一种无线光信道构建方法及装置与流程

本发明涉及光通信领域，尤其涉及一种无线光信道构建方法及装置。

背景技术：

现有无线光通信技术包括窄带（激光）无线光通信无线光通信和宽带（非激光）无线光通信。自由空间光通信（FSO：Free Space Optical）通常使用激光束建立通信链路，具有不需要频率许可证、频带宽、成本低、保密性好，布设灵活、抗电磁干扰等特点。此外，使用自由空间光通信系统建立无线光链路，还有如下的优点：1）对运行的协议透明，现有通信网络常用的传输控制协议都能承载；2）可组成点对点、星形、和网格形结构的网络；3）易于扩容升级，只需稍作接口的变动就能改变容量。

使用激光束的自由空间光通信（FSO）存在的主要问题包括：

（1）承载FSO光学系统的支撑物的晃动/漂移或大气折射率的起伏将影响无线光学链路两个端点之间的激光对准；

（2）FSO是一种视距宽带通信技术，传输距离与信号质量的矛盾突出，当传输超过一定距离时波束就会变宽导致难以被接收点正确接收，目前，在1km以下才能获得好的效果和质量，最远只能达到4Km；

（3）FSO系统性能对天气敏感，雨、雪和雾对传输质量的影响较大。FSO受天气影响的衰减经验值分别为：晴天，5-15db/km、雨，20-50db/km、雪，50-150db/km、雾，50-300db/km；

（4）激光束会对眼睛造成伤害。

在现有专利申请中，产生了与FSO系统相关的光束瞄准技术、光束准直技术、光束调向技术、光束位置监测技术，其具体方法简述如下：

光束瞄准技术方面的专利申请：

申请号为CN200510009868，发明名称为“双反馈高精度光束瞄准控制装置”，该装置包括激光光源、反射镜面、光分路器，反馈控制单元等，能高精度的控制二维偏转镜反射输出光束的偏转角度，其控制误差≤0.5μrad。

申请号为CN200510009867，发明名称为“双反馈高精度光束瞄准的控制方法”给出的控制步骤包括：设定光束的二维偏转角度值Az、El；根据Az、El与二维偏转镜中的位移传感器的输出值，对二维偏转镜中的压电陶瓷的二维偏转驱动电压进行一级反馈误差修正；计算出激光光束在CCD摄像机上的二维坐标XC、YC的值；计算机根据二维坐标值XC、YC，计算出实际二维偏转角度ψh、ψv的值；将ψh、ψv与Az、El进行比较后，对压电陶瓷的二维偏转驱动电压进行二级反馈误差修正。

光束调向技术方面的专利申请：

申请号为CN200780002545，发明名称为“光束转向和采样设备及方法”给出的方法包括：在光束转向/采样系统中，使用矩阵变换控制技术来去耦合驱动转向反射镜的制动器的操作。该控制技术使用两个虚拟变量，每一个具有以非交叉耦合方式操作的相关联的独立的反馈环，每一个变量和两个转向反射镜之一相关联。

申请号为CN01819928，发明名称为“光束转向装置及光开关” 给出的方法包括：为了在光开关中转向光束，沿Z轴连接有一光纤的准直仪安装在一平衡环中，用于实现准直仪关于X和Y轴的摆动运动。一压电致动器沿Z轴延伸，并且关于光纤对称。在准直仪上的角度位置传感器提供反馈以用于转向光束。

申请号为 CN200510026553，发明名称为“双光楔光束偏转机械装置” 给出的装置包括：底座、两个直线步进电机、两个导轨、两个圆形光楔及镜框及两个角度编码器构成，水平转动轴和垂直转动轴正交布置，一端分别刚性联结到镜框上，另一端则通过高精度滚动轴承实现支撑，两个直线步进电机布置在底座内部，通过电机螺杆推进两个镜框分别绕水平转动轴和垂直转动轴旋转，转动轴的一侧布置有模块式角度编码器。工作时受控制电路作用，直线步进电机推进光楔及镜框总成旋转，同时编码器实时反馈光楔实际转角。

光束位置感知技术方面的专利申请：

申请号为CN200580032963，发明名称为“在光电读取器和图像投影仪中监控光束位置” 给出的方法包括：以扫描频率在目标上移动扫描光束作为扫描线的驱动器，以及操作连接到该驱动器的光电反馈组件，用于在光束移动期间光探测扫描线的位置，并且以扫描频率生成反馈信号，该反馈信号可以指示扫描线的位置。去除了驱动器中的反馈线圈，以避免驱动器中多个线圈之间的电磁耦合。

现有的“动态跟踪”方法和“双反馈高精度光束瞄准”方法都是采用“双反馈”方法，具体实现是使用可调微镜或由压电陶瓷驱动的二维偏转镜来调整接收光束的走向使之对准光探测器，这种光束瞄准方法的优点是动态性能好，缺点是对光束走向的调整范围小且复杂；这种光束瞄准方法适合在无线光链路建立后对光束的动态跟踪，不适用于无线光链路初建或重建过程中链路两端间的光束搜索和对准；

现有的光束调向技术，通过调整反射镜片/光楔准直仪的位置和/或方向来改变光束的走向；

现有的光束位置感知技术，通过特定的扫描频率在目标上移动扫描光束，并且以扫描频率生成反馈信号，该反馈信号可以指示扫描线的位置。

综上所述，现有激光束无线光通信技术存在搜索范围小，波束捕获时间长，波束跟踪精度低以及不适用于线形波束对准这些缺点。

技术实现要素：

本发明给出一种无线光信道构建方法及装置，用于克服现有技术存在的搜索范围小，波束捕获时间长，波束跟踪精度低以及不适用于线形波束对准这些缺点中的至少一种。

本发明给出一种无线光信道构建方法，用于第一无线光通信节点，该方法包括如下步骤：

第一无线光通信节点向其服务区域内发送识别信号；

第一无线光通信节点获取第二无线光通信节点的第二方位信息；

使用第一光学通道调向模块调整第一无线光通信节点的第一光学通道的朝向，使之朝向第二无线光通信节点所在的第二方位；

使用第一发射波束调向模块调整第一无线光通信节点发射的第一无线光学通信波束的方向，使该无线光学通信波束落在第二无线光通信节点的无线光学接收天线口面上。

本发明给出一种无线光信道构建方法，用于第二无线光通信节点，该方法包括如下步骤：

接收第一无线光通信节点向其服务区域内发送的识别信号；

获取第一无线光通信节点的第一方位信息；

使用第二光学通道调向模块调整第二无线光通信节点的第二光学通道的朝向，使之朝向第一无线光通信节点所在的相对于第二无线光通信节点的第一方位；

使用第二发射波束调向模块调整第二无线光通信节点发射的第二无线光学通信波束的方向，使该无线光学通信波束落在第一无线光通信节点的无线光学接收天线口面上。

本发明给出一种无线光通信装置，用于第一无线光通信节点，该装置包括：

节点识别信号发送模块，方位信息获取模块，光通道调向模块，光学成像传感器模块，发射波束调向模块，光学接收天线模块，无线光学通信波束发射模块；优选地，包括声学定位模块和/或通道外光学成像传感器模块；其中，

所述节点识别信号发送模块，用于第一无线光通信节点向其服务区域内发送识别信号，包括：发送第一无线光通信节点的身份识别信息的半导体发光管/半导体激光管和无线电发射模块中的至少一种；和/或，构成无线光通信节点标识信息的半导体发光管/半导体激光管；

所述方位信息获取模块，用于第一无线光通信节点获取第二无线光通信节点的第二方位信息，包括：具有不同朝向的光探测器模块、构建光学信道的控制信号接收模块以及无线电接收模块中的至少一种；

所述光通道调向模块，用于在第一维度和第二维度上调整第一无线光通信节点的第一光学成像传感器镜头、第一无线光学通信波束、无线光学接收天线及发射波束调向模块中的至少二种构成的可调向模块组合的朝向，使之朝向第二无线光通信节点所在的第二方位，包括：二维调向伺服模块和二维调向驱动模块；所述光通道调向模块调整可调向模块组合的朝向的步骤包括：使可调向模块组合的前向轴线绕第一轴线转动和/或使可调向模块组合的前向轴线绕第二轴线转动，其中，第一轴线与第二轴线正交或不平行；

所述光学成像传感器模块，用于获取第二无线光通信节点的无线光学接收天线口面的朝向方位和/或法向信息，包括：成像传感器阵列、光学成像镜头；

所述发射波束调向模块，用于在第一维度和第二维度上微调第一无线光通信节点发射的第一无线光学通信波束的方向，使该无线光学通信波束的视轴维持在第二无线光通信节点的无线光学接收天线口面范围内，该模块由光通道调向模块承载，包括：对镜片和/或光源波束视轴实施微调的伺服模块和驱动模块；所述镜片包括反射镜片或透镜镜片，对反射镜片和/或光源波束视轴实施微调的步骤包括：使镜片法线和/或光源波束视轴绕第一轴线转动和/或绕第二轴线转动，其中，第一轴线与第二轴线正交或不平行；或者，对透镜镜片和/或光源波束视轴实施微调的步骤包括：使透镜镜片和/或光源波束视轴与第一平面相垂直的状态下沿X轴方向和/或Y轴方向移动，其中，X轴向与Y轴向正交或不平行；

所述光学接收天线模块，用于接收第二无线光通信节点发射的用于构成无线光通信链路的光信号，包括：光探测器；优选地，还包括位于光探测器前部的集光部件；

所述无线光学通信波束发射模块，用于发射第一无线光学通信波束，包括：窄光谱半导体发光管（半导体激光管：LD）模块或宽光谱半导体发光管（发光二极管：LED）模块；

所述声学定位模块，用于对第二无线光通信节点进行声波定位，包括：声学接收通道子模块，距离和或方位估计子模块；第一无线光通信节点通过无线电接口向第二无线光通信节点发送声学定位触发信号，该声学定位触发信号被第二无线光通信节点接收后，第二无线光通信节点发送定位用声学信号，第一无线光通信节点使用三个或三个以上的声学接收通道接收该声学信号，并使用不同声学接收通道接收到的声学定位信号间的幅度和相位关系估计第二无线光通信节点的方位，使用不同声学接收通道接收到的声学定位信号的到达时间相对于声学定位触发信号发送时间的时延，获取第以无线光通信节点发送的声学信号至第一无线光通信节点的传播时间，使用该传播时间获取第一无线光通信节点与第二无线光通信节点间的距离；

其中，

所述光通道调向模块，用于无线光学信道建立之前搜索和捕获第二无线光通信节点；所述发射波束调向模块，用于无线光学信道建立之后保持第一无线光通信节点与第二无线光通信节点间的信道连通。

本发明给出一种无线光通信装置，用于第二无线光通信节点，该装置包括：

识别信号接收模块，方位信息获取模块，光通道调向模块，光学成像传感器模块，发射波束调向模块，光学接收天线模块，无线光学通信波束发射模块；优选地，包括声学定位模块和/或通道外光学成像传感器模块；其中，

所述识别信号接收模块，用于第二无线光通信节点接收第一无线光通信节点的识别信号，包括：光探测器和无线电接收模块中的至少一种，用于接收第一无线光通信节点的身份识别信息和/或无线光通信节点标识信息；

所述方位信息获取模块，用于第二无线光通信节点获取第一无线光通信节点的第一方位信息，包括：光探测器模块和无线电接收模块中的至少一种；

所述光通道调向模块，用于在第一维度和第二维度上调整第二无线光通信节点的第二光学通道的朝向、第二无线光学通信波束，使之朝向第一无线光通信节点所在的相对于第二无线光通信节点的第一方位，包括：二维调向伺服模块和二维调向驱动模块；

所述光学成像传感器模块，用于获取第一无线光通信节点的无线光学接收天线口面的方位和/或法向信息，包括：成像传感器阵列、光学成像镜头；优选地，该模块还用于识别无线光通信节点标识信息；

所述发射波束调向模块，用于在第一维度和第二维度上微调第二无线光通信节点发射的第二无线光学通信波束的方向，使该无线光学通信波束的视轴维持在第一无线光通信节点的无线光学接收天线口面范围内，该模块由光通道调向模块承载，包括：对镜片和/或光源波束视轴实施微调的伺服模块和驱动模块；所述镜片包括反射镜片或透镜镜片，对反射镜片和/或光源波束视轴实施微调的步骤包括：使镜片法线和/或光源波束视轴绕第一轴线转动和/或绕第二轴线转动，其中，第一轴线与第二轴线正交或不平行；或者，对透镜镜片和/或光源波束视轴实施微调的步骤包括：使透镜镜片和/或光源波束视轴与第一平面相垂直的状态下沿X轴方向和/或Y轴方向移动，其中，X轴向与Y轴向正交或不平行或不平行；

所述光学接收天线模块，用于接收第一无线光通信节点发射的用于构成无线光通信链路的光信号，包括：光探测器；优选地，还包括位于光探测器前部的集光部件；

所述无线光学通信波束发射模块，用于发射第二无线光学通信波束，包括：窄光谱发光二极管（激光二极管：LD）模块或宽光谱发光二极管（发光二极管：LED）模块；

所述声学定位模块，用于对第一无线光通信节点进行声波定位，包括：声学接收通道子模块，距离和或方位估计子模块；第二无线光通信节点通过无线电接口向第一无线光通信节点发送声学定位触发信号，该声学定位触发信号被第一无线光通信节点接收后，第一无线光通信节点发送定位用声学信号，第二无线光通信节点使用三个或三个以上的声学接收通道接收该声学信号，并使用不同声学接收通道接收到的声学定位信号间的幅度和相位关系估计第一无线光通信节点的方位，使用不同声学接收通道接收到的声学定位信号的到达时间相对于声学定位触发信号发送时间的时延，获取第以无线光通信节点发送的声学信号至第二无线光通信节点的传播时间，使用该传播时间获取第二无线光通信节点与第一无线光通信节点间的距离；

其中，

所述光通道调向模块，用于无线光学信道建立之前搜索和捕获第一无线光通信节点；所述发射波束调向模块，用于无线光学信道建立之后保持第一无线光通信节点与第二无线光通信节点间的信道连通。

本发明实施例给出的方法及装置举例，用于在两个通信节点间建立和保持无线光学信道，可以克服现有技术存在的搜索范围小，波束捕获时间长，波束跟踪精度低以及不适用于线形波束对准这些缺点中的至少一种，可用于室内或室外的无线光学通信。

附图说明

图1为本发明实施例给出的一种无线光信道构建方法第一通信节点流程图；

图2为本发明实施例给出的一种无线光信道构建方法第二通信节点流程图；

图3为本发明实施例给出的一种无线光通信装置第一通信节点组成示意图；

图4为本发明实施例给出的一种无线光通信装置第二通信节点组成示意图。

实施例

本发明实施例给出的一种无线光信道构建方法及装置举例，用于在两个通信节点间建立和保持无线光学信道，可以克服现有技术存在的搜索范围小，波束捕获时间长，波束跟踪精度低以及不适用于线形波束对准这些缺点中的至少一种，可用于室内或室外的无线光学通信。

下面结合附图，对本发明提供的一种无线光信道构建方法及装置举例加以说明。

实施例一，一种无线光信道构建方法举例

参见图1所示，本发明提供的一种无线光信道构建方法实施例，用于第一无线光通信节点，包括如下步骤：

步骤S110，第一无线光通信节点向其服务区域内发送识别信号；

步骤S120，第一无线光通信节点获取第二无线光通信节点的第二方位信息；

步骤S130，使用第一光学通道调向模块调整第一无线光通信节点的第一光学通道的朝向，使之朝向第二无线光通信节点所在的第二方位；

步骤S140，使用第一光学通道调向模块和/或第一发射波束调向模块调整第一无线光通信节点发射的第一无线光学通信波束的方向，使该无线光学通信波束落在第二无线光通信节点的无线光学接收天线口面上。

本实施例给出的方法举例，其中，

所述第一无线光通信节点向其服务区域内发送识别信号，具体步骤包括：

发送承载第一无线光通信节点的身份识别信息的光信号或无线电信号;所述光信号承载第一无线光通信节点的身份识别信息和/或无线光通信节点标识信息；所述无线电信号承载第一无线光通信节点的身份识别信息和/或无线光通信节点标识信息；

所述无线光通信节点标识信息包括：用于识别无线光通信节点所在位置的具有特定形状的发光或反射光的模块，比如，具有“T”形或“L”形的可以发光或反射光的模块或器件；在第一无线光通信节点处设置该无线光通信节点标识信息，可用于第二无线光通信节点对第一无线光通信节点的位置的搜索；

优选地，第一无线光通信节点使用具有不同朝向的光源向各自的朝向发送所述光信号；或者，第一无线光通信节点使用无线通信接口发送所述无线电信号；

更优选地，第一无线光通信节点使用所述具有不同朝向的光源向各自的朝向发送该光源的朝向信息；

所述获取第二无线光通信节点的第二方位信息，具体包括如下至少一种步骤：

第一无线光通信节点使用具有不同朝向的光探测器分别从不同的方向接收第二无线光通信节点发送的用于构建光学信道的控制信号，根据一个或多个光探测器的朝向和/或信号强度估计第二无线光通信节点的第二方位信息；

第一无线光通信节点使用具有不同朝向的光探测器接收第二无线光通信节点发送的其相对于第一无线光通信节点的第二方位信息；该第二方位信息由第二无线光通信节点接收第一无线光通信节点的一个或多个光源发送的承载光源的朝向信息来估计得到，并由第二无线光通信节点发送给第一无线光通信节点；

使用第一无线光通信节点的地理坐标信息及第二无线光通信节点的地理位置坐标信息计算第二无线光通信节点相对于第一无线光通信节点的方位，该方位作为第二无线光通信节点的第二方位信息；

使用第一无线光通信节点和第二无线光通信节点的地理坐标信息与高度信息计算第二无线光通信节点相对于第一无线光通信节点的方位角及俯仰角，该方位角及俯仰角作为第二无线光通信节点的第二方位信息；以及

第一无线光通信节点通过无线电接口向第二无线光通信节点发送声学定位触发信号，该声学定位触发信号被第二无线光通信节点接收后，第二无线光通信节点发送定位用声学信号，第一无线光通信节点使用三个或三个以上的声学接收通道接收该声学信号，并使用不同声学接收通道接收到的声学定位信号间的幅度和相位关系估计第二无线光通信节点的方位，使用不同声学接收通道接收到的声学定位信号的到达时间相对于声学定位触发信号发送时间的时延，获取第二无线光通信节点发送的声学信号至第一无线光通信节点的传播时间，使用该传播时间获取第一无线光通信节点与第二无线光通信节点间的距离。

其中，所述第二无线光通信节点的地理坐标信息存储在第一无线光通信节点侧或由第一无线光通信节点使用无线电接口获取；

所述使用第一无线光通信节点的第一光学成像传感器获取第二无线光通信节点的无线光学接收天线口面相对于第二光学成像传感器镜头法向的方位和/或法向信息，具体步骤包括：

第一光学成像传感器获取第二无线光通信节点的无线光学接收天线口面的图像；和/或，

第一光学成像传感器获取位于所述接收天线口面附近且形状及间距为已知的三个或三个以上的用于位置基准的光源的图像，所述用于位置基准的光源位于同一个平面内，该平面与所述接收天线口面的法线垂直；

使用所述无线光学接收天线口面的图像获取该接收天线口面在第一光学成像传感器的视场中相对于视轴的方位信息；和/或，

使用所述无线光学接收天线口面的图像获取该接收天线口面的形变和/或使用所述用于位置基准的光源的图像获取位置基准的光源间构成的形状的形变信息；使用所述的至少一种形变信息，获取第二无线光通信节点的无线光学接收天线口面在第一光学成像传感器的视场中相对于视轴的朝向和/或法向信息；

优选地，

根据所述接收天线口面在第一光学成像传感器的视场中相对于视轴的方位信息，调整第一光学成像传感器的视场朝向；和/或，

根据所述第二无线光通信节点的无线光学接收天线口面在第一光学成像传感器的视场中相对于视轴的朝向和/或法向信息，调整第二无线光通信节点的无线光学接收天线口面的朝向和/或法向，使之与第一无线光通信节点的第一光学成像传感器的镜头法向一致，具体步骤包括：使用光信号或无线电信号向第二无线光通信节点发送包含天线口面法向角度调整方向信息的指令；

所述调整第一无线光通信节点发射的第一无线光学通信波束的方向，使该无线光学通信波束落在第二无线光通信节点的无线光学接收天线口面上，包括偏移量获取步骤和偏移量调整步骤，其中，

所述偏移量获取步骤包括：

偏移量获取方式一，使用第一光学成像传感器获取第一无线光通信节点发送的第一无线光学通信波束在第二无线光通信节点处的图像，包括如下获取图像的方法中的至少一种：

第一光学成像传感器与第一无线光学通信波束使用相同的光波波长；以及

第一光学成像传感器与第一无线光学通信波束使用不同的光波波长，第一无线光通信节点使用第一测向辅助波束照射第二通信装置，第一测向辅助波束与第一光学成像传感器使用相同的光波波长；

使用所述第一无线光学通信波束或第一测向辅助波束在第二无线光通信节点处的图像，获取第一无线光学通信波束与第二无线光通信节点的无线光学接收天线口面中心点间的偏移量和/或偏移方向；

偏移量获取方式二，通过无线光接口或无线电接口获取第一无线光学通信波束的视轴落点与第二无线光通信节点的无线光学接收天线口面中心点间的偏移量和/或偏移方向；该偏移量和/或偏移方向由在第二无线光通信节点处布设的四个或四个以上的光探测器分别测量第一无线光学通信波束对不同光探测器的照射强度，根据对不同光探测器的照射强度及光探测器的位置估计出第一无线光学通信波束的视轴落位置，使用该视轴落位置及无线光学接收天线口面中心点的位置计算出所述偏移量和/或偏移方向；

所述偏移量调整步骤包括：

根据所述偏移量和/或偏移方向，使用第一光学通道调向模块和/或第一发射波束调向模块调整第一无线光通信节点的第一无线光学通信波束的指向，使第一无线光学通信波束的峰值方向落在第二无线光通信节点的无线光学接收天线口面范围内，具体步骤包括：向第二无线光通信节点的无线光学接收天线口面中心点处调整第一无线光学通信波束的指向，调整方向与所述偏移方向相反。

本发明提供的实施例中，所述无线光接口，用于在无线光信道建立的过程中发送搜索第二无线光通信节点或第一无线光通信节点的控制指令，或者用于在无线光信道建立的过程中发送偏移量调整指令，该无线光接口通常用于近距离无线光通信的场合，比如，在第二无线光通信节点与第一无线光通信节点相距小于20米的场合，该无线光接口包括：使用半导体发光管及光探测器构成的无线光通信接口，半导体发光管及光探测器可以工作在可见光频段或红外频段；

所述无线电接口，用于在无线光信道建立的过程中发送搜索第二无线光通信节点或第一无线光通信节点的控制指令，或者用于在无线光信道建立的过程中发送偏移量调整指令，该无线电接口通常用于远距离无线光通信的场合，比如，在第二无线光通信节点与第一无线光通信节点相距大于50米的场合，当第二无线光通信节点与第一无线光通信节点的距离在50米至1000米之间时，红外或可见光难以实现有效传输，需要利用无线电空口传输控制指令；该无线电接口包括：蜂窝移动通信网的空中接口、固定无线接入网的空中接口、无线电局域网接入点的空中接口以及第二无线光通信节点至第一无线光通信节点间的空中接口中的任何一种。

本实施例给出的方法举例，还包括保持第一无线光通信节点与第二无线光通信节点间光学信道连通的方法，具体包括如下至少一种步骤：

第一无线光通信节点监测第二无线光通信节点的无线光学接收天线口面法向指向，在该法向指向与第一无线光通信节点的第一光学成像传感器的镜头法向之间的夹角大于预定交叉角门限时，向第二无线光通信节点发送调整其无线光学接收天线口面法向指向的指令；

使用第一光学成像传感器获取第一无线光通信节点发送的第一无线光学通信波束在第二无线光通信节点的无线光学接收天线口面内的图像，从该图像获取第一无线光学通信波束的视轴方向（功率峰值方向）与第二无线光通信节点的无线光学接收天线口面中心点间的偏移量和/或偏移方向；根据所述偏移量和/或偏移方向，使用第一发射波束调向模块调整第一无线光通信节点的第一无线光学通信波束的指向，使第一无线光学通信波束的视轴向第二无线光通信节点的无线光学接收天线口面中心点移动，具体步骤包括：向第二无线光通信节点的无线光学接收天线口面中心点处调整第一无线光学通信波束的视轴指向，调整方向与所述偏移方向相反；

从第二通信模块接收第一无线光学通信波束的视轴方向（功率峰值方向）与第二无线光通信节点的无线光学接收天线口面中心点间的偏移量和/或偏移方向，根据所述偏移量和/或偏移方向，使用第一发射波束调向模块调整第一无线光通信节点的第一无线光学通信波束的指向，使第一无线光学通信波束的视轴向第二无线光通信节点的无线光学接收天线口面中心点移动，具体步骤包括：向第二无线光通信节点的无线光学接收天线口面中心点处调整第一无线光学通信波束的视轴指向，调整方向与所述偏移方向相反；

在第一无线光通信节点侧使用通道外光学成像传感器获取第二无线光通信节点发送的第二无线光学通信波束在第一无线光通信节点的无线光学接收天线口面内或口面邻近区域内落点的图像，从该图像获取第二无线光学通信波束落点相对于无线光学接收天线口面中心点间的偏移量和/或偏移方向；使用无线电接口向第二无线光通信节点侧发送所述所述偏移量和/或偏移方向；以及

通过无线电接口从第二通信模块接收第一无线光学通信波束的视轴方向（功率峰值方向）与第二无线光通信节点的无线光学接收天线口面中心点间的偏移量和/或偏移方向，根据所述偏移量和/或偏移方向，使用第一发射波束调向模块调整第一无线光通信节点的第一无线光学通信波束的指向，使第一无线光学通信波束的视轴向第二无线光通信节点的无线光学接收天线口面中心点移动，具体步骤包括：向第二无线光通信节点的无线光学接收天线口面中心点处调整第一无线光学通信波束的视轴指向，调整方向与所述偏移方向相反。

其中，

所述向第二无线光通信节点发送调整其无线光学接收天线口面法向指向的调向指令的方法包括：通过无线光接口或无线电接口发送；

所述从第二通信模块接收第一无线光学通信波束的视轴方向（功率峰值方向）与第二无线光通信节点的无线光学接收天线口面中心点间的偏移量和/或偏移方向的方法包括：通过无线光接口或无线电接口发送。

本发明提供的实施例中，所述无线光学接收天线口面，包括：用于接收通信光的镜头的采光孔径所占区域、集光模块的采光孔径所占区域和用于光探测器采光的孔径/管径端口所占区域中的任一种；

本发明提供的实施例中，所述集光模块包括：光学透镜部件或喇叭形内壁反射部件；所述喇叭形部件，喇叭收口端抵近光探测器，喇叭开口端朝向光束到达方向，通过喇叭内壁对入射光的反射使不能直接照射在光探测器表面的光束折向光探测器表面；所述光学透镜部件，用于将入射光汇集到光探测器表面，包括光学凸透镜或光学镜头组。

实施例二，一种无线光信道构建方法举例

参见图2所示，本发明提供的一种无线光信道构建方法实施例，用于第二无线光通信节点，包括如下步骤：

步骤S210，接收第一无线光通信节点向其服务区域内发送的识别信号；

步骤S220，获取第一无线光通信节点的第一方位信息；

步骤S230，使用第二光通道调向模块调整第二无线光通信节点的第二光学通道的朝向，使之朝向第一无线光通信节点所在的相对于第二无线光通信节点的第一方位；

步骤S240，使用第二发射波束调向模块调整第二无线光通信节点发射的第二无线光学通信波束的方向，使该无线光学通信波束落在第一无线光通信节点的无线光学接收天线口面上。

本实施例给出的方法举例，其中，

所述接收第一无线光通信节点向其服务区域内发送的识别信号，具体步骤包括：

接收承载第一无线光通信节点的身份识别信息的光信号或无线电信号；所述光信号承载第一无线光通信节点的身份识别信息和/或无线光通信节点标识信息；所述无线电信号承载第一无线光通信节点的身份识别信息和/或无线光通信节点标识信息；

优选地，接收第一无线光通信节点在至少一个朝向上发送的所述光信号；或者，接收第一无线光通信节点使用无线通信接口发送的所述无线电信号；

更优选地，第二无线光通信节点向第一无线光通信节点使用的特定朝向的光探测器发送用于构建光学信道的控制信号，该控制信号可被第一无线光通信节点用于估计第二无线光通信节点的第二方位信息；和/或

第二无线光通信节点从第一无线光通信节点使用的具有特定朝向的光源接收该光源的朝向信息；

所述获取第一无线光通信节点的第一方位信息，用于获取第一无线光通信节点相对于第二无线节点的方位信息，具体包括如下至少一种步骤：

第二无线光通信节点使用具有不同朝向的光探测器分别从不同的方向接收第一无线光通信节点发送的承载其身份识别信息的光信号，根据一个或多个光探测器的朝向和/或接收到的光信号强度估计第一无线光通信节点的第一方位信息；

第二无线光通信节点使用第二光学成像传感器接收承载无线光通信节点标识信息的光信号，将该无线光通信节点标识所在方位作为第一无线光通信节点的第一方位信息；

使用第一无线光通信节点的地理坐标信息及第二无线光通信节点的地理位置坐标信息计算第一无线光通信节点相对于第二无线光通信节点的方位，该方位作为第一无线光通信节点的第一方位信息；

使用第一无线光通信节点和第二无线光通信节点的地理坐标信息与高度信息计算第一无线光通信节点相对于第二无线光通信节点的方位角及俯仰角，该方位角及俯仰角作为第一无线光通信节点的第一方位信息；

第二无线光通信节点通过无线电接口向第一无线光通信节点发送声学定位触发信号，该声学定位触发信号被第一无线光通信节点接收后，第一无线光通信节点发送定位用声学信号，第二无线光通信节点使用三个或三个以上的声学接收通道接收该声学信号，并使用不同声学接收通道接收到的声学定位信号间的幅度和相位关系估计第一无线光通信节点的方位，使用不同声学接收通道接收到的声学定位信号的到达时间相对于声学定位触发信号发送时间的时延，获取第以无线光通信节点发送的声学信号至第二无线光通信节点的传播时间，使用该传播时间获取第二无线光通信节点与第一无线光通信节点间的距离；以及

第二无线光通信节点通过无线电接口获取其相对于第一无线光通信节点间的距离和/或方位信息；

其中，所述第一无线光通信节点的地理坐标信息存储在第二无线光通信节点侧或由第一无线光通信节点使用无线电接口获取；

所述使用第二光通道调向模块调整第二无线光通信节点的第二光学通道的朝向，使之朝向第一无线光通信节点所在的相对于第二无线光通信节点的第一方位的方法，包括如下步骤：根据所述第一无线光通信节点相对于第二无线节点的方位信息包含的方位角度和/或俯仰角度值，使用第二光通道调向模块将第二无线光通信节点的第二光学通道的朝向调整到该方位信息所指示的方位角度和/或俯仰角度上；

所述使用第二无线光通信节点的第二光学成像传感器获取第一无线光通信节点的无线光学接收天线口面相对于第二光学成像传感器镜头法向的方位和/或法向信息，具体步骤包括：

子步骤一、第二光学成像传感器获取第一无线光通信节点的无线光学接收天线口面的图像；和/或，

子步骤二、第二光学成像传感器获取位于所述接收天线口面附近且形状及间距为已知的三个或三个以上的用于位置基准的光源的图像，所述用于位置基准的光源位于同一个平面内，该平面与所述接收天线口面的法线垂直；

子步骤三、对应于子步骤一，使用所述无线光学接收天线口面的图像获取该接收天线口面在第二光学成像传感器的视场中相对于视轴的方位信息；和/或，

子步骤四、对应于子步骤二，使用所述无线光学接收天线口面的图像获取该接收天线口面的形变和/或使用所述用于位置基准的光源的图像获取位置基准的光源间构成的形状的形变信息；使用所述的至少一种形变信息，获取第一无线光通信节点的无线光学接收天线口面在第二光学成像传感器的视场中相对于视轴的朝向和/或法向信息；

优选地，

根据所述接收天线口面在第二光学成像传感器的视场中相对于视轴的方位信息，调整第二光学成像传感器的视场朝向；和/或，

根据所述第一无线光通信节点的无线光学接收天线口面在第二光学成像传感器的视场中相对于视轴的朝向和/或法向信息，调整第一无线光通信节点的无线光学接收天线口面的朝向和/或法向，使之与第二无线光通信节点的第二光学成像传感器的镜头法向一致，具体步骤包括：使用光信号或无线电信号向第一无线光通信节点发送包含天线口面法向角度调整方向信息的指令；

所述调整第二无线光通信节点发射的第二无线光学通信波束的方向，使该无线光学通信波束落在第一无线光通信节点的无线光学接收天线口面上，包括偏移量获取步骤和偏移量调整步骤，其中，

所述偏移量获取步骤包括：

偏移量获取方式一，使用第二光学成像传感器获取第二无线光通信节点发送的第二无线光学通信波束在第一无线光通信节点处的图像，包括如下获取图像的方法中的至少一种：

第二光学成像传感器与第二无线光学通信波束使用相同的光波波长；以及

第二光学成像传感器与第二无线光学通信波束使用不同的光波波长，第二无线光通信节点使用第二测向辅助波束照射第一通信装置，第二测向辅助波束与第二光学成像传感器使用相同的光波波长；

使用所述第二无线光学通信波束或第二测向辅助波束在第一无线光通信节点处的图像，获取第二无线光学通信波束与第一无线光通信节点的无线光学接收天线口面中心点间的偏移量和/或偏移方向；

偏移量获取方式二，通过无线光接口或无线电接口获取第二无线光学通信波束的视轴落点与第一无线光通信节点的无线光学接收天线口面中心点间的偏移量和/或偏移方向；该偏移量和/或偏移方向由在第以通信节点处布设的四个或四个以上的光探测器分别测量第二无线光学通信波束对不同光探测器的照射强度，根据对不同光探测器的照射强度及光探测器的位置估计出第二无线光学通信波束的视轴落位置，使用该视轴落位置及无线光学接收天线口面中心点的位置计算出所述偏移量和/或偏移方向；

偏移量获取方式三，在第一无线光通信节点侧使用通道外光学成像传感器获取第二无线光通信节点发送的第二无线光学通信波束在第一无线光通信节点的无线光学接收天线口面内或口面邻近区域内落点的图像，从该图像获取第二无线光学通信波束落点相对于无线光学接收天线口面中心点间的偏移量和/或偏移方向；使用无线电接口向第二无线光通信节点侧发送所述所述偏移量和/或偏移方向；

所述偏移量调整步骤包括：

根据所述偏移量和/或偏移方向，使用第二发射波束调向模块调整第二无线光通信节点的第二无线光学通信波束的指向，使第二无线光学通信波束的峰值方向落在第一无线光通信节点的无线光学接收天线口面范围内，具体步骤包括：向第一无线光通信节点的无线光学接收天线口面中心点处调整第二无线光学通信波束的指向，调整方向与所述偏移方向相反。

本实施例给出的方法举例，还包括无线光信道保持方法、无线光信道中继方法、光载信号的无线电接口转发方法及光载信号的有线接口转发方法中的至少一种方法，其中，

所述无线光信道保持方法，用于保持第一无线光通信节点与第二无线光通信节点间光学信道连通，包括如下至少一种步骤：

第二无线光通信节点根据第一无线光通信节点通过无线光接口或无线电接口发来的调整指令，使用第二光通道调向模块来调整无线光学接收天线口面法向指向；

使用第二光学成像传感器获取第二无线光通信节点发送的第二无线光学通信波束在第一无线光通信节点的无线光学接收天线口面内的图像，从该图像获取第二无线光学通信波束的视轴方向（功率峰值方向）与第一无线光通信节点的无线光学接收天线口面中心点间的偏移量和/或偏移方向；根据所述偏移量和/或偏移方向，使用第二发射波束调向模块调整第二无线光通信节点的第二无线光学通信波束的指向，使第二无线光学通信波束的视轴向第一无线光通信节点的无线光学接收天线口面中心点移动，具体步骤包括：向第一无线光通信节点的无线光学接收天线口面中心点处调整第二无线光学通信波束的视轴指向，调整方向与所述偏移方向相反；

通过无线光接口或无线电接口从第一无线光通信节点接收第二无线光学通信波束的视轴方向（功率峰值方向）与第一无线光通信节点的无线光学接收天线口面中心点间的偏移量和/或偏移方向，根据所述偏移量和/或偏移方向，使用第二发射波束调向模块调整第二无线光学通信波束的指向，使第二无线光学通信波束的视轴向第一无线光通信节点的无线光学接收天线口面中心点移动，具体步骤包括：向第一无线光通信节点的无线光学接收天线口面中心点处调整第二无线光学通信波束的视轴指向，调整方向与所述偏移方向相反；以及

在第二无线光通信节点处布设的四个或四个以上的光探测器分别测量第一无线光学通信波束对不同光探测器的照射强度，根据对不同光探测器的照射强度及光探测器的位置估计出第一无线光学通信波束的视轴落位置，使用该视轴落位置及无线光学接收天线口面中心点的位置计算出所述偏移量和/或偏移方向；通过无线光接口或无线电接口将所述偏移量和/或偏移方向发送至第一无线光通信节点；

所述无线光信道中继方法、用于第二无线光通信节点以无线的方式向第三无线光通信节点中继来自第一无线光通信节点的光信号，或用于第二无线光通信节点以有无线的方式向通信终端中继来自第一无线光通信节点的光信号，包括如下至少一种步骤：

使用第三光学成像传感器获取由第三无线光通信节点中继的第三无线光学通信波束在第三无线光通信节点的无线光学接收天线口面内的图像，从该图像获取第三无线光学通信波束的视轴方向（功率峰值方向）与第三无线光通信节点的无线光学接收天线口面中心点间的偏移量和/或偏移方向；根据所述偏移量和/或偏移方向，使用第三发射波束调向模块调整第二无线光通信节点中继的第三无线光学通信波束的指向，使第三无线光学通信波束的视轴向第三无线光通信节点的无线光学接收天线口面中心点移动，具体步骤包括：向第三无线光通信节点的无线光学接收天线口面中心点处调整第三无线光学通信波束的视轴指向，调整方向与所述偏移方向相反；

通过无线光接口或无线电接口从第三通信模块接收由第三无线光通信节点中继的第三无线光学通信波束的视轴方向（功率峰值方向）与第三无线光通信节点的无线光学接收天线口面中心点间的偏移量和/或偏移方向，根据所述偏移量和/或偏移方向，使用第三发射波束调向模块调整第三无线光通信节点中继的第三无线光学通信波束的指向，使第三无线光学通信波束的视轴向第三无线光通信节点的无线光学接收天线口面中心点移动，具体步骤包括：向第三无线光通信节点的无线光学接收天线口面中心点处调整第三无线光学通信波束的视轴指向，调整方向与所述偏移方向相反；

以及

使用有无线接口将来自第一无线光通信节点的光信号承载的信息中继给通信终端的方法包括：使用USB接口将来自第一无线光通信节点的光信号承载的信息转发给手机或笔记本电脑；优选地，在将来自第一无线光通信节点的光信号承载的信息转发给手机或笔记本电脑的同时，使用所述USB接口对手机或笔记本电脑充电；

所述向第三无线光通信节点的无线光学接收天线口面中心点处调整第三无线光学通信波束的视轴指向，调整方向与所述偏移方向相反，包括如下实现步骤：

使用第三无线光通信节点包含的中继波束调向模块，调整第三无线光通信节点中继的第三无线光学通信波束的方向，使该无线光学通信波束的视轴维持在第三无线光通信节点的无线光学接收天线口面范围内，具体包括如下至少一种步骤：在被中继的第三无线光学通信波束的中继通道内设置反射镜片，改变该反射镜片的法线方向使其反射的第三无线光学通信波束的视轴向第三无线光通信节点的无线光学接收天线口面中心点移动；在被中继的第三无线光学通信波束的中继通道内设置透镜镜片，改变该透镜镜片的光轴与第三无线光学通信波束视轴间的夹角使第三无线光学通信波束的视轴向第三无线光通信节点的无线光学接收天线口面中心点移动；在被中继的第三无线光学通信波束的中继通道内设置第一透镜镜片，该透镜镜片的光轴与位于被中继的第三无线光学通信波束光路中的二透镜的光轴平行，改变该第一透镜镜片与所述第二透镜间的间距，使第三无线光学通信波束的视轴向第三无线光通信节点的无线光学接收天线口面中心点移动；

其中，所述被中继的第三无线光学通信波束来自第一无线光通信节点，由第一无线光通信节点处的光源发出或由第一无线光通信节点中继而来；该第三无线光学通信波束与第二无线光通信节点接收解调的第一无线光学通信光波束采用相同或不同的波长；该第三无线光学通信波束与第二无线光通信节点接收解调的第一无线光学通信光波束采用相同或不同的波长；该第三无线光学通信波束与第二无线光通信节点接收解调的第一无线光学通信光波束在空间上通过相同或不同的光路到达第二无线光通信节点的无线光学接收天线口面；用于接收第三无线光学通信波束的第二无线光通信节点的无线光学接收天线口面与用于接收第一无线光学通信波束的第二无线光通信节点的无线光学接收天线口面相同或不同；

所述光载信号的无线电接口转发方法，包括：将第一无线光学通信波束承载的模拟无线电调制信号变换成无线电信号发射到需要覆盖的服务区内的方法；或者，将第一无线光学通信波束承载的业务数据用无线电接口发送到服务区内；其中，

所述将第一无线光学通信波束承载的模拟无线电调制信号变换成无线电信号并经过放大后发射到需要覆盖的服务区内的方法，包括如下步骤：将被模拟电信号调制的光信号经光电转换后变为模拟无线电射频信号，对该模拟无线电射频信号进行放大后发送到需要无线电信号覆盖的服务区内；

所述将第一无线光学通信波束承载的业务数据用无线电接口发送到服务区内，包括如下步骤：将第一无线光学通信波束承载的业务数据解调和解码，获取基带数据，使用符合无线电通信技术规范的空中接口发送到无线电信号覆盖的服务区内；所述无线电通信技术规范包括蜂窝移动通信空中接口技术规范，无线固定接入空中接口技术规范，无线局域网空中接口技术规范及蓝牙空中接口技术规范中的至少一种；

所述光载信号的有线接口转发方法，用于将第一无线光学通信波束承载的业务数据通过有线接口送往终端，包括如下步骤：将第一无线光学通信波束承载的业务数据解调和解码，获取基带数据，使用有线传输协议将所述基带数据发送给终端；所述有线传输协议包括USB传输协议，串口通信协议及以太网通信协议中的至少一种；所述终端包括手机和笔记本电脑中的至少一种。

在本发明提供的本实施例中，所述无线光接口，用于在无线光信道建立的过程中发送搜索第二无线光通信节点或第一无线光通信节点的控制指令，或者用于在无线光信道建立的过程中发送偏移量调整指令，该无线光接口通常用于近距离无线光通信的场合，比如，在第二无线光通信节点与第一无线光通信节点相距小于20米的场合，该无线光接口包括：使用半导体发光管及光探测器构成的无线光通信接口，半导体发光管及光探测器可以工作在可见光频段或红外频段；

所述无线电接口，用于在无线光信道建立的过程中发送搜索第二无线光通信节点或第一无线光通信节点的控制指令，或者用于在无线光信道建立的过程中发送偏移量调整指令，该无线电接口通常用于远距离无线光通信的场合，比如，在第二无线光通信节点与第一无线光通信节点相距大于50米的场合，该无线电接口包括：蜂窝移动通信网的空中接口、固定无线接入网的空中接口、无线电局域网接入点的空中接口以及第二无线光通信节点至第一无线光通信节点间的空中接口中的任何一种。

实施例三，一种无线光通信装置举例

参见图3所示，本发明提供的一种无线光通信装置实施例，用于第一无线光通信节点，包括：

节点识别信号发送模块310，方位信息获取模块320，光通道调向模块301，光学成像传感器模块340，发射波束调向模块351，光学接收天线模块330，无线光学通信波束发射模块350；优选地，包括声学定位模块321和/或通道外光学成像传感器模块322；其中，

所述节点识别信号发送模块310，用于第一无线光通信节点向其服务区域内发送识别信号，包括：发送第一无线光通信节点的身份识别信息的半导体发光管/半导体激光管和无线电发射模块中的至少一种；和/或，构成无线光通信节点标识信息（图形）的导体发光管/半导体激光管；

所述方位信息获取模块320，用于第一无线光通信节点获取第二无线光通信节点的第二方位信息，包括：具有不同朝向的光探测器模块、构建光学信道的控制信号接收模块以及无线电接收模块中的至少一种；

所述光通道调向模块301，用于在第一维度和第二维度上调整第一无线光通信节点的第一光学成像传感器镜头、第一无线光学通信波束、无线光学接收天线及发射波束调向模块351中的至少二种构成的可调向模块组合300的朝向，使之朝向第二无线光通信节点所在的第二方位，包括：二维调向伺服模块和二维调向驱动模块；所述光通道调向模块301调整可调向模块组合300的朝向的步骤包括：使可调向模块组合300的前向轴线绕第一轴线转动和/或使可调向模块组合300的前向轴线绕第二轴线转动，其中，第一轴线与第二轴线正交或不平行；所述第一维度和第二维度在两个正交或相交的平面内；

所述光通道调向模块301，在第一维度或第二维度上同时对所述可调向模块组合300包含的两个或两个以上模块实施同一纬度上的调向；

所述光学成像传感器模块340，用于获取第二无线光通信节点的无线光学接收天线口面的方位和/或法向信息，包括：成像传感器阵列、光学成像镜头；

所述发射波束调向模块351，用于在第一维度和第二维度上微调第一无线光通信节点发射的第一无线光学通信波束的方向，使该无线光学通信波束的视轴维持在第二无线光通信节点的无线光学接收天线口面范围内，该模块由光通道调向模块301承载，包括：对镜片和/或光源波束视轴实施微调的伺服模块和驱动模块；所述镜片包括反射镜片或透镜镜片，对反射镜片和/或光源波束视轴实施微调的步骤包括：使镜片法线和/或光源波束视轴绕第一轴线转动和/或绕第二轴线转动，其中，第一轴线与第二轴线正交或不平行；或者，对透镜镜片和/或光源波束视轴实施微调的步骤包括：使透镜镜片和/或光源波束视轴与第一平面相垂直的状态下沿X轴方向和/或Y轴方向移动，其中，X轴向与Y轴向正交或不平行；

所述光学接收天线模块330，用于接收第二无线光通信节点发射的光信号，包括：光探测器；优选地，还包括位于光探测器前部的集光部件；

所述无线光学通信波束发射模块350，用于接收第二无线光通信节点发射的用于构成无线光通信链路的光信号，包括：光探测器；优选地，还包括位于光探测器前部的集光部件；

所述无线光学通信波束发射模块350，用于发射第一无线光学通信波束，包括：窄光谱半导体发光管（半导体激光管：LD）模块或宽光谱半导体发光管（发光二极管：LED）模块；

所述声学定位模块321，用于对第二无线光通信节点进行声波定位，包括：声学接收通道子模块，距离和/或方位估计子模块；第一无线光通信节点通过无线电接口向第二无线光通信节点发送声学定位触发信号，该声学定位触发信号被第二无线光通信节点接收后，第二无线光通信节点发送定位用声学信号，第一无线光通信节点使用三个或三个以上的声学接收通道接收该声学信号，并使用不同声学接收通道接收到的声学定位信号间的幅度和相位关系估计第二无线光通信节点的方位，使用不同声学接收通道接收到的声学定位信号的到达时间相对于声学定位触发信号发送时间的时延，获取第以无线光通信节点发送的声学信号至第一无线光通信节点的传播时间，使用该传播时间获取第一无线光通信节点与第二无线光通信节点间的距离；

所述通道外光学成像传感器模块322，用于获取第二无线光通信节点发送的第二无线光学通信波束在第一无线光通信节点的无线光学接收天线口面内或口面邻近区域内落点的图像，从该图像获取第二无线光学通信波束落点相对于无线光学接收天线口面中心点间的偏移量和/或偏移方向；使用无线电接口向第二无线光通信节点侧发送所述所述偏移量和/或偏移方向；所述所述通道外光学成像传感器模块322，位于第一无线光通信节点侧，位于第一无线光通信节点光通道的物镜的外侧，其视场覆盖第一无线光通信节点的无线光学接收天线口面或口面邻近区域；

其中，

所述光通道调向模块301，用于无线光学信道建立之前搜索和捕获第二无线光通信节点；所述发射波束调向模块351，用于无线光学信道建立之后保持第一无线光通信节点与第二无线光通信节点间的信道连通。

本实施例给出的装置，其中，

所述发射波束调向模块351为第一无线光通信节点包含的第一发射波束调向模块，该模块用于保持第一无线光通信节点与第二无线光通信节点间光学信道连通的步骤为：

使用第一光学成像传感器模块340 获取第一无线光通信节点发送的第一无线光学通信波束350在第二无线光通信节点的无线光学接收天线口面内的图像，从该图像获取第一无线光学通信波束350的视轴方向（功率峰值方向）与第二无线光通信节点的无线光学接收天线口面中心点间的偏移量和/或偏移方向；根据所述偏移量和/或偏移方向，使用第一发射波束调向模块351调整第一无线光通信节点的第一无线光学通信波束的指向，使第一无线光学通信波束的视轴向第二无线光通信节点的无线光学接收天线口面中心点移动，具体步骤包括：向第二无线光通信节点的无线光学接收天线口面中心点处调整第一无线光学通信波束的视轴指向，调整方向与所述偏移方向相反；或者

通过无线光接口或无线电接口从第二通信模块接收第一无线光学通信波束350的视轴方向（功率峰值方向）与第二无线光通信节点的无线光学接收天线口面中心点间的偏移量和/或偏移方向，根据所述偏移量和/或偏移方向，使用第一发射波束调向模块调整第一无线光通信节点的第一无线光学通信波束的指向，使第一无线光学通信波束的视轴向第二无线光通信节点的无线光学接收天线口面中心点移动，具体步骤包括：向第二无线光通信节点的无线光学接收天线口面中心点处调整第一无线光学通信波束的视轴指向，调整方向与所述偏移方向相反。

本实施例给出的装置，其中，

所述光学成像传感器模块340、发射波束调向模块351、光学接收天线模块330及无线光学通信波束发射模块350共用一个调向平台300，该调向平台在光通道调向模块301的驱动下实现在第一维度和/或第二维度上的调向。

本实施例给出的装置，还包括：

光信号解调模块331，光学成像传感器信号处理模块341，光源调制及发射控制模块353，发射波束调向控制模块352，光通道调向控制模块302，通信控制模块380；

所述光信号解调模块331，从光学接收天线模块330接收由已调制光信号变换而来的电信号，从中解调出数据信息并将该数据信息发送给通信控制模块380；

所述光学成像传感器信号处理模块341，接收光学成像传感器模块340发来的图像数据，对该图像数据进行处理获取第二通信单元的方位信息或获取第一无线光学通信波束350的视轴方向（功率峰值方向）与第二无线光通信节点的无线光学接收天线口面中心点间的偏移量和/或偏移方向信息；

所述光源调制及发射控制模块353，用于控制无线光学通信波束发射模块350的发射时间和调制方式；

所述发射波束调向控制模块352，对发射波束调向模块351的调向方式进行控制，比如，控制发射波束调向模块351的调向速度，调向方向或调向步长参数；

光通道调向控制模块302，对光通道调向模块301的调向方式进行控制，比如，控制光通道调向模块301的调向速度，调向方向或调向步长参数；

通信控制模块380，对光学无线信道的构建和保持进行控制，对通信数据的发送及接收进行控制。

在本发明提供的本实施例中，所述无线光接口，用于在无线光信道建立的过程中发送搜索第二无线光通信节点或第一无线光通信节点的控制指令，或者用于在无线光信道建立的过程中发送偏移量调整指令，该无线光接口通常用于近距离无线光通信的场合，比如，在第二无线光通信节点与第一无线光通信节点相距小于20米的场合，该无线光接口包括：使用半导体发光管及光探测器构成的无线光通信接口，半导体发光管及光探测器可以工作在可见光频段或红外频段；

所述无线电接口，用于在无线光信道建立的过程中发送搜索第二无线光通信节点或第一无线光通信节点的控制指令，或者用于在无线光信道建立的过程中发送偏移量调整指令，该无线电接口通常用于远距离无线光通信的场合，比如，在第二无线光通信节点与第一无线光通信节点相距大于50米的场合，该无线电接口包括：蜂窝移动通信网的空中接口、固定无线接入网的空中接口、无线电局域网接入点的空中接口以及第二无线光通信节点至第一无线光通信节点间的空中接口中的任何一种。

实施例四，一种无线光通信装置举例

参见图4所示，本发明提供的一种无线光通信装置实施例，用于第二无线光通信节点，包括：

识别信号接收模块410，方位信息获取模块420，光通道调向模块401，光学成像传感器模块440，发射波束调向模块451，光学接收天线模块430，无线光学通信波束发射模块450；优选地，包括声学定位模块421和/或通道外光学成像传感器模块422；其中，

所述识别信号接收模块410，用于第二无线光通信节点接收第一无线光通信节点的识别信号，包括：光探测器和无线电接收模块中的至少一种，用于接收第一无线光通信节点的身份识别信息和/或无线光通信节点标识信息；

所述方位信息获取模块420，用于第二无线光通信节点获取第一无线光通信节点的第一方位信息，包括：光探测器模块和无线电接收模块中的至少一种；

所述光通道调向模块401，用于在第一维度和第二维度上调整第二无线光通信节点的第二光学通道的朝向、第二无线光学通信波束的朝向，使之朝向第一无线光通信节点所在的相对于第二无线光通信节点的第一方位，包括：二维调向伺服模块和二维调向驱动模块；

所述光学成像传感器模块440，用于获取第一无线光通信节点的无线光学接收天线口面相对于第二光学成像传感器镜头法向的方位和/或法向信息，包括：成像传感器阵列、光学成像镜头；优选地，该模块还用于识别无线光通信节点标识信息（图形）；

所述发射波束调向模块451，用于在第一维度和第二维度上微调第二无线光通信节点发射的第二无线光学通信波束的方向，使该无线光学通信波束的视轴维持在第一无线光通信节点的无线光学接收天线口面范围内，该模块由光通道调向模块承载，包括：对镜片和/或光源波束视轴实施微调的伺服模块和驱动模块；所述镜片包括反射镜片或透镜镜片，对反射镜片和/或光源波束视轴实施微调的步骤包括：使镜片法线和/或光源波束视轴绕第一轴线转动和/或绕第二轴线转动，其中，第一轴线与第二轴线正交或不平行；或者，对透镜镜片和/或光源波束视轴实施微调的步骤包括：使透镜镜片和/或光源波束视轴与第一平面相垂直的状态下沿X轴方向和/或Y轴方向移动，其中，X轴向与Y轴向正交或不平行；

所述光学接收天线模块430，用于接收第一无线光通信节点发射的用于构成无线光通信链路的光信号，包括：光探测器；优选地，还包括位于光探测器前部的集光部件；

所述无线光学通信波束发射模块450，用于发射第二无线光学通信波束，包括：窄光谱发光二极管（激光二极管：LD）模块或宽光谱发光二极管（发光二极管：LED）模块；

所述声学定位模块421，用于对第一无线光通信节点进行声波定位，包括：声学接收通道子模块，距离和/或方位估计子模块；第二无线光通信节点通过无线电接口向第一无线光通信节点发送声学定位触发信号，该声学定位触发信号被第一无线光通信节点接收后，第一无线光通信节点发送定位用声学信号，第二无线光通信节点使用三个或三个以上的声学接收通道接收该声学信号，并使用不同声学接收通道接收到的声学定位信号间的幅度和相位关系估计第一无线光通信节点的方位，使用不同声学接收通道接收到的声学定位信号的到达时间相对于声学定位触发信号发送时间的时延，获取第以无线光通信节点发送的声学信号至第二无线光通信节点的传播时间，使用该传播时间获取第二无线光通信节点与第一无线光通信节点间的距离；

所述通道外光学成像传感器模块422，用于获取第一无线光通信节点发送的第一无线光学通信波束在第二无线光通信节点的无线光学接收天线口面内或口面邻近区域内落点的图像，从该图像获取第一无线光学通信波束落点相对于无线光学接收天线口面中心点间的偏移量和/或偏移方向；使用无线电接口向第一无线光通信节点侧发送所述所述偏移量和/或偏移方向；所述所述通道外光学成像传感器模块422，位于第二无线光通信节点侧，位于第二无线光通信节点光通道的物镜的外侧，其视场覆盖第二无线光通信节点的无线光学接收天线口面或口面邻近区域；

其中，

所述光通道调向模块401，用于无线光学信道建立之前搜索和捕获第一无线光通信节点；所述发射波束调向模块451，用于无线光学信道建立之后保持第一无线光通信节点与第二无线光通信节点间的信道连通。

本实施例给出的装置，还包括无线光信道保持模块、无线光信道中继模块、光载信号的无线电接口转发模块及光载信号的有线接口转发模块中的至少一种模块，其中，

所述无线光信道保持模块，用于保持第一无线光通信节点与第二无线光通信节点间光学信道连通，包括：发射波束调向模块；

所述发射波束调向模块451为第二无线光通信节点包含的第二发射波束调向模块，该模块用于保持第二无线光通信节点与第一无线光通信节点间光学信道连通的步骤为：

使用第二光学成像传感器模块440获取第二无线光通信节点发送的第二无线光学通信波束在第一无线光通信节点的无线光学接收天线口面内的图像，从该图像获取第二无线光学通信波束的视轴方向（功率峰值方向）与第一无线光通信节点的无线光学接收天线口面中心点间的偏移量和/或偏移方向；根据所述偏移量和/或偏移方向，使用第二发射波束调向模块451调整第二无线光通信节点的第二无线光学通信波束的指向，使第二无线光学通信波束的视轴向第一无线光通信节点的无线光学接收天线口面中心点移动，具体步骤包括：向第一无线光通信节点的无线光学接收天线口面中心点处调整第二无线光学通信波束的视轴指向，调整方向与所述偏移方向相反；或者，

通过无线光接口或无线电接口从第一无线光通信节点接收第二无线光学通信波束的视轴方向（功率峰值方向）与第一无线光通信节点的无线光学接收天线口面中心点间的偏移量和/或偏移方向，根据所述偏移量和/或偏移方向，使用第二发射波束调向模块调整第二无线光通信节点的第二无线光学通信波束的指向，使第二无线光学通信波束的视轴向第一无线光通信节点的无线光学接收天线口面中心点移动，具体步骤包括：向第一无线光通信节点的无线光学接收天线口面中心点处调整第二无线光学通信波束的视轴指向，调整方向与所述偏移方向相反；

所述无线光信道中继模块，用于第二无线光通信节点以无线的方式向第三无线光通信节点发送来自第一无线光通信节点的光信号，包括：对镜片实施调向的伺服模块和驱动模块；所述镜片包括反射镜片或透镜镜片，对反射镜片调向的步骤包括：使镜片法线绕第一轴线转动和/或绕第二轴线转动，其中，第一轴线与第二轴线正交或不平行；或者，对透镜镜片调向的步骤包括：使透镜镜片处于与第一平面垂直的状态下并沿X轴方向和/或Y轴方向移动，其中，X轴向与Y轴向正交或不平行；

所述无线光信道中继模块，包括如下工作步骤：

使用第三光学成像传感器获取由第三无线光通信节点中继的第三无线光学通信波束在第三无线光通信节点的无线光学接收天线口面内的图像，从该图像获取第三无线光学通信波束的视轴方向（功率峰值方向）与第三无线光通信节点的无线光学接收天线口面中心点间的偏移量和/或偏移方向；根据所述偏移量和/或偏移方向，使用第三发射波束调向模块调整第二无线光通信节点中继的第三无线光学通信波束的指向，使第三无线光学通信波束的视轴向第三无线光通信节点的无线光学接收天线口面中心点移动，具体步骤包括：向第三无线光通信节点的无线光学接收天线口面中心点处调整第三无线光学通信波束的视轴指向，调整方向与所述偏移方向相反；或者

通过无线光接口或无线电接口从第三通信模块接收由第三无线光通信节点中继的第三无线光学通信波束的视轴方向（功率峰值方向）与第三无线光通信节点的无线光学接收天线口面中心点间的偏移量和/或偏移方向，根据所述偏移量和/或偏移方向，使用第三发射波束调向模块调整第三无线光通信节点中继的第三无线光学通信波束的指向，使第三无线光学通信波束的视轴向第三无线光通信节点的无线光学接收天线口面中心点移动，具体步骤包括：向第三无线光通信节点的无线光学接收天线口面中心点处调整第三无线光学通信波束的视轴指向，调整方向与所述偏移方向相反；

所述向第三无线光通信节点的无线光学接收天线口面中心点处调整第三无线光学通信波束的视轴指向，调整方向与所述偏移方向相反，包括如下实现步骤：

使用第三无线光通信节点包含的中继波束调向模块，调整第三无线光通信节点中继的第三无线光学通信波束的方向，使该无线光学通信波束的视轴维持在第三无线光通信节点的无线光学接收天线口面范围内，具体包括如下至少一种步骤：在被中继的第三无线光学通信波束的中继通道内设置反射镜片，改变该反射镜片的法线方向使其反射的第三无线光学通信波束的视轴向第三无线光通信节点的无线光学接收天线口面中心点移动；在被中继的第三无线光学通信波束的中继通道内设置透镜镜片，改变该透镜镜片的光轴与第三无线光学通信波束视轴间的夹角使第三无线光学通信波束的视轴向第三无线光通信节点的无线光学接收天线口面中心点移动；在被中继的第三无线光学通信波束的中继通道内设置第一透镜镜片，该透镜镜片的光轴与位于被中继的第三无线光学通信波束光路中的二透镜的光轴平行，改变该第一透镜镜片与所述第二透镜间的间距，使第三无线光学通信波束的视轴向第三无线光通信节点的无线光学接收天线口面中心点移动；

其中，所述被中继的第三无线光学通信波束来自第一无线光通信节点，由第一无线光通信节点处的光源发出或由第一无线光通信节点中继而来；该第三无线光学通信波束与第二无线光通信节点接收解调的第一无线光学通信光波束采用相同或不同的波长；该第三无线光学通信波束与第二无线光通信节点接收解调的第一无线光学通信光波束采用相同或不同的波长；该第三无线光学通信波束与第二无线光通信节点接收解调的第一无线光学通信光波束在空间上通过相同或不同的光路到达第二无线光通信节点的无线光学接收天线口面；用于接收第三无线光学通信波束的第二无线光通信节点的无线光学接收天线口面与用于接收第一无线光学通信波束的第二无线光通信节点的无线光学接收天线口面相同或不同；

所述光载信号的无线电接口转发模块，用于将第一无线光学通信波束承载的模拟无线电调制信号变换成无线电信号发射到需要覆盖的服务区内，包括：光电转换模块及无线电射频放大模块；其中，

光电转换模块将被模拟电信号调制的光信号经光电转换后变为模拟无线电射频信号；无线电射频放大模块将所述模拟无线电射频信号进行功率放大至覆盖预定服务区所需要的功率；

所述光载信号的有线接口转发模块，用于将第一无线光学通信波束承载的业务数据用无线电接口发送到服务区内，包括：基带处理模块，调制模块，无线电射频模块；其中，基带处理模块将第一无线光学通信波束承载的业务数据解码并根据无线电传输协议的规定对解码后的数据进行编码；调制模块根据无线电通信技术规范规定的方法对所述编码数据进行调制；无线电射频模块将调制后的数据通过特定频带发送到预定服务区；

所述有线接口转发模块，用于将第一无线光学通信波束承载的业务数据通过有线接口送往终端，包括：编码模块，调制模块；其中，编码模块根据有线传输协议规定的方式对业务和控制数据进行编码；调制模块根据有线传输协议规定的方式对数据和控制数据进行调制。

本实施例给出的装置，还包括：

光信号解调模块431，光学成像传感器信号处理模块441，光源调制及发射控制模块453，发射波束调向控制模块452，光通道调向控制模块402，通信控制模块480；

所述光信号解调模块431，从光学接收天线模块430接收由已调制光信号变换而来的电信号，从中解调出数据信息并将该数据信息发送给通信控制模块480；

所述光学成像传感器信号处理模块441，接收光学成像传感器模块440发来的图像数据，对该图像数据进行处理获取第二通信单元的方位信息或获取第一无线光学通信波束350的视轴方向（功率峰值方向）与第二无线光通信节点的无线光学接收天线口面中心点间的偏移量和/或偏移方向信息；

所述光源调制及发射控制模块453，用于控制无线光学通信波束发射模块350的发射时间和调制方式；

所述发射波束调向控制模块452，对发射波束调向模块451的调向方式进行控制，比如，控制发射波束调向模块451的调向速度，调向方向或调向步长参数；

光通道调向控制模块402，对光通道调向模块401的调向方式进行控制，比如，控制光通道调向模块401的调向速度，调向方向或调向步长参数；

通信控制模块480，对光学无线信道的构建和保持进行控制，对通信数据的发送及接收进行控制。

本发明实施例给出的无线光信道构建方法及装置举例，克服了现有技术存在的搜索范围小，波束捕获时间长，波束跟踪精度低以及不适用于线形波束对准这些缺点中的至少一种，可用于室内或室外的无线光学通信。

本发明实施例提供的无线光信道构建方法及装置可以全部或者部分地使用电子技术、光电技术及伺服控制技术实现；本发明实施例提供的无线光信道构建方法，可以全部或者部分地通过软件指令和/或者硬件电路来实现；本发明实施例提供的装置包含的模块或器件，可以采用电子元器件、光电器件及伺服驱动部件实现。

本发明给出的实施例只是提供较佳的实施方案，基于本实施例所述方法的技术思想所做的实现顺序或细节的调整，以及基于本发明提供装置组成所作的模块组合方式的调整，并不超出本发明的保护范围。