劉杰

【摘要】隨著高科技的快速發(fā)展，無線光通信集無線通信與光通信的各種特點，不斷地涌入了我國無線通信工具產(chǎn)業(yè)，已成了我國無線通信產(chǎn)業(yè)的骨干技術(shù)，對人們生活以及國家的無線通信領(lǐng)域帶來了極大的便利。本文首先介紹無線光通信技術(shù)，探析無線光通信技術(shù)的概念和基本原理，其次，探究無線光通信技術(shù)的相關(guān)應(yīng)用，再次研究與無線光通信相關(guān)的關(guān)鍵技術(shù)并探討數(shù)字濾波技術(shù)、多接受技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)的設(shè)計以及信道編碼技術(shù)的介紹，總之，對無線光通信的關(guān)鍵技術(shù)進行深入的研究。

【關(guān)鍵詞】無線光通信相關(guān)應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)

一、無線光通信技術(shù)的介紹

（1）無線光通信技術(shù)的概念。無線光通信技術(shù)是集無線通信和光纖通信兩者特點的一種新興技術(shù)，近十年來，無線光通信技術(shù)在我國相關(guān)領(lǐng)域內(nèi)發(fā)展的很快，并且獲取了明顯的成績，對國內(nèi)外無線光通信產(chǎn)業(yè)的發(fā)展意義重大。無線光通信技術(shù)的英文名為Free Space Optical Communication，可以簡稱為FSO，把英文名直接翻譯，就可以知道“自由空間光通信”的意思，所以，無線光通信技術(shù)又可以稱為自由空間光通信。無線光通信技術(shù)作為無線通信和光纖通信融合的產(chǎn)物，其相關(guān)研究領(lǐng)域重視其低輻射、抗干擾和高寬帶等特點，在研究過程中把它的這些特點體現(xiàn)出來，從而確定了無線光通信產(chǎn)業(yè)將來的研究方向。（2）無線光通信技術(shù)的基本工作原理。無線光通信技術(shù)，即自由空間光通信技術(shù)的工作原理是利用光波作為載體，通過大氣傳輸無線通信信號的一種無線通信方式，其輻射強度較低，對外界的干擾有一定的抵抗力，而且其包含的寬帶范圍很廣，是現(xiàn)代高科技發(fā)展的典型例子。無線光通信系統(tǒng)的信息傳輸以光波作為載體，所以其每一節(jié)點都要安裝光發(fā)射機和光接收機，這樣才能完成以大氣作為傳輸煤質(zhì)的無線光通信的全過程。由于無線光通信系統(tǒng)存在光發(fā)射機和光接收機，結(jié)合光波分重復(fù)利用的技術(shù)，無線光通信系統(tǒng)才能夠?qū)崿F(xiàn)雙方向的通信。光發(fā)射機是一個由很多部分構(gòu)成的大系統(tǒng)，無線光通信的傳輸要求光發(fā)射機具備激光器、調(diào)制器以及編碼器等部分，而且對無線光通信傳輸煤質(zhì)的大氣也有要求，必須是無遮擋的大氣信道才能發(fā)送信號。與光發(fā)射機對應(yīng)的光接收機包括的系統(tǒng)部分不同于光發(fā)射機，一般由光檢測器、譯碼器和解調(diào)器等部分構(gòu)成，光接收機的工作過程與光發(fā)射系統(tǒng)的工作過程正好相反。

二、無線光通信的相關(guān)應(yīng)用

（1）無線光通信在骨干網(wǎng)的應(yīng)用。無線光通信技術(shù)具有上文中提到的抗干擾、低輻射和高寬帶等一系列獨特的優(yōu)點，把它具有適合運用在骨干網(wǎng)系統(tǒng)中運用，無線光通信豐富的頻譜資源，使得骨干網(wǎng)的傳輸過程變得簡易，可以節(jié)省建設(shè)成本，解決骨干網(wǎng)傳輸過程的常見問題，又節(jié)省建設(shè)所用的時間，對骨干網(wǎng)的健康運行帶來極大的保證。骨干網(wǎng)運用無線光通信技術(shù)的原因就在于，無線光通信技術(shù)具有高寬帶和抗干擾等優(yōu)點，總之，骨干網(wǎng)利用無線光通信技術(shù)的高寬帶和抗干擾等特點來減少建設(shè)成本，對企業(yè)創(chuàng)造更大的經(jīng)濟利益。（2）無線光通信在網(wǎng)絡(luò)通信中的應(yīng)用。無線光通信是無線通信和光纖通信的相互結(jié)合，在互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域中使用無線光通信技術(shù)，能夠發(fā)揮其獨特的特點，給網(wǎng)絡(luò)運營商帶來很大的經(jīng)濟效益。因為，無線光通信技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)通信中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在光纖網(wǎng)絡(luò)的備份，網(wǎng)絡(luò)光線的備份是指網(wǎng)絡(luò)運營商為了確保網(wǎng)絡(luò)通信的可靠性和穩(wěn)定性而鋪設(shè)的兩條線路中的一條，這個一條備份冗余線路是利用無線光通信技術(shù)的特點，減少網(wǎng)絡(luò)運營商的建設(shè)成本，從而提高經(jīng)濟效益和社會效益。（3）無線光通信在局域網(wǎng)及特殊環(huán)境中的應(yīng)用。企業(yè)和學(xué)校等單位的局域網(wǎng)的建設(shè)和受災(zāi)區(qū)、野外工作區(qū)域等特殊的工作環(huán)境中利用無線光通信技術(shù)，同樣節(jié)省建設(shè)成本、省時省力，使得信號的傳輸容量和傳輸速率得到提升的機會。

三、無線光通信常見的幾項關(guān)鍵技術(shù)

1、無線光通信中的數(shù)字平滑濾波器。雖然無線光通信技術(shù)本身具有抗干擾等獨特的優(yōu)點，但是傳輸過程中的眾多噪聲直接影響有用信號的正常傳輸?shù)浇邮諜C的過程，大大降低有用信號的正確傳輸。利用無線光通信技術(shù)的信息傳輸過程需要一個安靜的環(huán)境，像自然背景噪聲、電路中的熱噪聲和器件的開關(guān)噪聲都會影響到信號傳輸，如果再不排除這些噪聲的干擾，就會很大程度上降低無線光信號的傳輸質(zhì)量。對此，無線光通信產(chǎn)業(yè)采取了數(shù)字平滑濾波器的技術(shù)，主要針對信息傳輸過程中的眾多噪聲，從而保證有用信號的傳輸?shù)馁|(zhì)量。

（1）數(shù)字平滑濾波器的設(shè)計。為了排除無線光通信過程中自然背景噪聲等眾多噪聲的影響，特意設(shè)計出了由A/D采樣電路和數(shù)字濾波器兩部分構(gòu)成的數(shù)字平滑濾波器，對由探測器發(fā)出的信號進行過頻采樣并量化，再把信號送入數(shù)字平滑濾波器進行處理，基本上達到排除噪聲對信號傳輸?shù)挠绊?。?）數(shù)字平滑濾波器的均值濾波。均值濾波是指數(shù)字平滑濾波器的工作原理，數(shù)字平滑濾波器對被A/D采樣電路量化好的模擬信號值進行計算，算出某一區(qū)段的平均值，把整個區(qū)段的模擬信號都進行平均值的計算操作，然后再把每一個區(qū)段的平均值加權(quán)作為均值濾波器的輸出值。一般情況下通過分組計算平均值或者滑動求平均法計算出均值濾波器的輸出值，從而濾出有用信號，達到降低噪聲影響的目標(biāo)。

2、多接受技術(shù)。多接受技術(shù)是無線光通信的關(guān)鍵技術(shù)之一，在現(xiàn)代的大部分移動通信系統(tǒng)中得到廣泛地應(yīng)用，受到了我國通信產(chǎn)業(yè)的青睞，這種技術(shù)在國內(nèi)外很有發(fā)展前途。多接受技術(shù)顧名思義就是分集接收，是指通過合并技術(shù)對若干個不相關(guān)的信號合為一路信號輸出的技術(shù)。本文下面具體介紹分集合并技術(shù)的三種不同方式以及多接受系統(tǒng)的設(shè)計思路：

（1）分集合并的方式：多接受技術(shù)，即分集合并技術(shù)的分集合并方式有等增益合并、最大比值合并和選擇式合并等三種類型，這三種分集合并方式的性能和實現(xiàn)難度都不同，例如，等增益合并的方式性能一般，實現(xiàn)較容易，雖然最大比值合并的實現(xiàn)有難度，但是其性能最好，而選擇式合并的實現(xiàn)較簡單，但是性能最差。最大比值合并，等增益合并，選擇式合并。（2）多接收系統(tǒng)設(shè)計。多接受系統(tǒng)的設(shè)計是為了降低大氣信道對信號產(chǎn)生的隨機影響，在無線光通信系統(tǒng)的接收機上安裝探測器，而且盡量使用很多個信號探測器，對無線光信號進行探測，然后把探測出來的多路信號單獨放大，通過A/D采樣電路采樣量化，再通過A/D采樣電路的轉(zhuǎn)換，最后進行數(shù)字平滑濾波和分集接收器的合并處理，最終得到合并信號。

3、信道編碼技術(shù)。信道編碼技術(shù)是指在無線光通信系統(tǒng)中，在等待發(fā)送的信息碼元的基礎(chǔ)上，還增加一些碼元的技術(shù)，在信號傳輸過程中具有發(fā)現(xiàn)錯誤和修正錯誤的功能。為了提高無線光通信信號傳輸?shù)目煽啃?，利用某種算術(shù)的編碼規(guī)則，在接收端增加一些監(jiān)督碼元或校驗碼元，對等待發(fā)送的信息進行解碼，從而檢查并修正碼元出現(xiàn)的錯誤。

結(jié)語：無線光通信與人們的生活息息相關(guān)，因為，在科技快速發(fā)達的當(dāng)今社會，無線光通信技術(shù)已經(jīng)廣泛深入到了人們的生活，給人們帶來了很多的便利。根據(jù)上文內(nèi)容無線光通信技術(shù)具有很多優(yōu)點，已經(jīng)在第三代和第四代通信工具中廣泛應(yīng)用，促進國內(nèi)外通信產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，幾項關(guān)鍵技術(shù)的研究體現(xiàn)出其廣闊的發(fā)展前景。

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