CN106788770A - 根据信道状态自适应调节大气光通信***发射功率的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种根据信道状态自适应调节大气光通信***发射功率的方法，其特征在于：使用收发共用单模光纤耦合激光通信收发端机发送和接收信息，由两个构造相同的收发共用单模光纤耦合激光通信收发端机组成一个双向大气激光通信***；其能使双向大气激光通信***能够根据瞬时信道状态自适应地调节激光脉冲的峰值发射功率大小，即当光信号发生衰落时在发射端增加激光脉冲的峰值发射功率，以补偿大气湍流产生的负面影响。
Description
技术领域
本发明涉及一种根据信道状态自适应调节大气光通信***发射功率的方法，属于大气信道激光通信技术领域。
背景技术
大气湍流影响问题是大气信道激光通信技术领域中的一个研究难点。大气湍流导致激光信号强度发生随机涨落。当激光信号发生衰落时，接收机的探测信噪比会降低，造成通信误码率上升。在此情况下，为了补偿激光信号衰落的影响，可以增大激光脉冲的峰值发射功率。对于使用掺铒光纤放大器（EDFA）进行光放大的激光通信发射机，如果EDFA工作在饱和区，发射机可以看作是平均发射功率受限的发射机（参见发表在《Journal of Opticaland Fiber Communication Reports》的2007年4卷225-362页的论文）。对于平均发射功率受限的激光通信发射机，降低光脉冲信号的占空比（Duty Cycle）可以增加光脉冲的峰值功率。因此，对于在发射端使用EDFA的大气信道激光通信***（EDFA工作在饱和区）来说，当大气湍流导致激光信号发生衰落时，可以通过减小光脉冲信号的占空比来增加光脉冲的峰值功率，从而补偿大气湍流造成的负面影响。对于使用脉冲位置调制（PPM）方式的大气激光通信***来说，降低通信数据发射速率就可以减小光脉冲信号的占空比。
发表在12th Annual Meeting of IEEE Lasers and Electro-Optics Society（LEOS’99）的会议论文集的297-298页的论文《High-Sensitivity Variable-rateTransmit/Receive Architecture》和301-302页的论文《A Novel Variable-Rate Pulse-Position Modulation System with Near Quantum Limited Performance》报道了使用EDFA的可变速率激光通信收发端机结构及可变占空比二进制PPM信令格式；在报道的通信端机中，使用可变占空比二进制PPM信令格式，当降低通信数据发射速率时，可使激光脉冲的峰值功率增加（不同速率的二进制PPM信号的脉冲时间宽度一样，但占空比不一样）。利用上述报道的可变速率激光通信收发端机结构及其调制/解调***，即可通过改变通信数据发射速率来调节激光脉冲的峰值发射功率。对于大气信道激光通信来说，大气状态的随机性导致信道状态也随时间发生变化。在良好的信道状态条件下，通信***使用较高的数据发射速率也能获得给定的误码率性能指标；当信道状态变恶劣时（光信号发生严重的衰落），通信***则需要降低数据发射速率，从而增加激光脉冲的峰值发射功率来补偿光信号衰落。
根据《Journal of Optics》2013年15卷的论文《Enhanced Correlation ofReceived Power-Signal Fluctuations in Bidirectional Optical Links》，使用收发共用单模光纤耦合通信端机的双向激光通信链路的不同传输方向的瞬时光功率起伏具有良好的相关性。利用这一自然规律，本发明提供一种根据信道状态自适应调节大气光通信***发射功率的方法，其直接在收发端机本地获得瞬时信道状态，并根据信道状态确定合适的数据发射速率，进而通过改变数据发射速率来调节激光脉冲的峰值发射功率，以补偿大气湍流造成的光信号衰落。在本发明中，双向激光通信***的调制模块使用前面提到的可变占空比二进制PPM信令格式，此外在收发端机中使用EDFA，用于发射光信号放大的EDFA工作在饱和区。
发明内容
本发明的目的在于提供一种根据信道状态自适应调节大气光通信***发射功率的方法，使双向大气激光通信***能够根据瞬时信道状态自适应地调节激光脉冲的峰值发射功率大小，即当光信号发生衰落时在发射端增加激光脉冲的峰值发射功率，以补偿大气湍流产生的负面影响。
本发明的技术方案是这样实现的：根据信道状态自适应调节大气光通信***发射功率的方法，其特征在于：使用收发共用单模光纤耦合激光通信收发端机发送和接收信息，由两个构造相同的收发共用单模光纤耦合激光通信收发端机组成一个双向大气激光通信***；双向大气激光通信***的第一个激光通信收发端机包含激光器1、电光调制器1、掺铒光纤放大器S1、光纤环形器1、凸透镜1、数据调制控制模块1、掺铒光纤放大器R1、法布里-珀罗滤波器1、光学可调谐滤波器1、探测采样判决模块1；光纤环形器1的三个端口分别连接光纤F1A、光纤F1B、光纤F1C；双向大气激光通信***的第二个激光通信收发端机包含激光器2、电光调制器2、掺铒光纤放大器S2、光纤环形器2、凸透镜2、数据调制控制模块2、掺铒光纤放大器R2、法布里-珀罗滤波器2、光学可调谐滤波器2、探测采样判决模块2；光纤环形器2的三个端口分别连接光纤F2A、光纤F2B、光纤F2C。
激光器1发出的光信号入射到电光调制器1的光信号输入端；数据调制控制模块1根据输入的二进制数据和数据发射速率控制信号产生可变占空比二进制PPM信令格式的电信号并传送到电光调制器1的电信号输入端，以便控制电光调制器1实现对电光调制器1的输入光信号的调制；电光调制器1输出的光信号S101经掺铒光纤放大器S1放大后通过光纤F1A进入光纤环形器1的端口A101，然后从光纤环形器1的端口A102出射并进入光纤F1B，再通过凸透镜1发射到大气信道中；来自双向大气激光通信***的第二个激光通信收发端机的光信号S201进入凸透镜1后被耦合到光纤F1B中，然后进入光纤环形器1的端口A102并从光纤环形器1的端口A103进入光纤F1C，接着经掺铒光纤放大器R1放大后经过法布里-珀罗滤波器1和光学可调谐滤波器1，最后到达探测采样判决模块1；探测采样判决模块1对入射的光信号S201进行探测、采样和判决，解调出从双向大气激光通信***的第二个激光通信收发端机发来的二进制数据，同时探测采样判决模块1在每个探测到的PPM符号对应的时间范围内对探测到的PPM符号对应的信号的功率求时间平均，并把平均值PPAVG1作为数据发射速率控制信号输出给数据调制控制模块1。
激光器2发出的光信号入射到电光调制器2的光信号输入端；数据调制控制模块2根据输入的二进制数据和数据发射速率控制信号产生可变占空比二进制PPM信令格式的电信号并传送到电光调制器2的电信号输入端，以便控制电光调制器2实现对电光调制器2的输入光信号的调制；电光调制器2输出的光信号S201经掺铒光纤放大器S2放大后通过光纤F2A进入光纤环形器2的端口A201，然后从光纤环形器2的端口A202出射并进入光纤F2B，再通过凸透镜2发射到大气信道中；来自双向大气激光通信***的第一个激光通信收发端机的光信号S101进入凸透镜2后被耦合到光纤F2B中，然后进入光纤环形器2的端口A202并从光纤环形器2的端口A203进入光纤F2C，接着经掺铒光纤放大器R2放大后经过法布里-珀罗滤波器2和光学可调谐滤波器2，最后到达探测采样判决模块2；探测采样判决模块2对入射的光信号S101进行探测、采样和判决，解调出从双向大气激光通信***的第一个激光通信收发端机发来的二进制数据，同时探测采样判决模块2在每个探测到的PPM符号对应的时间范围内对探测到的PPM符号对应的信号的功率求时间平均，并把平均值PPAVG2作为数据发射速率控制信号输出给数据调制控制模块2。
光纤F1A、光纤F1B、光纤F1C、光纤F2A、光纤F2B、光纤F2C都是单模光纤。掺铒光纤放大器S1和掺铒光纤放大器S2工作在饱和区。掺铒光纤放大器R1和掺铒光纤放大器R2工作在非饱和区。
数据调制控制模块1根据输入的二进制数据和数据发射速率控制信号产生可变占空比二进制PPM信令格式的电信号，其中在给定时刻t w 处的占空比调节方法如下：
Step101：令AV s 代表数据发射速率控制信号对应的平均值PPAVG1，令A t 代表探测采样判决模块1的符号判决在能满足特定误码率指标的条件下所要求的探测到的脉冲的最小峰值功率；令A s = AV s/[D c +E R (1−D c )]代表在数据调制控制模块1中计算得到的当前的脉冲峰值功率，D c 表示数据调制控制模块1当前产生的可变占空比二进制PPM信令格式的电信号的占空比，E R 表示电光调制器1的消光比；如果A s /A t = 1，则转步骤Step102，否则令目标占空比，其中表示向下取整；如果或者，其中和分别是双向大气激光通信***允许的最大和最小占空比，则转步骤Step102，否则令目标脉冲峰值功率；判断是否小于，如果是，则转步骤Step102，否则数据调制控制模块1以的值作为占空比来产生可变占空比二进制PPM信令格式的电信号，转步骤Step103；
Step102：数据调制控制模块1仍按当前的占空比产生可变占空比二进制PPM信令格式的电信号；
Step103：在给定时刻t w 处对占空比的调节操作结束。
数据调制控制模块1以时间间隔Δ t 为周期，重复地执行步骤Step101至步骤Step103所描述的操作，从而根据信道状态实现对可变占空比二进制PPM信令格式的电信号的占空比的自适应控制，进而达到自适应地调节激光脉冲的峰值发射功率的目的。
数据调制控制模块2根据输入的二进制数据和数据发射速率控制信号产生可变占空比二进制PPM信令格式的电信号，其中在给定时刻t w 处的占空比调节方法如下：
Step201：令av s 代表数据发射速率控制信号对应的平均值PPAVG2，令a t 代表探测采样判决模块2的符号判决在能满足特定误码率指标的条件下所要求的探测到的脉冲的最小峰值功率；令a s = av s/[d c +e R (1−d c )]代表在数据调制控制模块2中计算得到的当前的脉冲峰值功率，d c 表示数据调制控制模块2当前产生的可变占空比二进制PPM信令格式的电信号的占空比，e R 表示电光调制器2的消光比；如果a s /a t = 1，则转步骤Step202，否则令目标占空比；如果或者，其中和分别是双向大气激光通信***允许的最大和最小占空比，则转步骤Step202，否则令目标脉冲峰值功率；判断是否小于a t ，如果是，则转步骤Step202，否则数据调制控制模块2以的值作为占空比来产生可变占空比二进制PPM信令格式的电信号，转步骤Step203；
Step202：数据调制控制模块2仍按当前的占空比产生可变占空比二进制PPM信令格式的电信号；
Step203：在给定时刻t w 处对占空比的调节操作结束。
数据调制控制模块2以时间间隔Δ t 为周期，重复地执行步骤Step201至步骤Step203所描述的操作，从而根据信道状态实现对可变占空比二进制PPM信令格式的电信号的占空比的自适应控制，进而达到自适应地调节激光脉冲的峰值发射功率的目的。
双向大气激光通信***的第一个激光通信收发端机和第二个激光通信收发端机的结构和各个模块的物理参数完全相同，步骤Step101和步骤Step201中所述的误码率指标相同。
本发明的积极效果是利用由收发共用单模光纤耦合通信端机构成的双向激光通信链路的不同传输方向的瞬时光功率起伏具有良好的相关性这一自然规律，直接在通信端机本地获得瞬时信道状态，进而据此控制发射光信号的占空比，以便调节激光脉冲的峰值发射功率。本发明方法可以有效地补偿大气湍流导致的激光信号衰落，从而减小大气湍流导致的激光通信链路中断的概率，改善通信***的性能。
附图说明
图1为由两个相同的收发共用单模光纤耦合通信端机构成的双向激光通信***示意图。
具体实施方式
为了使本发明的特征和优点更加清楚明白，下面结合具体实施例对本发明作进一步的描述。
实施例1激光器选用1550nm波段的分布式反馈激光器，电光调制器选用LiNbO3Mach-Zehnder调制器，掺铒光纤放大器选用时捷SG-EDFA-21dB掺铒光纤放大器，光纤环形器选用ThorLabs的光纤环形器。
如图1所示，使用收发共用单模光纤耦合激光通信收发端机发送和接收信息，由两个构造相同的收发共用单模光纤耦合激光通信收发端机组成一个双向大气激光通信***；双向大气激光通信***的第一个激光通信收发端机包含激光器1(101)、电光调制器1(102)、掺铒光纤放大器S1(103)、光纤环形器1(104)、凸透镜1(108)、数据调制控制模块1(109)、掺铒光纤放大器R1(110)、法布里-珀罗滤波器1(111)、光学可调谐滤波器1(112)、探测采样判决模块1(113)；光纤环形器1(104)的三个端口分别连接光纤F1A(106)、光纤F1B(105)、光纤F1C(107)；双向大气激光通信***的第二个激光通信收发端机包含激光器2(201)、电光调制器2(202)、掺铒光纤放大器S2(203)、光纤环形器2(204)、凸透镜2(208)、数据调制控制模块2(209)、掺铒光纤放大器R2(210)、法布里-珀罗滤波器2(211)、光学可调谐滤波器2(212)、探测采样判决模块2(213)；光纤环形器2(204)的三个端口分别连接光纤F2A(206)、光纤F2B(205)、光纤F2C(207)。
激光器1(101)发出的光信号入射到电光调制器1(102)的光信号输入端；数据调制控制模块1(109)根据输入的二进制数据和数据发射速率控制信号产生可变占空比二进制PPM信令格式的电信号并传送到电光调制器1(102)的电信号输入端，以便控制电光调制器1(102)实现对电光调制器1(102)的输入光信号的调制；电光调制器1(102)输出的光信号S101经掺铒光纤放大器S1(103)放大后通过光纤F1A(106)进入光纤环形器1(104)的端口A101，然后从光纤环形器1(104)的端口A102出射并进入光纤F1B(105)，再通过凸透镜1(108)发射到大气信道中；来自双向大气激光通信***的第二个激光通信收发端机的光信号S201进入凸透镜1(108)后被耦合到光纤F1B(105)中，然后进入光纤环形器1(104)的端口A102并从光纤环形器1(104)的端口A103进入光纤F1C(107)，接着经掺铒光纤放大器R1(110)放大后经过法布里-珀罗滤波器1(111)和光学可调谐滤波器1(112)，最后到达探测采样判决模块1(113)；探测采样判决模块1(113)对入射的光信号S201进行探测、采样和判决，解调出从双向大气激光通信***的第二个激光通信收发端机发来的二进制数据，同时探测采样判决模块1(113)在每个探测到的PPM符号对应的时间范围内对探测到的PPM符号对应的信号的功率求时间平均，并把平均值PPAVG1作为数据发射速率控制信号输出给数据调制控制模块1(109)。
激光器2(201)发出的光信号入射到电光调制器2(202)的光信号输入端；数据调制控制模块2(209)根据输入的二进制数据和数据发射速率控制信号产生可变占空比二进制PPM信令格式的电信号并传送到电光调制器2(202)的电信号输入端，以便控制电光调制器2(202)实现对电光调制器2(202)的输入光信号的调制；电光调制器2(202)输出的光信号S201经掺铒光纤放大器S2(203)放大后通过光纤F2A(206)进入光纤环形器2(204)的端口A201，然后从光纤环形器2(204)的端口A202出射并进入光纤F2B(205)，再通过凸透镜2(208)发射到大气信道中；来自双向大气激光通信***的第一个激光通信收发端机的光信号S101进入凸透镜2(208)后被耦合到光纤F2B(205)中，然后进入光纤环形器2(204)的端口A202并从光纤环形器2(204)的端口A203进入光纤F2C(207)，接着经掺铒光纤放大器R2(210)放大后经过法布里-珀罗滤波器2(211)和光学可调谐滤波器2(212)，最后到达探测采样判决模块2(213)；探测采样判决模块2(213)对入射的光信号S101进行探测、采样和判决，解调出从双向大气激光通信***的第一个激光通信收发端机发来的二进制数据，同时探测采样判决模块2(213)在每个探测到的PPM符号对应的时间范围内对探测到的PPM符号对应的信号的功率求时间平均，并把平均值PPAVG2作为数据发射速率控制信号输出给数据调制控制模块2(209)。
光纤F1A(106)、光纤F1B(105)、光纤F1C(107)、光纤F2A(206)、光纤F2B(205)、光纤F2C(207)都是单模光纤。掺铒光纤放大器S1(103)和掺铒光纤放大器S2(203)工作在饱和区。掺铒光纤放大器R1(110)和掺铒光纤放大器R2(210)工作在非饱和区。
数据调制控制模块1(109)根据输入的二进制数据和数据发射速率控制信号产生可变占空比二进制PPM信令格式的电信号，其中在给定时刻t w 处的占空比调节方法如下：
Step101：令AV s 代表数据发射速率控制信号对应的平均值PPAVG1，令A t 代表探测采样判决模块1(113)的符号判决在能满足特定误码率指标的条件下所要求的探测到的脉冲的最小峰值功率；令A s = AV s/[D c +E R (1−D c )]代表在数据调制控制模块1(109)中计算得到的当前的脉冲峰值功率，D c 表示数据调制控制模块1(109)当前产生的可变占空比二进制PPM信令格式的电信号的占空比，E R 表示电光调制器1(102)的消光比；如果A s /A t = 1，则转步骤Step102，否则令目标占空比；如果>或者<，其中和分别是双向大气激光通信***允许的最大和最小占空比，则转步骤Step102，否则令目标脉冲峰值功率；判断是否小于A t ，如果是，则转步骤Step102，否则数据调制控制模块1(109)以的值作为占空比来产生可变占空比二进制PPM信令格式的电信号，转步骤Step103；
Step102：数据调制控制模块1(109)仍按当前的占空比产生可变占空比二进制PPM信令格式的电信号；
Step103：在时刻t w 处对占空比的调节操作结束。
数据调制控制模块1(109)以时间间隔Δ t 为周期，重复地执行步骤Step101至步骤Step103所描述的操作，从而根据信道状态实现对可变占空比二进制PPM信令格式的电信号的占空比的自适应控制，进而达到自适应地调节激光脉冲的峰值发射功率的目的。
数据调制控制模块2(209)根据输入的二进制数据和数据发射速率控制信号产生可变占空比二进制PPM信令格式的电信号，其中在给定时刻t w 处的占空比调节方法如下：
Step201：令av s 代表数据发射速率控制信号对应的平均值PPAVG2，令a t 代表探测采样判决模块2(213)的符号判决在能满足特定误码率指标的条件下所要求的探测到的脉冲的最小峰值功率；令a s = av s/[d c +e R (1−d c )]代表在数据调制控制模块2(209)中计算得到的当前的脉冲峰值功率，d c 表示数据调制控制模块2(209)当前产生的可变占空比二进制PPM信令格式的电信号的占空比，e R 表示电光调制器2(202)的消光比；如果a s /a t = 1，则转步骤Step202，否则令目标占空比；如果> 或者< ，其中和分别是双向大气激光通信***允许的最大和最小占空比，则转步骤Step202，否则令目标脉冲峰值功率；判断是否小于a t ，如果是，则转步骤Step202，否则数据调制控制模块2(209)以的值作为占空比来产生可变占空比二进制PPM信令格式的电信号，转步骤Step203；
Step202：数据调制控制模块2(209)仍按当前的占空比产生可变占空比二进制PPM信令格式的电信号；
Step203：在时刻t w 处对占空比的调节操作结束。
数据调制控制模块2(209)以时间间隔Δ t 为周期，重复地执行步骤Step201至步骤Step203所描述的操作，从而根据信道状态实现对可变占空比二进制PPM信令格式的电信号的占空比的自适应控制，进而达到自适应地调节激光脉冲的峰值发射功率的目的。
双向大气激光通信***的第一个激光通信收发端机和第二个激光通信收发端机的结构和各个模块的物理参数完全相同，步骤Step101和步骤Step201中所述的误码率指标相同。
在本实施例中，取值为1/2，取值为1/48，Δ t 取值为0.25毫秒。
Claims (5)
1.根据信道状态自适应调节大气光通信***发射功率的方法，其特征在于：使用收发共用单模光纤耦合激光通信收发端机发送和接收信息，由两个构造相同的收发共用单模光纤耦合激光通信收发端机组成一个双向大气激光通信***；双向大气激光通信***的第一个激光通信收发端机包含激光器1、电光调制器1、掺铒光纤放大器S1、光纤环形器1、凸透镜1、数据调制控制模块1、掺铒光纤放大器R1、法布里-珀罗滤波器1、光学可调谐滤波器1、探测采样判决模块1；光纤环形器1的三个端口分别连接光纤F1A、光纤F1B、光纤F1C；双向大气激光通信***的第二个激光通信收发端机包含激光器2、电光调制器2、掺铒光纤放大器S2、光纤环形器2、凸透镜2、数据调制控制模块2、掺铒光纤放大器R2、法布里-珀罗滤波器2、光学可调谐滤波器2、探测采样判决模块2；光纤环形器2的三个端口分别连接光纤F2A、光纤F2B、光纤F2C；
激光器1发出的光信号入射到电光调制器1的光信号输入端；数据调制控制模块1根据输入的二进制数据和数据发射速率控制信号产生可变占空比二进制PPM信令格式的电信号并传送到电光调制器1的电信号输入端，以便控制电光调制器1实现对电光调制器1的输入光信号的调制；电光调制器1输出的光信号S101经掺铒光纤放大器S1放大后通过光纤F1A进入光纤环形器1的端口A101，然后从光纤环形器1的端口A102出射并进入光纤F1B，再通过凸透镜1发射到大气信道中；来自双向大气激光通信***的第二个激光通信收发端机的光信号S201进入凸透镜1后被耦合到光纤F1B中，然后进入光纤环形器1的端口A102并从光纤环形器1的端口A103进入光纤F1C，接着经掺铒光纤放大器R1放大后经过法布里-珀罗滤波器1和光学可调谐滤波器1，最后到达探测采样判决模块1；探测采样判决模块1对入射的光信号S201进行探测、采样和判决，解调出从双向大气激光通信***的第二个激光通信收发端机发来的二进制数据，同时探测采样判决模块1在每个探测到的PPM符号对应的时间范围内对探测到的PPM符号对应的信号的功率求时间平均，并把平均值PPAVG1作为数据发射速率控制信号输出给数据调制控制模块1；
激光器2发出的光信号入射到电光调制器2的光信号输入端；数据调制控制模块2根据输入的二进制数据和数据发射速率控制信号产生可变占空比二进制PPM信令格式的电信号并传送到电光调制器2的电信号输入端，以便控制电光调制器2实现对电光调制器2的输入光信号的调制；电光调制器2输出的光信号S201经掺铒光纤放大器S2放大后通过光纤F2A进入光纤环形器2的端口A201，然后从光纤环形器2的端口A202出射并进入光纤F2B，再通过凸透镜2发射到大气信道中；来自双向大气激光通信***的第一个激光通信收发端机的光信号S101进入凸透镜2后被耦合到光纤F2B中，然后进入光纤环形器2的端口A202并从光纤环形器2的端口A203进入光纤F2C，接着经掺铒光纤放大器R2放大后经过法布里-珀罗滤波器2和光学可调谐滤波器2，最后到达探测采样判决模块2；探测采样判决模块2对入射的光信号S101进行探测、采样和判决，解调出从双向大气激光通信***的第一个激光通信收发端机发来的二进制数据，同时探测采样判决模块2在每个探测到的PPM符号对应的时间范围内对探测到的PPM符号对应的信号的功率求时间平均，并把平均值PPAVG2作为数据发射速率控制信号输出给数据调制控制模块2。
2.根据权利要求1所述的一种根据信道状态自适应调节大气光通信***发射功率的方法，其特征在于所述的光纤F1A、光纤F1B、光纤F1C、光纤F2A、光纤F2B、光纤F2C都是单模光纤。
3.根据权利要求1所述的一种根据信道状态自适应调节大气光通信***发射功率的方法，其特征在于所述的掺铒光纤放大器S1和掺铒光纤放大器S2工作在饱和区。
4.根据权利要求1所述的一种根据信道状态自适应调节大气光通信***发射功率的方法，其特征在于所述的掺铒光纤放大器R1和掺铒光纤放大器R2工作在非饱和区。
5.根据权利要求1所述的一种根据信道状态自适应调节大气光通信***发射功率的方法，其特征在于所述的数据调制控制模块1根据输入的二进制数据和数据发射速率控制信号产生可变占空比二进制PPM信令格式的电信号，其中在给定时刻t w 处的占空比调节方法如下：
Step101：令AV s 代表数据发射速率控制信号对应的平均值PPAVG1，令A t 代表探测采样判决模块1的符号判决在能满足特定误码率指标的条件下所要求的探测到的脉冲的最小峰值功率；令A s = AV s/[D c +E R (1−D c )]代表在数据调制控制模块1中计算得到的当前的脉冲峰值功率，D c 表示数据调制控制模块1当前产生的可变占空比二进制PPM信令格式的电信号的占空比，E R 表示电光调制器1的消光比；如果A s /A t = 1，则转步骤Step102，否则令目标占空比，其中表示向下取整；如果或者，其中和分别是双向大气激光通信***允许的最大和最小占空比，则转步骤Step102，否则令目标脉冲峰值功率；判断是否小于，如果是，则转步骤Step102，否则数据调制控制模块1以的值作为占空比来产生可变占空比二进制PPM信令格式的电信号，转步骤Step103；
Step102：数据调制控制模块1仍按当前的占空比产生可变占空比二进制PPM信令格式的电信号；
Step103：在给定时刻t w 处对占空比的调节操作结束；
数据调制控制模块1以时间间隔Δ t 为周期，重复地执行步骤Step101至步骤Step103所描述的操作，从而根据信道状态实现对可变占空比二进制PPM信令格式的电信号的占空比的自适应控制，进而达到自适应地调节激光脉冲的峰值发射功率的目的；
数据调制控制模块2根据输入的二进制数据和数据发射速率控制信号产生可变占空比二进制PPM信令格式的电信号，其中在给定时刻t w 处的占空比调节方法如下：
Step201：令av s 代表数据发射速率控制信号对应的平均值PPAVG2，令a t 代表探测采样判决模块2的符号判决在能满足特定误码率指标的条件下所要求的探测到的脉冲的最小峰值功率；令a s = av s/[d c +e R (1−d c )]代表在数据调制控制模块2中计算得到的当前的脉冲峰值功率，d c 表示数据调制控制模块2当前产生的可变占空比二进制PPM信令格式的电信号的占空比，e R 表示电光调制器2的消光比；如果a s /a t = 1，则转步骤Step202，否则令目标占空比；如果或者，其中和分别是双向大气激光通信***允许的最大和最小占空比，则转步骤Step202，否则令目标脉冲峰值功率；判断是否小于a t ，如果是，则转步骤Step202，否则数据调制控制模块2以的值作为占空比来产生可变占空比二进制PPM信令格式的电信号，转步骤Step203；
Step202：数据调制控制模块2仍按当前的占空比产生可变占空比二进制PPM信令格式的电信号；
Step203：在给定时刻t w 处对占空比的调节操作结束；
数据调制控制模块2以时间间隔Δ t 为周期，重复地执行步骤Step201至步骤Step203所描述的操作，从而根据信道状态实现对可变占空比二进制PPM信令格式的电信号的占空比的自适应控制，进而达到自适应地调节激光脉冲的峰值发射功率的目的；
双向大气激光通信***的第一个激光通信收发端机和第二个激光通信收发端机的结构和各个模块的物理参数完全相同，步骤Step101和步骤Step201中所述的误码率指标相同。
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