申请/专利权人：深圳市光为光通信科技有限公司

申请日：2024-01-10

公开（公告）日：2024-04-09

公开（公告）号：CN117560077B

主分类号：H04B10/11

分类号：H04B10/11;H04B10/079

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.09#授权;2024.03.01#实质审查的生效;2024.02.13#公开

摘要：本发明涉及自由空间光通信的技术领域，且公开了双极性编码的密集波分复用自由空间光通信系统、方法，所述系统包括光无线通信方式选择模块、光无线通信中继建立模块、光无线通信传输路径规划模块；通过光无线通信发射端、目标接收端的通信信号容量结合数学公式精确计量出光无线通信传输过程衰减量数据，实现基于双极性编码和密集波分复用的光无线通信信号干扰强度量化处理；利用光无线通信信号容量衰减量与安全容量衰减量进行数值比对，精确分析出光无线通信干扰状态并依据通信干扰状态为光无线通信智能分类匹配出安全通信传输方式，提高了自由空间光通信的适用性。

主权项：1.一种自由空间光通信方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：S1、采集光无线通信发射端通信信号容量数据和光无线通信目标接收端通信信号容量数据；S2、通过所述光无线通信发射端通信信号容量数据和光无线通信目标接收端通信信号容量数据计量光无线通信传输过程发射端到目标接收端的通信信号容量衰减差值，并生成光无线通信信号容量衰减量数据；S3、将所述光无线通信信号容量衰减量数据与安全容量衰减量数据、光无线通信传输路径方式数据进行有序数值比对，分析构建出光无线通信传输方式；S4、依据构建的所述光无线通信传输方式的参数，执行采集存储设定的光无线通信传输中继接收端对应的光无线通信传输中继接收端通信信号容量数据；S5、通过光无线通信传输中继接收端通信信号容量数据、光无线通信发射端通信信号容量数据相互组合，计量出发射端到中继接收端、中继接收端到中继接收端的通信信号容量衰减差值，筛选出在安全容量衰减量数据范围内的最小通信信号容量衰减差值，以及对应的中继接收设备端；S6、将筛选出的中继接收设备端按照筛选顺序进行排序并添加发射设备端和目标接收设备端，构建成光无线通信传输路径数据；S7、依据所述光无线通信传输路径数据执行光无线通信作业；所述S1包括以下步骤：S11、在线采集光无线通信发射设备端发射的光无线通信发射端通信信号容量数据和光无线通信目标接收设备端接收的光无线通信目标接收端通信信号容量数据；所述S2包括以下步骤：S21、采用数学作差公式计算光无线通信传输过程发射端到目标接收端的通信信号容量衰减差值；所述S3包括以下步骤：S31、建立安全容量衰减量数据和光无线通信传输路径方式数据 ；S32、光无线通信信号容量衰减量数据与安全容量衰减量数据进行数值比较并匹配输出光无线通信传输方式；当≤，正常执行光无线通信作业即可；当，需要借助中继接收端满足通信安全需求；所述S4包括以下步骤：S41、建立光无线通信传输中继接收端集合，其中表示第层光无线通信传输中继接收端，且取整数； 表示第层光无线通信传输中继接收端的第台中继接收设备端身份编号； 、、至均表示中继接收设备端身份编号的数值，、、至的数值依次增加； 表示第层光无线通信传输中继接收端的第台中继接收设备端身份编号；S42、当时，采集光无线通信发射端到层光无线通信传输中继接收端中至中继接收设备端的层中继接收端通信信号容量数据，并生成层中继接收端通信信号容量数据集合；所述S5包括以下步骤：S51、获取S42步骤中的层中继接收端通信信号容量数据集合；S52、按照S21步骤逐一计算出光无线通信发射端通信信号容量数据与层中继接收端通信信号容量数据集合中层中继接收端通信信号容量数据的通信信号容量衰减差值，生成光无线通信发射端到层中继接收端通信信号容量衰减量数据集合；S53、在光无线通信发射端到层中继接收端通信信号容量衰减量数据集合中搜索出的通信信号容量衰减量数值最小的最小光无线通信发射端到层中继接收端通信信号容量衰减量数据，且执行S32步骤判断是否在安全容量衰减量数据范围内；当≤，筛选出对应的光无线通信层中继接收端内信号容量衰减量最小的中继接收设备端，同时按照光无线通信传输中继接收端集合将层光无线通信传输中继接收端的中继接收设备端发射通信信号到层光无线通信传输中继接收端中至中继接收设备端；采集层光无线通信传输中继接收端中至中继接收设备端的层中继接收端通信信号容量数据，并生成层中继接收端通信信号容量数据集合；继续执行S42步骤、S51步骤、S52步骤、S53步骤直至执行完成光无线通信传输中继接收端集合中、、至层光无线通信传输中继接收端，筛选出全部符合安全容量衰减量数据的中继接收设备端、中继接收设备端、中继接收设备端至中继接收设备端；当，停止光无线通信作业，且当最小光无线通信层中继接收端到层中继接收端通信信号容量衰减量数据或最小光无线通信层中继接收端到层中继接收端通信信号容量衰减量数据或直至最小光无线通信层的前一层中继接收端到层中继接收端通信信号容量衰减量数据，则停止光无线通信作业；所述S53中搜索出通信信号容量衰减量数值最小的最小光无线通信发射端到层中继接收端通信信号容量衰减量数据的具体步骤包括：S531、初始化基本控制参数：信号容量衰减量识别蛾群体规模Q，最大迭代次数T；S532、初始化信号容量衰减量识别蛾群种群；S533、根据目标函数计算适应度值；S534、根据探路信号容量衰减量识别蛾位置，进行探路信号容量衰减量识别蛾的位置更新；S535、在勘探信号容量衰减量识别蛾阶段随着迭代次数增加，勘探信号容量衰减量识别蛾数目减少，勘探信号容量衰减量识别蛾绕探路信号容量衰减量识别蛾阶段找到的光源；S536、随着勘探信号容量衰减量识别蛾数目的减少，观察信号容量衰减量识别蛾的数目增多，观察信号容量衰减量识别蛾阶段观察信号容量衰减量识别蛾以高斯游走和学习机制来更新位置，将更新的位置根据目标函数计算适应度函数值，与勘探信号容量衰减量识别蛾阶段计算的适应度值作比较，较优的观察信号容量衰减量识别蛾转化为勘探信号容量衰减量识别蛾，较差的作为探路信号容量衰减量识别蛾；S537、当达到最大迭代次数满足算法的终止条件，则转到S537，否则进入S533继续进入下一代搜索；S538、当满足最大迭代次数，获取光无线通信发射端到层中继接收端通信信号容量衰减量数据集合中搜索出的通信信号容量衰减量数值最小的最小光无线通信发射端到层中继接收端通信信号容量衰减量数据；所述S6包括以下步骤：S61、当光无线通信传输中继接收端集合中、、至对应的、、至均符合小于或等于，则按照光无线通信传输中继接收端编号有序筛选出、、至光无线通信传输中继接收端中通信信号容量衰减量最小数值对应的中继接收设备端、中继接收设备端、中继接收设备端至中继接收设备端；S62、将发射端、目标接收端对应的发射设备端身份编号、目标接收设备端身份编号分别添加到中继接收设备端的前端以及中继接收设备端的后端，构建生成光无线通信传输路径数据。

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