述第二功率控制电路（12）与第二光功率放大器（13）连接。

4.根据权利要求3所述的一种基于大气信道互易性的光功率稳定接收装置，其特征在于，所述第一光端机A还包括第一探测器（14）、第一能量采集电路（15）、第一解调器（16）、第一湍流计算器（17）和第一功率控制电路（18）；

所述第一探测器（14）分别与第一能量采集电路（15）和第一解调器（16）连接；所述第一能量采集电路（15）分别与第一湍流计算器（17）和第一功率控制电路（18）连接；所述第一功率控制电路（18）与第一光功率放大器（3）连接。

5.根据权利要求3所述的一种基于大气信道互易性的光功率稳定接收装置，其特征在于，所述第二光端机B还包括第二调制器（19）和第二激光器（20）；

所述第二调制器（19）与第二激光器（20）连接；所述第二激光器（20）与第二光功率放大器（13）连接。

6.根据权利要求3所述的一种基于大气信道互易性的光功率稳定接收装置，其特征在于，所述第一光纤环形器（4）包括第一公共端（4.1）、第一发射端（4.2）和第一接收端（4.3）；

所述第一公共端（4.1）一端与第一发射端（4.2）连接，另一端与第一接收端（4.3）连接；

所述第二光纤环形器（7）包括第二公共端（7.1）、第二发射端（7.2）和第二接收端（7.3）；

所述第二公共端（7.1）一端与第二发射端（7.2）连接，另一端与第二接收端（7.3）连接。

7.一种基于大气信道互易性的光功率稳定接收系统，其特征在于，所述系统包括以下模块：

调整模块, 将第一光端机A和第二光端机B调整至同一水平面上；

调制模块，第一光端机A输入外部数据，第一调制器（1）将外部数据调制到第一激光器（2）上；

转化模块，第一激光器（2）将电信号转化为光信号后，其将光信号发送到第一光功率放大器（3）；

放大模块，第一光功率放大器（3）将光信号放大后发送到第一光纤环形器（4），第一光纤环形器（4）将接收到的光信号发送到第一光学天线（5）；

汇聚模块，第一光学天线（5）将光信号发送到第二光端机B的第二光学天线（6）进行汇聚，第二光学天线（6）将汇聚后的光信号发送到第二光纤环形器（7），第二光纤环形器（7）将接收到的光信号发送到第二探测器（8）；

发送模块，第二探测器（8）将接收到的光信号转化为电信号后分别发送给第二能量采集电路（9）和第二解调器（10）；

处理模块，第二解调器（10）将接收到的电信号进行解调后输出的同时，第二能量采集电路（9）将接收到的一部分电信号发送到第二湍流计算器（11），第二湍流计算器（11）将接收到的一部分电信号进行处理；

结果模块，第二能量采集电路（9）将接收到的另一部分电信号和经第二湍流计算器（11）处理后的结果同时发送到第二功率控制电路（12）；

输出模块，第二功率控制电路（12）根据接收到的结果控制第二光功率放大器（13），从而输出稳定的光功率。

8.一种电子设备，其特征在于，包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，处理器，通信接口，存储器通过通信总线完成相互间的通信；

存储器，用于存放计算机程序；

处理器，用于执行存储器上所存放的程序时，实现权利要求1-2任一所述的方法步骤。

9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-2任一所述的方法步骤。

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