基于串口协议的PPM脉冲式激光通信装置及方法与流程

本发明涉及激光通信，尤其涉及一种基于串口协议的ppm脉冲式激光通信。

背景技术：

1、无线激光通信依靠光在空间中的传播来传递信息，是一种不依赖光纤、无需频率许可的通信方式，它相较与光纤通信与微波通信具有灵活性优势。涉及具体的通信方式，可以使用连续波或脉冲激光器作为调制光源，连续波调制速率高但是功率小，对调制系统的线性度有很高的要求；脉冲调制功率大传输距离远，但脉冲重复速率低。

2、脉冲位置调制（ppm）技术是空间数据系统咨询委员会(consultative committeefor space data systems，ccsds)推荐的无线光通信调制方式之一。ppm是在固定周期下通过改变脉冲出现的位置以传输不同信息的一种通信方式。

3、为了获得较高的峰值功率以传输更远的距离，空间激光通信系统一般采用可调制脉冲激光器，在固定重频内通过脉冲信号的有无调制激光器是否发射激光，来实现信息的传输。

4、但由于实际通信系统中，可调制脉冲激光器自身重频有上限或系统当前激光的发射频率受到限制，导致激光通信系统的通信带宽较小。

技术实现思路

1、本发明提出了基于串口协议的ppm脉冲式激光通信装置及方法，解决了现有激光通信系统所存在的通信带宽较小的问题。

2、本发明所述的基于串口协议的ppm脉冲式激光通信装置，其技术方案如下：

3、所述 装置 包括以下模块：

4、激光编码输出模块，用于对源数据进行ppm调制，获得ppm归零脉冲数据，并向外发送ppm归零脉冲数据；其中：

5、所述源数据包括若干个数据帧，数据帧的帧周期为给定值；

6、每个数据帧包括特定帧头、若干个非归零串口协议格式数据以及常态高电平，特定帧头位于每个数据帧最前面；

7、每个非归零串口协议格式数据包括1个起始位，m个数据位以及1个停止位，m为正整数；在每个非归零串口协议格式数据中，起始位在最前面，停止位在最后面，起始位为低电平，停止位为高电平；

8、所述常态高电平为至少连续m+2个数字位的高电平；

9、激光解码模块，用于根据ppm归零脉冲数据，解码出源数据中的非归零串口协议格式数据。

10、进一步的，提供一个优选实施方式，所述激光编码输出模块包括以下单元：

11、检下降沿单元，用于对源数据进行下降沿检测；还用于判断当前检测的数据是否为常态高电平：

12、若检测到至少连续m+2个数字位的高电平，则当前数据帧结束，当前检测的数据为常态高电平，同时ppm调制结束，继续检测下一数据帧的下降沿；

13、否则，当前检测的数据为非归零串口协议格式数据；

14、系统时钟单元，用于对检测到的非归零串口协议格式数据进行计数；还用于将非归零串口协议格式数据转换为归零码串行数据；还用于将归零码串行数据转换为并行数据，所述并行数据为ppm脉冲所在时隙的位置数据；

15、时隙计数单元，用于根据系统时钟对所述并行数据进行ppm调制，获得ppm归零脉冲数据。

16、进一步的，提供一个优选实施方式，所述激光解码模块包括以下单元：

17、检上升沿单元，用于对脉冲展宽后的ppm归零脉冲数据的上升沿进行检测；

18、系统时钟单元，用于根据检测到的上升沿进行计数处理，将脉冲展宽后的ppm归零脉冲数据恢复为标准脉宽的ppm归零脉冲数据；

19、查询帧头计数单元，用于对特定帧头进行查询计数处理，识别出每个数据帧初始的两个ppm归零脉冲数据；

20、高电平位置计数单元，用于以每个数据帧初始的两个ppm归零脉冲数据的时序为起点，开始ppm解调，将ppm归零脉冲数据解调为并行数据；还用于判断当前检测的数据是否为常态高电平：

21、若检测到连续若干个并行数据包含至少连续m+2个数字位的高电平，则当前数据帧结束，当前检测的数据为常态高电平，同时ppm解调结束，继续检测下一数据帧的上升沿；

22、否则，对并行数据进行并串转换，获得归零码串行数据，然后调用系统时钟单元完成归零码至非归零码的转换，解码出源数据中的非归零串口协议格式数据。

23、本发明还提出了基于串口协议的ppm脉冲式激光通信方法，其技术方案如下：

24、所述 方法 包括以下步骤：

25、激光编码输出步骤：对源数据进行ppm调制，获得ppm归零脉冲数据，并向外发送ppm归零脉冲数据；其中：

26、所述源数据包括若干个数据帧，数据帧的帧周期为给定值；

27、每个数据帧包括特定帧头、若干个非归零串口协议格式数据以及常态高电平，特定帧头位于每个数据帧最前面；

28、每个非归零串口协议格式数据包括1个起始位，m个数据位以及1个停止位，m为正整数；在每个非归零串口协议格式数据中，起始位在最前面，停止位在最后面，起始位为低电平，停止位为高电平；

29、所述常态高电平为至少连续m+2个数字位的高电平；

30、激光解码步骤：根据ppm归零脉冲数据，解码出源数据中的非归零串口协议格式数据。

31、本发明还提出了一种计算机程序产品，其技术方案如下：

32、一种计算机程序产品，包括：处理器和存储器，所述存储器用于存储所述处理器的可执行指令，所述处理器配置为经由执行所述可执行指令来执行上述的基于串口协议的ppm脉冲式激光通信方法。

33、本发明还提出了一种计算机存储介质，其技术方案如下：

34、一种计算机存储介质，所述存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序运行时，执行上述的基于串口协议的ppm脉冲式激光通信方法。

35、本发明有以下有益效果：

36、本发明所述的基于串口协议的ppm脉冲式激光通信装置，基于串口协议对源数据进行编码，并将ppm调制与脉冲激光通信相结合，实现了在不改变通信系统现有硬件设备的前提下，进一步提升通信带宽。

37、本发明所述的基于串口协议的ppm脉冲式激光通信装置及方法，适用于激光通信。

技术特征：

1.基于串口协议的ppm脉冲式激光通信装置，其特征在于，所述 装置 包括以下模块：

2.根据权利要求1所述的基于串口协议的ppm脉冲式激光通信装置，其特征在于，所述激光编码输出模块包括以下单元：

3.根据权利要求1所述的基于串口协议的ppm脉冲式激光通信装置，其特征在于，所述激光解码模块包括以下单元：

4.基于串口协议的ppm脉冲式激光通信方法，其特征在于，所述 方法 包括以下步骤：

5.一种计算机程序产品，包括：处理器和存储器，其特征在于，所述存储器用于存储所述处理器的可执行指令，所述处理器配置为经由执行所述可执行指令来执行权利要求4所述的基于串口协议的ppm脉冲式激光通信方法。

6.一种计算机存储介质，其特征在于，所述存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序运行时，执行权利要求4所述的基于串口协议的ppm脉冲式激光通信方法。

技术总结基于串口协议的PPM脉冲式激光通信装置及方法，属于激光通信技术领域，尤其涉及一种基于串口协议的PPM脉冲式激光通信；解决了现有激光通信系统所存在的通信带宽较小的问题；所述装置包括以下模块：激光编码输出模块，用于对源数据进行PPM调制，获得PPM归零脉冲数据，并向外发送PPM归零脉冲数据；激光解码模块，用于根据PPM归零脉冲数据，解码出源数据中的非归零串口协议格式数据。所述的基于串口协议的PPM脉冲式激光通信装置及方法，适用于激光通信。技术研发人员：刘东旭,柏旭光,戴明受保护的技术使用者：长春通视光电技术股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/23