无线激光通信技术精选(五篇)

序言：作为思想的载体和知识的探索者，写作是一种独特的艺术，我们为您准备了不同风格的5篇无线激光通信技术，期待它们能激发您的灵感。

篇1

关键词： FSO 无线光通信 ATP

1.前言

最初，在出现了激光器这一理想光源后，人们就是沿用无线通信的原理，利用大气作为传输通道，直接进行光通信的。但由于当时技术的限制，比如传输距离较短，受天气影响严重等问题的制约，其发展一直停滞不前。无线光通信凭借其特有的优越性，最近几年来，又受到国内外众多企业及运营商的普遍重视。

无线光通信，又称“自由空间光通信”FSO（FreeSpace Optical Communication）或“虚拟光纤”（VirtualFiber），是光在自由空间（大气，外太空或水）中直接进行通信的一种方式。

近年来，人们对通信的速率及容量的要求越来越高，现有的通信系统80%以上都采用的是光纤通信系统。但用户接入网的光纤化由于其费时费力，且成本高而发展受阻，而无线光通信由于其安装简单，费用低，而成为用户接入网“最后一公里”的最好的解决方案。另外，对于一些突发事件造成的通信中断，无线光通信也是一个非常好的应急方案。例如，美国“9.11”事件发生后部分地区的应急通信就采用了很多的无线光通信技术。最近几年国内外的许多企业都在无线光通信的技术上都有新突破，有的已经投入商用，比如美国朗讯公司的2.5×4Gb/s的波分复用系统，日本佳能公司的无线光通信系统等。笔者总结了这方面的技术，以便有更多的人才关注这一方面的技术。

2.工作原理

无线光通信是光纤通信和无线通信的结合，利用激光在自由空间内进行通信，可传输话音、视频等多种业务，其速率最高可达2.5Gb/s。一个完整的无线光通信系统主要由发射系统和接收系统两部分组成。其原理框图如图1所示。

发射系统主要由编码器、调制器、光源和发射天线组成。由于大气信道的不稳定，大气激光通信中的误码问题较为严重，所以利用编码器进行前项纠错处理，然后将信号送至光调制器，调制到一个由激光器产生的激光束上，利用发射天线发送，经过大气信道的传输，到达接收端。接收系统主要由接收天线、光检测器、解调器及译码器组成，其工作过程与发送过程相反。接收天线接收到信号后，经光检测器和调制器将其转换为相应电信号，最后经译码器输出。

接收光学天线的任务是将一定面积内的信号光会聚到光检测器上，目的是增大接收光信号的功率；发送光学天线的任务是压缩光束发散角，降低激光束在大气中传播时的发散损耗。一般来说，由于成本和维护的考虑，大气激光通信大都采用折射式光学天线。

3.无线光通信中常见问题及解决方案

（1）大气湍流的影响

大气湍流就是大气各点的密度不均匀的微小起伏，是由于地球表面的空气的不断对流引起的。密度的变动造成折射率的变化，激光束通过时，就会偏离原来的方向，发生不稳定的折射偏折，这种现象也叫做“大气抖动”。由于接收点固定不动，收到的光信号强度就会有起伏变化，带来强烈的干扰。

对于这个问题可以采用差错编码技术来控制其影响，目前采用Tubro码可以很好地改善大气湍流对接收光强的影响。如下图所示：Tubro码编码系统与未编码系统的性能比较。

（2）大气衰减的影响

激光器作为一种理想的光源，具有体积小、寿命长、调制方便，而且发射光束单色性好、方向好等特点。民用无线光通信系统主要选用的是半导体激光器。对于其工作波长，由于存在大气衰减，即因大气对光束的吸收和散射作用引起的信号能量减弱，又因为大气的散射作用与大气中微粒的数目和大小有关，而且对于不同波长的电磁波，大气的衰减作用也不同（如图3所示）。在图中，我们可以看到720nm―15000nm的光波在大气中的透射特性。显然，为了尽可能消除大气带来的损耗，通信波长应选择在大气“窗口”位置。大气激光通信一般采用的850nm、1550nm波长均位于大气透射的“窗口”中，因此透射率很高，大气损耗小。又因为目前光纤通信一般都选择1550nm波长，可用器件选择余地大，而且1550nm波长的光源在通信性能和人眼安全性上都有更好的表现，所以无线光通信一般选择工作波长为1550nm。

（3）建筑物晃动的影响

建筑物晃动将影响两个点之间的激光对准，其最大值可达4mard/2层楼。对于大气激光通信来说，为了保证光传输链路的性能，光链路两端的对准（捕获）和保持（跟踪）至关重要。但在对准之后，在风力和其他因素的作用下，建筑物会有一些晃动，就必须要求链路两端设备必须具备自动跟踪的能力。

对于这种问题可以采用散光法和自动跟描技术又称（ATP技术）来解决。

所谓散光法就是让激光束以较大的角发送，这样到达接收端时光束就会形成一个很大的光锥。但是，若发射角太大，则通信距离和接收端信号的强度都会受到相应的影响。

高精确的捕获（Acquisition）、跟踪（Track-ing）和瞄准（Pointing）技术可以避免这个问题，所以已经成为无线激光通信中的关键技术。ATP系统主要包括两个子系统：

1）预对准系统：根据预先设定的通信方向，控制光束方向，使其能较为准确地对准光接收器。

2）跟踪系统：可分为粗跟踪系统和精跟踪系统，在不同视角/视场范围内捕获目标，并对目标跟踪，然后将目标控制在跟踪能够实现的范围内，始终使系统处于最佳接收位置。位置探测如下图4所示，较为常用的探测器有PSD、CCD和QD。粗跟踪系统常采用CCD来实现，并与带通光滤波器、信号实时处理的伺服执行机构完成粗跟踪目标的捕获，其捕获范围可达±1°―±20°或更大。精跟踪系统通常采用四象限红外探测器QD或Q-APD高灵敏度位置传感器来实现，并配以相应的电子学伺服控制系统，其要求现场角为几百微弧度，跟踪精度为微弧度，跟踪灵敏度为微几mW。

4.结束语

无线光通信由于具有与多优点，比如无需申请频带许可证，组网方便，安全性好，抗干扰性好，故在一些应急场合、特殊场合，如高电磁干扰场合、不易布线的场合，还有一些军事部门的应用前情都非常好，在未来的通信市场有非常广阔的前景。

参考文献：

［1］王光晖辉，许国良，刑建斌，丁涛，张旭苹.无线光通信的关键技术研究.光通信技术，2005，5.

［2］何小梅，李晓峰，车雅良.大气湍流对近地无线光通信链路影响的研究.红外，2007，10.

［3］杨敏，朱林泉，张甲杰，姚叙红.无线激光通信技术.应用激光，2007，5.

篇2

关键词：无线光通信； 信道建模； 调制编码； 同步检测

中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2014）09-1888-02

无线光通信（Wireless Optical Communication，WOC）是一种以光信号为载体，结合现代电信号处理技术，光信号处理技术，信号传输检测技术，光学器件设计制造技术，实现信息无线传输的现代通信技术[1]。较普通无线通信技术，具有通信速率高，抗干扰性强，保密性好，无电磁干扰，无需频率许可等众多优点，适用于目前业务数据需求量大幅提高，通信环境干扰强，安全保密性要求高，频率资源紧缺的商用和军用无线通信领域，受到国内外研究机构商业公司越来越广泛的关注[2]。

无线光通信按光信号频率波段可分为红外光，可见光和紫外光无线通信。按其使用领域可分为：空间无线光通信，主要研究以激光信号为载体的卫星间，星地间信息通信技术；大气无线光通信，主要研究光纤“最后一公里”接入技术，城市楼宇间无线通信技术和街道智能交通控制技术；水下无线光通信，主要研究潜艇，鱼雷水下无线通信技术；室内无线光通信，主要研究楼宇内定位导航，室内高速无线数据通信技术。

1 研究现状

美国、欧空局各成员国、日本等国都对卫星光通信技术极其重视，对空间光通信系统所涉及的激光器技术、调制技术、同步技术、检测技术等各项关键技术展开了全面深入的研究，完成了空间激光通信链路的概念研究，已实现了低轨卫星对同步卫星的低、中码速率激光通信实验和进行低轨卫星对地面站的激光通信实验。由于LED固体照明技术的发展和成本的降低，基于LED的大气室内无线光通信正成为国际热点研究课题[3]。

日本于2003年11月成立可见光通信联盟（Visible Light Communications Consortium， VLCC），研究基于LED的可见光通信技术及其相关标准，旨在确立光无线环境的整合性，强化日本在光技术领域的影响力，扩大可视光通信的利用领域和早日达到实用水平[4]。

IEEE 802.15无线个人局域网（Wireless Personal Area Network， WPAN）小组也于2009年1月成立了可见光通信研究组（Task Group 7， TG7），研究制定可见光通信系统物理层（PHY）和媒体访问控制层（MAC）的协议标准。

德国西门子公司于2010年1月宣布在实验室实现数据传输速率高达500Mbps，通信距离为5M的近距离单一高亮度白光LED无线通信，比目前最高速度超出2.5倍，并预计将于2010年年内使用5个高亮度白光LED完成通信距离为10M，数据传输速率为100Mbps的较长距离无线通信[5]。

美国加州大学于2010年1月成立的光通信研究中心（Ubiquitous Communication by Light Center， UC-Light），也正致力于适用于城市室内照明，智能交通系统，广告等多个领域的下一代高亮度LED无线通信系统的研究。

国内无线光通信技术的研究现在正处于起步阶段，主要集中在基于激光的空间，大气无线光通信，还没有基于LED的大气，室内无线光通信方面的报道。现有比较成熟的单位有：桂林三十四所，中科院成都光电技术研究所，深圳飞通有限公司，上海光机所，北京大学量子电子学研究所，武汉大学激光通信实验室等。

桂林三十四所主要进行军品的研究，就现在推出的大气激光通信机样机也是在军品的基础上进行民用化改造完成的。它的样机在2001年2月由主管部门进行设计定型，现在已经有部分投入试用。它的产品的主要性能参数有以下一些，传输速率：8Mb/s，34Mb/s，155Mb/s；工作波长：850nm；通信距离：1～4Km；光发射功率：小于40mW。

中科院成都光电技术研究所引进国外公司先进的激光器及其附属电路，利用自己在光学器件上的优势，开发出了工作波长为850nm，可以传输1公里、4 公里两种距离的两款产品。产品主要性能参数是，速率：10Mb/s；工作波长：850nm；通信距离：1～4km；光发射功率：3～30mW。

上海光机所承担的“无线激光通信系统”项目在2003年1月13日通过了验收。该系统具有双向高速传输和自动跟踪功能。其传输速率可以达到 622Mb/s，通信距离可以达到2Km，自动跟踪系统的跟踪精度为0.1mrad，响应时间为0.2s。

北京大学量子电子学研究所也已经开展了星际光通信系统和地面光通信系统的研究，研究原子滤光器对系统工作频段、系统性能和工作原理的影响，研究系统建立星际通信捕获、跟踪、瞄准过程。在原子滤光器的研究方面具有世界先进水平，所完成的卫星光链路采用原子滤光器的新方案新颖且具有更窄带宽和滤光能力。

哈尔滨工业大学（系统模拟和关键技术研究）、清华大学（精密结构终端和小卫星研究）、电子科技大学（侧重于APT技术研究）、华中科技大学、南京大学和广东工业大也均有相关的研究。

虽然现在国内已经有较多关于光无线通信技术的研究高校院所，但大都是基于激光信号的相关技术，还未有任何基于LED光信号的相关技术研究。基于激光的无线通信对光学器件要求较高，设备昂贵，成本较高，处于对人体健康，特别是眼睛安全的考虑，激光信号的功率一般受到严格的限制，只适用于一些特殊的通信场合。基于LED光的无线通信系统特别是基于可见光的无线通信系统，可以结合街道室内等照明系统，同时实现高速数据通信和人工照明[6]。同时LED器件发光效率高，节约能源，价格低廉，使用于照明系统时对人体健康安全无害，没有功率限制，是一种最具潜力的绿色现代高速信息通信技术[7]。

2 关键技术

无线光通信系统旨在实现一套基于激光和LED光的高数据传输率，高稳定安全保密的大气和室内无线通信系统，涉及现代电信号处理技术，光信号处理技术，信号传输检测技术，光学器件设计制造技术。研究的关键技术主要包括：

1）通信信道研究：主要研究通信信道的通信特性，包括噪声种类，来源，强度，特性，空间时间损耗，信道容量的分析和相应抑制技术的研究。无线光通信信道根据应用领域可分为大气通信信道和室内通信信道。大气通信信道主要有雨雪云雾等天气现象的光信号吸收传输衰减，大气湍流的闪烁，空气分子悬浮物等的散射，房屋树木的遮蔽，太阳路灯等自然人造光源的背景噪声，通信设备暗电流噪声量子噪声等干扰。室内通信信道较大气通信信道简单，主要有空气的吸收湍流，墙壁天花板以及桌椅等的吸收，反射，散射等现象，太阳光电视显示器等自然人造光源的背景噪声， 通信设备暗电流噪声量子噪声等干扰。

2）调制编码技术研究：主要研究基于光信号的高数据传输率，高稳定性，低误码率的调制解调，编解码技术。根据光源器件的特性，通信信道的特性研究设计适合光源器件的调制解调技术和符合光无线通信信道特性的高效高纠错率的编解码技术，以及调制编码结合的通信技术。

3）信号同步检测技术研究：主要研究光信号的同步，检测判决和噪声抑制技术。主要有扫描、对准、捕获技术，信号同步技术，信道噪声抑制技术，信号检测判决技术，信道估计均衡技术等。

4）通信器件设备研究设计：主要研究设计适用无线通信系统特性的设备元件。结合通信信道，调制编码技术，信号同步检测技术的研究结果设计相关的光源驱动电路元件，调制解调电路元件，编解码电路元件，光信号发射接收天线，接收滤波器等相关设备。

5）PHY层，MAC层等通信协议研究：主要研究设计适用于无线通信系统特性的PHY层，MAC层等通信协议。结合通信信道，调制编码技术，信号同步检测技术的研究结果设计制订通信设备间通信逻辑链路建立，码速率控制，通信帧结构，单双工通信，冲突检测，与光纤射频等通信设备的接口等PHY层，MAC层等通信协议标准。

6）网络拓扑及组网应用技术研究：主要研究多个通信设备间的网络拓扑结构，组网技术，与光纤射频等通信系统的组网交互技术。包括多个用户间的通信组网技术，高速光纤“最后一公里”无线接入技术，楼宇间街道间网络拓扑技术，楼宇内定位导航系统等应用技术。

3 总结

本文介绍了一种新型的基于激光和LED光的高数据传输率，高稳定安全保密的大气和室内无线通信系统，具有通信速率高，抗干扰性强，保密性好，无电磁干扰，无需频率许可等众多优点。在对比分析了以美国、日本、欧洲为代表的国外研究现状和国内研究进展基础上，分析说明了无线光通信包括信道建模技术、调制编码技术、同步检测技术、器件设计等多项关键技术，及其研究方向。

参考文献：

[1] Rust I C， Asada H H.A dual-use visible light approach to integrated communication and localization of underwater robots with application to non-destructive nuclear reactor inspection[J].in Proc. Robotics and Automation （ICRA）， 2012 IEEE International Conference on 2012：2445-2450.

[2] Perez-Jimenez R， Rufo J， Quintana C， et al.Visible light communication systems for passenger in-flight data networking[J].in Proc. Consumer Electronics （ICCE）， 2011 IEEE International Conference on 2011：445-446.

[3] Borogovac T， Rahaim M B， Tuganbayeva M， et al.visible light communications[J].in Proc. GLOBECOM Workshops （GC Wkshps）， 2011 IEEE 2011：797-801.

[4] Komiyama T， Kobayashi K， Watanabe K， et al.Study of visible light communication system using RGB LED lights，" in Proc. SICE Annual Conference （SICE）， 2011 Proceedings of 2011：1926-1928.

[5] Rufo J， Rabadan J， Delgado F， et al.Experimental evaluation of video transmission through LED illumination devices[J].Consumer Electronics， IEEE Transactions on， 2010，56（3）：1411-1416.

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【关键字】 飞行试验 无线光通信 遥测

随着我国航空工业的发展，各种新型号飞机的机载系统发展突飞猛进，这样对试飞测试提出了更高的要求，测试参数和种类的增多直接导致数据量的膨胀，同时也对遥测系统形成考验。传统遥测链路使用的是视距微波通信技术，可靠的数据传输速率在几到几十兆比特每秒量级。显然，传统遥测链路所能承载的数据量和数据种类很有限，随着试飞需求的增加，这将成为未来遥测方案设计的瓶颈，尤其针对高清视频等高速率信号传输，带宽不足的问题会更为突显。

为解决以上问题，本文旨在探索将无线光通信技术应用行试验中。无线光通信技术以光波为载频传输信息，相比于微波技术传输容量大的多，远距离传输可达Gbps级，将会给飞行试验遥测提供极大的灵活性，并且还具有高度保密，无需频谱牌照等先天优势。

一、机载光通信技术

1.1 机载无线光通信技术应用案例

国外科学家很早之前就开始对机载光通信系统进行研究，并且做了丰富的试验。

1980年在美国新墨西哥白沙导弹靶场进行飞机与地面之间的激光通信试验，试验持续三个月，总计工作200小时，激光通信设备安装在USAF-KC-135飞机上，围绕地面站飞行，相距10～100km之间，完成了用窄光束进行激光光束捕获/跟踪，对准试验认证，实现下行1000Mbps，上行200kbps的信息传输。

1996年12月美国Thermo Trex公司在San Diego进行了飞机-地面站远距离的激光通信试验。机上的APT系统，粗跟踪万向支架水平可在±180°、垂直+10°～-90°范围内转动，信标光束散角为2mrad，信号光束散角为100urad。

1.2 机载无线光通信技术简介

机载光通信技术是以飞机为平台，进行空-地或空-天无线光通信。如图1.1为机载无线光通信系统上行通信原理框图。

地面站一般是可移动式车载光端机及处理系统，根据飞行计划在地面选取合适的区域驻扎。

信标光用来进行光端机之间的光束捕获，即粗跟踪，这项技术在大致方位（一般用全球卫星定位系统（GPS）系统引导到初始位置）扫描另一端光端机的信标光从而实现光束捕获，将接收到的光信号引导到定位探测器上进行精跟踪，最后调整收发端，使光束对准。

位置误差模块为位置探测器，可以探测出光信号光斑投射到其检测面的位置，根据既定规则得出的特定位置误差传送给计算机处理，进而控制粗跟踪系统和精跟踪系统进行方位矫正，实现光束对准。

二、飞行试验中应用无线光通信技术的探讨

2.1 飞行试验中的无线光通信技术

在飞行试验中应用无线光通信系统的基本结构如图2.1所示，采集器所采集到的全部或所有需实时监控的数据都可以和记录器输出的视频数据或总线数据合路后，经过电光调制，直接通过机载无线光通信系统光端机下发给地面站。地面站将接收到的光信号经过光电转换还原，解复用各路数据流以待后续处理分析。该系统还具有上行传输能力，可以远程控制整个试飞测试系统，实现遥控遥测能力。

因为无线光通信系统的传输速率很高，应对目前飞行试验遥测的强度绰绰有余，未来的飞机系统复杂，机载系统集成度以及交换信息量会越拉越大，再加上飞机航电系统的飞速发展，在未来飞行试验中有必要加大试飞实时监控的力度，无线光通信技术应由其发展的一席之地。

2.2 飞行试验中无线光通信技术的发展方向

飞行试验遥测系统引入无线光通信技术将有效缓解及应对未来遥测数据量的增加，后期此项技术还可以继续演进。

1）微波/无线光通信复合式遥测技术

微波与光波可分别应对不同的气候状况，若将微波技术与无线光通信技术结合使用，互为冗余，那么可靠性将极大的提高，确保遥测数据可靠下传。

2）全光无线光通信技术

本文介绍的无线光通信系统整体为电-光-电类型，这种架构为系统扩容的瓶颈。所以本系统一个演进方向为全光型无线光通信系统，光信号由光纤放大器放大后直接由光纤发射，通过光学天线的整形准直发射出去，接收端由光学天线直接将光束耦合进入光纤继续传输。这样，无线光通信即可称为真正的“虚拟光纤”，可协议透明的传输的光信号。并且波分复用技术，可以使系统容量成倍的增加，不同种类的信号可以调制到不同波长上同时传输。

篇4

【关键词】ZigBee；单兵激光模拟训练系统

1.引言

随着激光技术的发展，其在军事训练器材中的应用，发挥着越来越重要的作用。单兵激光模拟训练系统采用以光代弹的原理，结合声光效果，可逼真的模拟实际战场环境的实兵对抗，是和平时期部队训练和青少年展开野外拓展对抗游戏的有效器材之一。

单兵激光模拟训练系统主要由头盔、背带和激光发射机等3个部件组成。头盔具有激光接收和发烟控制功能；背带具有激光接收、毁伤模型计算以及与导控主台无线数据通信功能；发射机用于激光发射控制。3个部件之间实时可靠的数据通信是系统正常工作的基础。本文主要研究利用ZigBee无线通信技术实现单兵激光模拟训练系统各部件之间的数据交互。

2.硬件结构

背带与头盔、发射机之间采用点对多点的通信方式。背带、头盔和发射机均内嵌ZigBee通信单元（图1），通信单元由ARM主控芯片、ZigBee射频无线收发芯片和2.4GHz天线组成。

通信芯片选用TEXAS INSTRUMENTS公司的CC2420 ZigBee射频无线收发器。芯片的主要技术特点如下：

射频单片无线收发芯片，带有基带调制解调器，并对MAC（介质访问层）层提供支持；

直接序列扩频的基带调制解调器，其码片速率可到2MChips/s，有效数据传输率达250kb/s；

电流耗损非常低（RX：18.8mA，TX：17.4mA）；

输出功率可以通过编程来改变；

不需要额外的RF开关和滤波器；

两个（发送缓冲区和接收缓冲区）128Byte的数据缓冲区；

硬件实现MAC加密（AES-128）；

48脚的QLP封装，7*7mm。

CC2420芯片与ARM主控芯片之间采用SPI总线进行数据通信。FIFOP脚接ARM芯片的外部中断脚，当CC2420芯片接收到有效数据后，该引脚置高，ARM芯片产生中断，进行接收数据处理。RESTEn脚接ARM芯片的输出脚，用于对CC2420芯片的复位。

CC2420芯片的射频输入/输出是差分和高阻抗的，射频端口最适宜的差分负载值阻抗为115+j180Ω。单兵激光模拟训练系统中使用的天线为2.4GHz的单极天线，因此必须使用非平衡变压器来增强其性能。图2所示的射频输入/输出电路由一个半波传送天线、C3、L1、L2和L3构成，半波传送天线直接设计在印制板上，与电路匹配的天线阻抗为50Ω。

3.软件设计

单兵激光模拟训练系统中最多同时工作的单兵激光模拟器数量可达数千套；每套单兵激光模拟器的背带与头盔、发射机之间采用点对多点的通信方式，背带为中心节点，头盔和发射机为子节点；各单兵激光模拟器相互之间不能出现数据串扰。因此整个系统可以看作由几千个独立的微型通信系统构成。

由于ZigBee的IEEE地址有8个字节，因此有足够的容量可以满足单兵激光模拟训练系统对地址唯一性的要求。

3.1 数据帧格式

通信数据帧采用IEEE 802.15.4通用MAC帧格式，格式见图3。

1）帧控制域：帧控制域长度为16位，包括定义帧类型、加密、应答、目的地址模式和源地址模式等。

本应用中帧控制域的定义如下：帧类型为数据帧（001）；加密禁止（0）；应答允许（1）；目的地址模式为64位IEEE地址（11）；源地址为64位IEEE地址（11）。

2）序列号域：在每个帧中都包含序列号域，其长度为1个字节。每发送一个新的帧序列号，值加1。

3）目的PAN标识域：目的PAN标识域长度为2个字节。由于本应用中未使用个人局域网，该值固定为0x0001。

4）IEEE目的地址域：IEEE目的地址域长度为8个字节。该地址为数据帧的目标地址。

在单兵激光模拟训练系统中每个头盔、背带、发射机的IEEE地址均被设置唯一的。通过配置CC2420芯片的MDMCTRL0（0x11）寄存器的ADR_DECODE位，可以打开CC2420芯片的硬件地址解码功能，CC2420芯片可以只接收目的地址与本机地址相同的数据帧。

5）源PAN标识域：源PAN标识域长度为2个字节。由于本应用中未使用个人局域网，该值固定为0x0001。

6）IEEE源地址域：IEEE源地址域长度为8个字节。该地址为数据帧的源地址。

3.2 通信数据流程

单兵激光模拟器的背带、头盔和发射机的IEEE地址均分别预先写入各自的ARM主控芯片，在初始化时写入CC2420芯片的内部寄存器。CC2420芯片的初始化程序流程图见图4。

背带作为主节点，与其配套的头盔和发射机的地址预先保存至背带的ARM主控芯片中。单兵激光模拟器运行后，背带首先向头盔和发射机发射设置指令，头盔和发射机的ARM主控芯片接收到数据包后，首先将数据包中背带的64位IEEE地址保存至内存中，然后用该地址向背带回复应答数据包。

背带与头盔、发射机之间的数据通信采用应答方式，流程见图5。

4.结论

该通信技术已在单兵激光模拟训练系统中进行了实际应用，取得了很好的通信效果。经实测单兵激光模拟器3个部件之间的通信时延小于100ms；30m范围内200套单兵模拟器同时工作，相互之间不会出现通信串扰。

参考文献

[1]IEEE Std 802.15.4?-2003，IEEE Standard for Information technology-Telecommunications and information exchange between systemsLocal and metropolitan area networks-Specific requirements Part 15.4：Wireless Medium AccessControl（MAC）and Physical Layer（PHY）Specifications for Low-Rate WirelessPersonal Area Networks（LR-WPANs），IEEE Published by The Institute of Electrical and Electronics Engineers，Inc.3 Park Avenue，New York，NY 10016-5997，USA.

[2]王晓海.国外空间激光通信系统技术最新进展[J].电信快报，2006（7）：16-21.

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1.1激光通信技术的基本原理分析

新技术的发展推动了社会文明的进步，当前的激光通信技术已在诸多的领域得到了应用，激光通信技术主要就是以大气或者是自由空间作为媒介，然后通过载波激光在大气中传输有效的信息。也就是先将声音信号调制到激光束上，再将信号的激光发送出去。根据不同的应用范围能够将激光通信分为无线和光纤两种类型的激光通信[1]。

1.2激光通信技术的主要特征分析

激光通信技术自身有限鲜明的特点，激光通信技术在安装方面较为简单，在地形地貌等应用上的适应性比较强。能够对各种临时性的通信以及迅速抢险通信等条件得到满足。和微波通信相比较而言激光通信在空间上的占有资源也相对比较小。并且在抗电磁干扰以及保密性方面都比较强，这些优点使其在实际的应用上比较广泛，在未来的发展过程中这也是一个必然的趋势。

2激光通信技术在实际生活中的应用及前景展望

2.1激光通信技术在实际生活中的应用分析

在激光通信技术的实际应用是多方面的，无线激光通信主要是综合了光纤通信以及微波通信的优点，所以在城域网当中的应用就比较适合。在企事业当中的内部网的连接当中能够得到有效应用，校园网以及大型的企业等内部网的建设过程中，有时会存在着急需连接使用通信的情况，在一定的程度上激光通信技术是光纤技术的一种补充，在城市化的发展速度不断加快过程中，楼寓间的通信和移动间的通信倘若是利用光纤就比较的麻烦，并且还会影响城市外观环境，在通信盲区情况下通常是采用光纤直放站加以应对，这样就能够将光纤和激光通信技术两者得到补充应用，从而形成两个基站间的链路。另外，将激光通信技术在移动通信当中进行应用也能够起到很好的效果。在现阶段我国的通信领域当中，最为活跃以及发展最为快速的就是移动通信。在移动电话使用量不断上升的情况下，这给无线网络的容量和带宽提出了更高的要求，怎样能够将有限的资源得到充分利用，这也是当前的移动运营商所面临的重大课题。

激光通信技术作为一种新型的接入技术，其自身有着显著的优点，这也为移动通信领域对其的应用提供了良好的条件。在具体的应用过程中，主要就是将主干网在最近距离的天线间采取光纤进行对其连接，然后通过协议转换器通过相应的设备和天线得到有效连接，这样在一定距离内就能够形成一个有效的基站，进而就能够在这一技术的作用下实现应用。再者就是在高压电工作过区当中的应用，在这一应用当中的作用主要就是采集以及传输信息，在实际工程应用过程中将供电站的变压器工作数据传输到低压区加以检测，倘若是通过光纤进行实施就会造成环境的污染以及表面聚集尘土而发生导电情况发生。所以在这一情况下，通过激光通信技术就比较优越，能够通过空气隔离的方法绝缘，这样就能够实现安全可靠对数据进行传输[3]。在具体的应用步骤上主要就是把光发射天线安装在高压区，接收天线安装在低压区，这样就可以通过高压发射天线在空气的媒介下传递给低压的接收天线，这样就实现了信息数据的传输。

2.2激光通信技术的发展前景展望

随着我国的科学技术不断的发展，激光通信技术在应用的空间上也会逐渐的扩大，不管是在应用的领域还是研究的领域都将会取得更加优异的成果。在将来的激光通信技术的发展前景方面，激光通信技术的应用将更加广泛，这也是通过这一技术自身的优势决定的。其中对远距离的无线传输问题得到了解决，并实现了卫星技术和激光通信技术的共相发展，这些对位激光通信技术的进一步发展打下了坚实基础。在激光通信技术的不断完善过程中，这一技术将会成为城市网络通信的一个重要手段。以往的光纤技术的应用过程中，为人们的生活提供了很大的方便，但社会的进步不能停留于这一层面，尤其是当前的城镇化建设的速率加快，光纤技术在实际的应用上已经显得愈来愈存在着不足。而激光通信技术避免了影响交通、建筑等弊端，并对环境没有危害，在安全性能上相对较高，所以在将来的技术不断完善下，激光通信技术将会取代光纤技术，为城市的网络化建设提供技术上的重要支持。与此同时，激光通信技术的不断发展完善，将会在通信的领域范围内带来一场技术上的变革。在通信的领域当中，一些新技术的涌现，将会对通信产业的发展产生很大的影响，从而推动其变革，使得技术上的革新成为是通信领域发展的一个主流。最终，愈来愈多的通信技术的涌现，将会对通信领域的发展在技术上得到强有力的保障。

3结语