無線光通信中信號處理技術分析及研究

高貝樂

（長江大學 湖北 荊州 434100）

1 引言

科學技術的發展進步使激光器應運而生，加強了無線光通信技術所具備的優秀通信功能。目前，無線光通信技術已經成為研究重點，雖然無線光通信技術在激光器的輔助下獲得了顯著成績，但是由于仍然找不到穩定的光源，所以無線光通信技術在發展上仍然存在著諸多制約，為解決這一問題，行業內研發出光激光器能夠在一定程度上緩解光源不穩定帶來的干擾，但是對于光通信技術中存在的通信效果質量差問題仍然需要技術上的加強，這也將成為現階段無線光通信技術的研發重點。

2 無線光通信中信號的特點與定義

2.1 定義

行業內常將無線光通信技術稱之為具備空間性的、自由的光通信技術。無線光通信技術的本質是利用現在激光技術對信號進行傳播。信號傳播過程中是以激光作為媒介，通過點對點的連接方式能夠有效地確保信號傳遞和接收不會受到空間和時間的束縛，是一種極為自由的通信方式[1]。相較于其他通信技術，無線光通信技術在激光作用下具備網絡部署建設快、投資成本低、經濟收益高、帶寬高等諸多優勢。現在大多數無線光通信技術都是將發光二極管或激光二極管作為光源，能夠在一定程度上確保光源的穩定性，而這也使無線光通信技術成為一種無線光纖的使用形式。

2.2 特點

無線光通信技術與其他通信技術相比有以下特點：（1）無線光通信技術利用激光作為通信信號的傳遞媒介，具備發射光束的特點，信號傳遞可獲得更高的容量，并且具備良好的穩定性，能夠有效提高通信效益和質量；（2）在激光媒介的輔助下，利用無線光通信技術的信號傳遞過程不會受到其他頻率信號的不良影響，無線光通信技術的工作頻率一般是維持在超高頻率360THZ 之上的，所以傳遞信號工作也并不需要建設其他頻率資源設施；（3）無線光通信技術能夠傳遞高容量的信號數據，相較于其他通信技術，無線光通信技術具備超容量傳輸功能，不僅傳輸效率高，傳輸數據體積量也大，最高已經達到每秒3.5GB 的傳輸效率[2]。

3 通信信號處理

3.1 處理流程

數字信號所采取的處理流程可以分為三個階段：采樣階段、量化階段、A 率壓縮量化階段[3]。

采樣階段是首要環節，由于無線光通信技術是對數字進行模擬操作，所以在進行信號數字模擬化操作時，需要對信息數據進行分離處理，將原有具備一定連續性的數據信號進行拆解，使信號處于各自獨立的分離狀態。采樣工作通過頻譜進行觀察，可以發現整個采樣的操作過程。信號頻譜進行搬移的過程，即是將帶線信號的頻譜分布到以WS、2ws……為中心的上下兩個區域之中，搬移之后可以利用過濾器對信號進行部分截取，在恢復原有信號能力的同時，可以提高傳輸效率。對聲音信號進行采樣工作時，如果控制頻率為8000 赫茲，設計時所采用的頻率也必須是8000 赫茲。

量化階段是指按照嚴格的量化程序對具有連續規律性的信號進行處理，使其成為沒有規則約束的數據信號。在PCM 數字化進程中，常用的邏輯是以二進制數字碼來進行，由于二進制能夠獲得的數字碼代表樣值是有數量限制的，所以在利用二進制來表示模擬信號時，原來的模擬信號是沒有限度的，所以必須對這些采樣值進行適當的量化處理。通過有效的量化處理，采樣值將會被進行數量上的劃分，形成不同的數據區域，利用這些區域中所涵蓋的數據信息，進而可以對某一數值進行采樣展示。量化區域之間的大小可能并不一致，既可以相等也可以各有不同，但是行業內一般會將區域內的數據量值相等的稱之為均勻量化數值，反之則稱為非均勻的量化數值。為了有效地提高在無線光通信技術下的信息通信質量，一般可以利用壓縮解壓的方法來將原始信號進行非均勻的量化處理，如果編碼位數保持不變，則可以將原來的數據信號進行放大或縮小處理。原來的信號如果越大，放大的倍數則應該降低。

A 率壓縮量化階段是指在進行非均勻量化的工作過程中，需要根據原信號數據量大小來進行適當的選擇，調整數據之間的間距。能夠采用的原則是當輸入的信號數據量越大時，間隔量化應該逐步遞增；輸入的信號數據量越小時，間隔量化應該逐步遞減。這樣可以有效降低輸入信號時造成的信噪比，提高整個數據傳輸過程范圍。

3.2 語言解碼方法

進行無線光通信中語言解碼主要包括以四方面的內容：比特流的解包和糾錯、參數的插值、校正增益值、脈沖整形濾波[4]。比特流的解包和糾錯需要按照特定的規律對數據包進行不同的編碼，不同的音頻格式必須要對應不同的解碼邏輯；參數的插值是指語音信號中每一幀的數據傳輸只能一一對應，由于每一幀的數據信息可能不止包含一個基音周期，所以需要對接收到的數據參數進行基音周期的轉換和插值；校正增益效果是指為了提高語音信號的數據傳輸連續性，在一個基音周期內應該對前十個采樣點進行校正，使得每一個采樣點之間都獲得相對應的線性內插值；脈沖整形濾波是指運用65 階的FIR 濾波器建設起固定的三角脈沖，計算三角脈沖的DFT，并對DFT 值進行變換，得到濾波器系數，減輕周期性作用造成的影響。

4 結語

綜上所述，無線光通信技術已經獲得了巨大成績，目前正逐漸成為通信領域中的核心手段。科研人員應該加強對于無線光通信技術的研究，彌補存在的缺陷，提高技術水平，使無線光通信技術得到進一步的發展和普及。