一種多源激光二元相位調制與解調裝置及方法制造方法及圖紙

本發明專利技術公開了一種多源激光二元相位調制與解調裝置及方法，其中裝置包括二元相位調制發射裝置和二元相位解調接收裝置，二元相位調制發射裝置包括不同波長的兩個以上的激光光源以及與激光光源連接用于控制激光光源每一瞬間發光組合的信息調制主控制器，二元相位解調接收裝置包括激光敏感單元以及與激光敏感單元連接用于識別所述激光敏感單元接收的激光光源發光組合的信息解調主控制器。本發明專利技術由信號表示單元將采集的信息流與數據集對比，給出對應調制的光源發生組合，進行瞬態信息表示，同時接收單元通過激光信息發送單元將預先設定的信息通過接收、判定步驟傳送到后續的信號處理單元上，從而實現信號的多源二元相位調制與解調。

【技術實現步驟摘要】
一種多源激光二元相位調制與解調裝置及方法
本專利技術涉及激光傳輸二元相位調制與解調裝置
，尤其是高效擴展二元相位調制與解調裝置及方法。
技術介紹
信號調制解調方式是關系到信息在介質中傳輸的效率，目前研究主要集中在超寬帶和MIMO(多發多收系統)等，主要手段是通過無線電或激光實現信號高效傳輸?？焖儆行У貍魉托畔?，減少信息傳輸所使用的資源，可使有限的帶寬資源得到充分的利用，然而，面向短距離的激光信息傳輸高效調制方法和裝置研究開發還是一塊空白，特殊試驗環境和設備運行環境下的檢測和信息交互是安全生產、保障救援的必要環節，減小任意一個傳輸過程對其他傳輸過程的影響，具有重要的經濟和技術效應。隨著傳感器技術的發展應用，從最初的單一通道的傳感器到現代的多通道光、電、聲等傳感器，相應獲得的信息傳輸量也相應增長。然而，任何高效信息調制解調技術，都有其精度和測量局限，且信號受環境干擾，對來自同一場景的多種不同信號發生器和傳感器，由于其信號發生器和傳感器的類型和測量原理相同，即使存在干擾，所獲取的信息差異程度較大。
技術實現思路
本專利技術的首要目的在于提供一種包含多個激光光源、多個光敏接收單元，多源激光二元相位調制與解調裝置和方法。為實現上述目的，本專利技術采用了以下技術方案：一種多源激光二元相位調制與解調裝置，包括二元相位調制發射裝置和二元相位解調接收裝置，其特征在于：所述二元相位調制發射裝置包括不同波長的兩個以上的激光光源以及與所述激光光源連接用于控制所述激光光源每一瞬間發光組合的信息調制主控制器，所述二元相位解調接收裝置包括兩組以上的用于接收所述激光光源發光組合的激光敏感單元以及與所述激光敏感單元連接用于識別所述激光敏感單元接收的激光光源發光組合的信息解調主控制器。所述激光敏感單元位于一接收單元本體的接收表面上，所述激光敏感單元前方設有窄帶濾波片，所述信息解調主控制器包括單元控制器和信號判別檢測器，所述激光敏感單元的輸出端通過單元控制器與信號判別檢測器的輸入端相連。所述激光發生源單元采用LD激光光源。所述激光敏感單元為光電二極管。一種多源激光二元相位調制與解調方法，其特征在于：包括相位調制步驟和相位解調步驟，所述相位調制步驟由信號調制主控制器將采集的信息流與數據集對比，給出對應調制的激光光源發光組合，進行瞬態信息表示；所述相位解調步驟通過信息解調主控制器對激光敏感單元接收的激光光源發光組合進行判斷實現信號的解調。所述信號解調步驟具體方法為：1)、信號調制主控制器根據信息流和EBPSK調制方式計算得到瞬間多源激光光源的發射配置方案；2)、信號調制主控制器根據配置方案對多源激光發射組進行信號傳送，具體到每個激光光源，根據配置方案判斷在此瞬間是否進行光源發射，若判斷結果為是，則啟動激光光源；否則不做任何操作。所述相位解調步驟具體方法為：激光敏感單元判斷發射裝置中對應波長是否已經在此瞬時發射激光，若判斷結果為是，則信號判別檢測器的輸出電壓發生變化，若判斷結果為否，則維持判別檢測器的輸出電壓不變；信息解調主控制器根據判別檢測器輸出電壓的變化情況進行瞬間光學判斷，并將瞬間光學判斷結果轉化為信息組合。與現有技術相比，本專利技術采用調制主控制器端對N個激光光源進行排列組合，如果采用N個光源，每個激光光源有發射與不發射兩種狀態，一共具有2N種配置方式，表示一次調制脈沖代表的信息。EBPSK調制具有超窄帶特點，在小型激光光源調制最大速率不變的情況下，多源方式能提高傳輸的信息量。本專利技術采用調制解調設計，具有重量輕，信息傳輸效率高，體積小，便于攜帶的優點。附圖說明圖1為本專利技術裝置示意圖；圖2是本專利技術裝置原理圖；圖3為多源激光光源信息調制示意圖；圖4為多源激光光源信息對應示意圖；圖5為本專利技術的運行流程示意圖。具體實施方式一種多源激光二元相位調制與解調裝置和方法，包括相位調制發射裝置1和相位解調接收裝置2，參見圖1。其中調制發射裝置包括多個不同波長的激光發生源，這些發射源在發射裝置多個均勻分布位置處間隔布置，其輸入是信號流，經過信號表示單元與激光發生源相連接，波長包括532nm，650nm，1064nm，780nm，等。接收單元本體上位于接收表面上安裝多個激光敏感單元，每個激光敏感單元前方有窄帶濾波片，激光敏感單元輸出端與通過單元控制器與信號判別檢測器的輸入端相連，信號判別檢測器的輸出端通過接口與信號處理端相連。激光發生源單元采用LD激光光源。激光敏感單元采用光電二極管。多源激光二元相位調制方法，本專利技術由信號表示單元將采集的信息流與數據集對比，給出對應調制的光源發生組合，進行瞬態信息表示，同時接收單元通過激光信息發送單元將預先設定的信息通過接收、判定步驟傳送到后續的信號處理單元上，從而實現信號的多源二元相位調制與解調。多源激光彼此獨立，均采用EBPSK調制方式工作。每個光源的擴展二元相移鍵控(EBPSK：ExtendedBinaryPhaseShiftKeying)調制定義如下：g0(t)＝Asin2πfct，0≤t＜T其中，g0(t)和g1(t)分別表示碼元“0”和“1”的調制波形；碼元周期T＝N/fc持續了N≥1個載波周期，″1″碼元的調制時間長度τ＝K/fc持續了K＜N個載波周期；載波調制因調制時寬而異，τ：T＝K：N可稱為“調制占空比”。EBPSK調制信號除在數據“1”的起始處有短時的反相及幅度A+B的跳變外，其余都是連續正弦波，這有助于使其能量集中在載頻處。調制主控制器端對多個激光光源進行排列組合，如果采用10個光源則：其中10表示10個激光發光光源，2表示每個激光光源有發射與不發射兩種狀態，1024表示有1024種配置方式，表示一次調制脈沖代表的信息。其組合如圖3所示意，其中A，B，C，D，E，F，G，H，I，J所代表的光源如圖4所示。如圖5所示，多源激光二元相位調制與解調裝置和方法，該體系包括下列順序的步驟：第一步上電初始化；第二步主控制器根據信息流和EBPSK調制方式計算得到瞬間多源激光發射配置方案。第三步主控制器根據配置方案對多源激光發射組進行信號傳送，具體到每個激光光源，根據配置方案判斷在此瞬間是否進行光源發射，若判斷結果為是，則啟動激光光源；否則不做任何操作；第四步在解調接收裝置中，濾光片后的光敏二極管判斷發射裝置中對應波長是否已經在此瞬時發射激光，若判斷結果為是，則對應電流電壓發生變化，解調主控制器收到各波長信號敏感判斷之后進行攜帶信息判別，濾光片后的光敏二極管判斷結果為否，則維持原電流電壓不變，解調主控制器也獲取各個波長光敏二極管對激光光源判斷?？傊?，本專利技術通過多個不同波長激光光源，在調制主控制單元指令下排列組合發光，再經過光敏感器解調所攜帶信息，所有光源依據超窄帶調制方式發送信息，事先設計的規劃信息與光源組合代表關系，解調算法將給出在解調主控制單元進行判斷決策。本專利技術采用簡單設計，體積小，便于攜帶。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種多源激光二元相位調制與解調裝置，包括二元相位調制發射裝置和二元相位解調接收裝置，其特征在于：所述二元相位調制發射裝置包括不同波長的兩個以上的激光光源以及與所述激光光源連接用于控制所述激光光源每一瞬間發光組合的信息調制主控制器，所述二元相位解調接收裝置包括兩組以上的用于接收所述激光光源發光組合的激光敏感單元以及與所述激光敏感單元連接用于識別所述激光敏感單元接收的激光光源發光組合的信息解調主控制器。

【技術特征摘要】
1.一種基于多源激光二元相位調制與解調裝置的相位調制與解調方法，其中多源激光二元相位調制與解調裝置包括二元相位調制發射裝置和二元相位解調接收裝置，所述二元相位調制發射裝置包括不同波長的兩個以上的激光光源以及與所述激光光源連接用于控制所述激光光源每一瞬間發光組合的信息調制主控制器，所述二元相位解調接收裝置包括兩組以上的用于接收所述激光光源發光組合的激光敏感單元以及與所述激光敏感單元連接用于識別所述激光敏感單元接收的激光光源發光組合的信息解調主控制器，其特征在于：包括相位調制步驟和相位解調步驟，所述相位調制步驟由信號調制主控制器將采集的信息流與數據集對比，給出對應調制的激光光源發光組合，進行瞬態信息表示；所述相位解調步驟通過信息解調主控制器對激光敏感單元接收的激光光源發光組合進行判斷實現信號的解調。2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：所述信號解調步驟具體方法為：1）、信號調制主控制器根據信息流和EBPSK調制方式計算得到瞬間多源激光光源的發射配置方案；2）、信號調制主...

【專利技術屬性】
技術研發人員：陸澤櫞，吳樂南，戚晨皓，張煜東，
申請(專利權)人：東南大學，
類型：發明
國別省市：江蘇;32