摘 要 无线激光通信具有数据量大，通信速度快，功耗小，单向性好等优点。它是一种短距离内实现高速传输数据的一种有效方式。由于大气信道存在不确定性，激光在通过大气信道传输时会产生大气衰减效应及大气湍流效应从而造成光束的弯曲闪烁、漂移、扩展、畸变及光能损失等现象都会影响网络传输的可靠性，传输的可靠性一般采用奇偶校验码来检验，当发现接收的数据与发送的数据不一致时要采用纠错方法来保证可靠性。
关键词 无线光通信；传输可靠性；检错；纠错
中图分类号TN91 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）108-0204-02
0引言
传统网络传输控制协议分别表现在流量控制和拥塞控制两方面，它们在网络传输的控制中是共同起作用的，当网络中出现超时并且没有收到接收端的确认报文或者收到接收端重传的请求时，需要重传部分报文，并且认为网络出现拥塞，通过拥塞控制的方法来控制发送端的速率。在以激光为载体的无线光通信的网络中，造成数据丢失或错误的方式有很多，不仅仅是网络拥塞，还有可能是在传输的过程中由于其他的原因照成数据的丢失或者出错率增加。如果误码率的增加不是由网络拥塞造成的，减小发送端的发送速率，就会造成网络资源的浪费，因此具体问题要具体分析才能是最大限度的利用网络资源。
当接收端发现接收的数据出现错误时，首先考虑采用纠错技术，经过纠错如果能够恢复发送端发送的数据，就按正确接收来处理，当不能恢复时，给发送端发送一个重传报文，重传这部分数据。由于大气光通信网络中出现误码的原因较多，扩充校验的功能势在必行。
1无线激光通信中数据不可靠的来源
1.1网络本身的特性
数据在传输过程中可能会出现偶然性的错误，由于偶然性的原因使1跳变为0或0跳变为1。网络拥塞是在分组交换网络中传送分组的数目太多时，由于存储转发节点的资源有限而造成网络传输性能下降的情况。当网络发生拥塞时，一般会出现数据丢失，时延增加，吞吐量下降，严重时甚至会导致“拥塞崩溃”。
1.2大气信道的不可靠性
大气对激光的散射，光学性质均匀的介质中或两种折射率不同的均匀介质网络的分界上，无论是光线的折射还是反射，光线都在一个特定的方向上，这也是光的单向特性，当通过的光学介质不均匀时就会出现散射现象，使激光在传输过程中有损失。再就是大气中存在不同的物质对激光的吸收作用，将部分光能转换为热能。
湍流效应的影响，总所周知大气是流动的，而大气的流动性导致大气的密度会产生随机的变化，从而导致大气折射率随机变化，在湍流的大气中传输的激光信号的波前产生随机的起伏引起激光束的抖动，闪烁、像点抖动等一系列激光传输的大气湍流效应，它们严重影响空间光通信稳定性和可靠性。
天气的影响，大气中的无线激光通信中，大气作为通信介质，天气是一个必须考虑的因素，透明的天气有长距离的能见度，相对低的衰减；雾和浓云增加的水蒸气的集聚和更高的衰减；而雨雪对传输的光束产生散射和吸收，从而导致传输光束的衰减以及传输路径的改变。
2纠错方案
在上一部分的阐述中，由于导致传输不可靠的来源多种多样，在采取纠方案时要针对不同的原因使用不同的解决方案。当网络中出现偶然性错误时采用海明码或循环冗余校验的方法就可以纠正；当接收端出现连续的错误位时采用打乱发送数据的顺序将错误位离散开，尽最大可能恢复发送的数据；当网络拥塞出现时，采用拥塞的控制方法，提高网络的性能。
2.1检错方法
接收端通过奇偶校验码来检测接收的数据与发送的数据是否一致。奇偶校验码，简单的描述就是在一组比特流中，增加一个校验位，提前计算出其中1的个数是奇数或偶数，由于奇偶校验的方式是提前规定的，使用奇校验或偶检验。在校验位使用0或1来表示特定的信息，在接收端根据校验位提供的信息，来识别有效数据中1的个数是奇数或偶数判断这组数据是否出错。
2.2不连续的偶然性错误
传统的传输控制协议，当接收端发现数据包出错时，接收端给发送端一个重传指令，丢弃该数据包，发送将这个数据包再传送一次。当数据包中的数据出现偶然性错误的时候，采用这种方法就会浪费传输网络的带宽，可以采用前向式纠错方法，例如循环冗余校验的方式找到并纠正这个错误，完全可以恢复发送端发送的数据。
2.3连续的错误
由于无线激光通信采用大气信道，大气信道有多种不确定因素，在数据传输的过程中就会出现连续的数据位出错，会引起误码率的大幅度升高，在发送端就应该采用新的数据编码方式，不再是单纯的连续的队列是传输方法，核心思想就是采用一定的方法将待发送的数据顺序打乱，重新排列组合，变成一个新的数据队列发送到接收端，然后在接收端采用相应的解码算法，恢复发送之前的数据顺序。这样即使在传输的过程中出现连续的数据位错误，在接收端经恢复的数据他的错误位之间连续的机会将大大减小，这就使错误离散化了，就可以用之前的纠错方法将错误位逐个纠正。在错误位可控制的范围内，将错误的数据恢复，提高数据传输的传输效率。
3采用索引的方法将发送数据顺序打乱
首先，是将待发送的数据每22k位分成一个小组，将这22k 位的数据平均分成2k个单元，每个单元也就是2k个数据位，分别将这2k 个单元连续编号，编号记为0、1、2…2k -1；同样将2k 个数据位也进行编号，编号记为0、1、2…2k -1。本文采用的是一种直观的方法，就是分别将个不同单元的相同数据位的数据取出，组成一个具有2k 个数据位的新数据单元，根据数据位的编号，将新组成的数据单元组合成一个具有22k 数据位的小组，编码后的数据位位置可由2i+j，其中i为数据位的编号，j为数据单元的编号。将足够的数据小组组合成数据帧，经激光链路传输的接收端，再由解码算法，得到要发送的数据组合，在根据其中暗含的校验位检查是否有错误出现，如果有错误出现，采用纠错算法将错误纠正，得到发送端要发送数据，数据中错误太多无法恢复则采取丢在重传的方式。
采用上述方法，在打乱发送数据的过程中并没有引入多余的数据位，空间复杂度o（1），时间复杂度为o（22k），采用多种纠错方式，可以提高数据传输过程中的容错性能，也就提高了传输过程中的可靠性，进而提高了数据传输的效率。
参考文献
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