无线光通信gps辅助定点捕获实验研究new

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1、《半导体光电》２０１１年１２月第３２卷第６期肖永军等：无线光通信ＧＰＳ辅助定点捕获实验研究光通信无线光通信ＧＰＳ辅助定点捕获实验研究肖永军１，２，董冉２，熊准２，曾庆栋１（１．孝感学院物理与电子信息工程学院，湖北孝感４３２０００；２．武汉大学电子信息学院，武汉４３００７９）摘要：针对无线光通信对快速、精准的光束对准技术需求，为减小系统链路建立时间，增加捕获可靠性，提出将ＧＰＳ技术应用于光通信实验系统中。以ＴＭＳ３２０Ｆ２３１２为控制核心，可根

2、据实时ＧＰＳ坐标解算出需调整的方位及俯仰角，进而驱动二维转台完成初始捕获，据此进行了多次初始捕获实验。结果表明，采用ＧＰＳ导航定位技术，可快速实现信标光的初始捕获，且具有较高的捕获成功概率。关键词：无线光通信；ＧＰＳ；初始捕获；坐标转换中图分类号：ＴＮ９２９．１文献标识码：Ａ文章编号：１００１－５８６８（２０１１）０６－０８３３－０３ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＦｉｘｅｄ－ｐｏｉｎｔＡｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎｉｎＯｐｔｉｃａｌＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎＢａｓｅｄｏｎＧＰＳ１，２，ＤＯＮＧＲａｎ２，ＸＩＯＮＧＺｈｕｎ２，ＺＥＮＧＱｉｎｇｄｏｎｇ１ＸＩＡＯ

3、Ｙｏｎｇｊｕｎ（１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＰｈｙｓｉｃｓａｎｄＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＸｉａｏｇａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉａｏｇａｎ４３２０００，ＣＨＮ；２．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ，ＷｕｈａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｗｕｈａｎ４３００７９，ＣＨＮ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｎｅｅｄｏｆｑｕｉｃｋａｎｄａｃｃｕｒａｔｅｐｏｉｎｔｉｎｇｏｆｌａｓｅｒｂｅａｍｆｏｒｆｒｅｅ－ｓｐａｃｅｏｐｔｉｃａｌｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ，ｔｈｅＧＰＳｔｅｃｈｎｏｌ

4、ｏｇｙｉｓａｐｐｌｉｅｄｉｎｔｈｅｏｐｔｉｃａｌｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｆｏｒｒｅｄｕｃｉｎｇｔｈｅｓｅｔｔｉｎｇｔｉｍｅｏｆｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｌｉｎｋａｎｄｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｔｈｅａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ．ＴＭＳ３２０Ｆ２８１２ａｓｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｃｏｒｅｃａｎｃａｌｃｕｌａｔｅｔｈｅｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ－ａｎｄｖｅｒｔｉｃａｌ－ａｎｇｌｅｓｎｅｅｄｅｄｔｏａｄｊｕｓｔａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅＧＰＳｃｏｏｒｄｉｎａｔｅａｎｄｔｈｅｎｃａｎｄｒｉｖｅｔｈｅｔｗｏ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｔｕｒｎｔａｂｌ

5、ｅｔｏｆｉｎｉｓｈｔｈｅｉｎｉｔｉａｌａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ．Ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｗｅｒｅｃａｒｒｉｅｄｏｕｔａｎｄｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｑｕｉｃｋａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎｓｃａｎｂｅａｃｈｉｅｖｅｄｗｉｔｈａｈｉｇｈｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙｏｆｓｕｃｃｅｓｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｆｒｅｅ－ｓｐａｃｅｏｐｔｉｃａｌｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ，ＧＰＳ，ｉｎｉｔｉａｌａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ，ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ０引言Ｐｏｉｎｔｉｎｇ，ＡＴＰ）技术是通信链路建立及保持的关［２－５］键。无

6、线激光通信因具有传输容量大、抗干扰强、高现有ＡＴＰ系统大多采用复合轴结构，即粗跟速率、保密特性好等优点，被认为是未来最有潜力的踪环嵌套精跟踪，前者用于低速、大范围的误差补［１－２］通信方式之一。由于通信双方彼此间距离较远，偿；而后者用于补偿粗跟踪残差量及高频扰动量。且处在相对运动中，激光通信信号光束窄、发散角将信标光引入粗跟踪视场称为初始捕获，由于扫描小，加之背景光源，如太阳、月亮及行星的干扰，大气的不确定区域较大，存在着捕获时间长的缺点。虽随机信道对光波传输的影响等因素存在，要完成远有文献报道采用一些优化的扫描算法以降低捕获时距离运动平台

7、承载的无线光通信，精准、快速的终端间，但仅适用于小范围的不确定区域扫描。随着捕获、跟踪和瞄准（Ａｃｑｕｉｒｉｎｇ，ＴｒａｃｋｉｎｇａｎｄＧＰＳ技术发展及精度的提高，将ＧＰＳ应用于无线光收稿日期：２０１１－０７－１２．通信初始捕获系统，通过调整角度的快速解算，可较基金项目：湖北省自然科学基金资助项目（２０１０ＣＤＢ０８５０２）．大地降低捕获时间［６－９］。为加快通信链路建立，完善·８３３·ＳＥＭＩＣＯＮＤＵＣＴＯＲＯＰＴＯＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳＶｏｌ．３２Ｎｏ．６Ｄｅｃ．２０１１

8、无线光通信设备系统功能，项目组采用了ＧＰＳ应用的坐标通过坐标换算到Ａ点坐标系中。［１０］于无线光通信ＡＴＰ初始捕获，并进行了固定点捕具体坐标系