CN107425922A - 一种星间光通信载波频偏补偿电路及方法 - Google Patents

一种星间光通信载波频偏补偿电路及方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107425922A
CN107425922A CN201710283469.4A CN201710283469A CN107425922A CN 107425922 A CN107425922 A CN 107425922A CN 201710283469 A CN201710283469 A CN 201710283469A CN 107425922 A CN107425922 A CN 107425922A
Authority
CN
China
Prior art keywords
frequency
signal
laser
compensation
carrier wave
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201710283469.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107425922B (zh
Inventor
崔炜
常帅
佟首峰
陈磊
赵爽
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jilin Rongke Zhilian Technology Co ltd
Original Assignee
Changchun University of Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Changchun University of Science and Technology filed Critical Changchun University of Science and Technology
Priority to CN201710283469.4A priority Critical patent/CN107425922B/zh
Publication of CN107425922A publication Critical patent/CN107425922A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107425922B publication Critical patent/CN107425922B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/60—Receivers
    • H04B10/61—Coherent receivers
    • H04B10/616—Details of the electronic signal processing in coherent optical receivers
    • H04B10/6164—Estimation or correction of the frequency offset between the received optical signal and the optical local oscillator
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00—Modulated-carrier systems
    • H04L27/0014—Carrier regulation
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00—Modulated-carrier systems
    • H04L27/26—Systems using multi-frequency codes
    • H04L27/2601—Multicarrier modulation systems
    • H04L27/2647—Arrangements specific to the receiver only
    • H04L27/2655—Synchronisation arrangements
    • H04L27/2657—Carrier synchronisation
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00—Modulated-carrier systems
    • H04L27/26—Systems using multi-frequency codes
    • H04L27/2601—Multicarrier modulation systems
    • H04L27/2647—Arrangements specific to the receiver only
    • H04L27/2655—Synchronisation arrangements
    • H04L27/2689—Link with other circuits, i.e. special connections between synchronisation arrangements and other circuits for achieving synchronisation
    • H04L27/2695—Link with other circuits, i.e. special connections between synchronisation arrangements and other circuits for achieving synchronisation with channel estimation, e.g. determination of delay spread, derivative or peak tracking
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00—Modulated-carrier systems
    • H04L27/32—Carrier systems characterised by combinations of two or more of the types covered by groups H04L27/02, H04L27/10, H04L27/18 or H04L27/26
    • H04L27/34—Amplitude- and phase-modulated carrier systems, e.g. quadrature-amplitude modulated carrier systems
    • H04L27/38—Demodulator circuits; Receiver circuits
    • H04L27/3845—Demodulator circuits; Receiver circuits using non - coherent demodulation, i.e. not using a phase synchronous carrier
    • H04L27/3854—Demodulator circuits; Receiver circuits using non - coherent demodulation, i.e. not using a phase synchronous carrier using a non - coherent carrier, including systems with baseband correction for phase or frequency offset
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00—Modulated-carrier systems
    • H04L27/0014—Carrier regulation
    • H04L2027/0024—Carrier regulation at the receiver end
    • H04L2027/0026—Correction of carrier offset
    • H04L2027/0028—Correction of carrier offset at passband only
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
    • Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Optical Communication System (AREA)

Abstract

本发明公开了一种星间光通信载波频偏补偿电路，包括光混频器、平衡探测器、分频器、第一乘法器、第二乘法器、锁相环路、声光移频器、本振激光器和频率补偿电路；通过锁相环路对接收光信号/本振信号的下变频后的中频信号进行解调时载波的精跟踪，并输出正弦电压信号驱动声光移频器，从而在一定的频率范围内使本振信号跟随接收光信号的载波频率；通过增加频率补偿电路对所述频偏信号以及锁相环路输出的反馈信号估计载波的频率偏移，然后根据频率偏移估计值计算频率偏移补偿信号以控制本振激光器，进行频率补偿，将频偏控制在锁相环路的范围内。本发明能够在无需预知轨道的条件下对光通信载波进行补偿以消除频偏，提高通信可靠性。

Description

一种星间光通信载波频偏补偿电路及方法
技术领域
本发明涉及光通信技术领域，尤其涉及一种星间光通信载波频偏补偿电路及方法。
背景技术
通信的目的是通过信道快速有效、安全准确地传输信息。卫星通信技术作为未来信息高速公路的重要组成部分，已经成为推动社会进步提高人类生活水平的重要力量。
随着对卫星间通信研究的逐渐深入，人们对数据速率的要求已经向数Gbps方向发展。因此，以激光为信息载体的相干光通信系统进入了人们的视线，以激光链路代替微波链路成为卫星通信发展的必然趋势。
激光具有高度相干性，频率高的特点，因此激光通信相对于微波通信具有带宽大，数据传输速率高的优点。激光通信具有可高达数百Gbps的通信能力，满足未来海量空间信息传输的需求。除此之外，采用激光为传输介质建立通信链路还具有发散角小，不易被截获，保密性高，光束能量弥散度小，能够进行超长距离的有效传输，通信终端体积小、质量轻、功耗低等若干优势，非常适合作为卫星通信的信息载体。
近地轨道(Low Earth Orbit，LEO)中的卫星作为地球观测过程的一部分，可积累大量的数据。这些数据需要实时地发送到地球上的地面站(Ground Station,GS)，以便于人们可以尽快地获得有用信息，例如：预测海啸或者地震等自然灾害的到来。然而，近地卫星的角速度远远大于地球的速度，与地面站的连接时间很短，难以实现实时的数据传输。需要通过地球静止轨道(Geostationary Earth Orbit,GEO)中的卫星将大量任务数据传送到指定地面站。
在LEO和GEO卫星之间的相干通信链路中，由于卫星的相对运动导致的多普勒频移和激光器的频率偏移是目前需要解决的重要问题。对于典型的LEO-GEO链路，估计的多普勒频移量大于+/-7GHz，同时激光器的微小漂移就可能造成信号光与本振光频率的频差变得非常大，可能达到数十GHz的量级。
与传统的直接强度调制(IM/DD)的激光通信相比，相干激光通信具有灵敏度高、速率快等优点，特别适合星间激光通信和弱信号光的探测。在相干体制下，二进制相移键控(Binary Phase Shift Keying，BPSK)信号调制的零差接收机可实现理论上的最高灵敏度，是相干光通信研究的热点。
BPSK零差接收机要求本振光和信号光的相位严格同步，BPSK零差相干光接收机中的光锁相环不允许在没有补偿的情况下接收这样大的频率偏移信号，目前星间通信多采用在轨时刻估计多普勒频偏大小，对于激光器利用高精度的温度补偿电路控制温漂。
但是，现有的这种频偏补偿方式需要能够有预知轨道的条件下才能对光通信载波进行补偿以消除多普勒效应和激光器的温漂引起的频偏，若条件不足导致频偏估计不准确，将会导致误码率的上升，通信可靠性不高。
因此，在星间BPSK零差相干光接收机中亟需一种能够补偿多普勒效应和激光器漂移的全新方案。
发明内容
本发明实施例的目的是提供一种星间光通信载波频偏补偿电路及方法，能够在无需预知轨道的条件下对光通信载波进行补偿以消除多普勒效应和激光器的温漂引起的频偏，提高通信可靠性。
为实现上述目的，本发明实施例提供了一种一种星间光通信载波频偏补偿电路，包括：
光混频器，用于将接收光信号和本振信号混频得到四路混频信号；
平衡探测器，用于将所述四路混频信号转换成互为正交的第一路电信号和第二路电信号；
第一乘法器，用于对所述第一路电信号和第二路电信号进行处理，得到误差信号；
分频器，用于对所述第一路电信号和第二路电信号分别进行分频，得到第一路分频信号和第二路分频信号；
第二乘法器，用于对所述第一路分频信号和第二路分频信号进行处理，得到频偏信号；
锁相环路，用于根据所述误差信号实现解调时载波的精跟踪，并输出一路正弦电压信号和一路反馈信号；
频率补偿电路，用于根据所述频偏信号和反馈信号进行频率估计得到频率值，基于所述频率值得到频率补偿信号并输出；其中，所述频率补偿信号用于控制本振激光器的输出频率；
本振激光器，根据所述频率补偿信号输出对应频率的原始激光信号；
声光移频器，用于根据所述正弦电压信号对所述原始激光信号进行移频处理，得到本振信号输出给所述光混频器；其中，所述本振信号的频率为所述原始激光信号的频率加上所述正弦电压信号的频率。
作为改进方案，所述锁相环路包括低通滤波器、放大器、环路滤波器、压控振荡器和功放，输入的所述误差信号先后通过所述低通滤波器、放大器、环路滤波器的滤波放大后生成所述压控振荡器的输入电压信号，使所述压控振荡器输出频率跟随所述输入电压信号的正弦信号，所述压控振荡器输出的正弦信号一方面作为所述反馈信号输出给所述频率补偿电路，另一方面通过所述功放放大后形成所述正弦电压信号输出给所述声光移频器。
作为改进方案，所述频率补偿电路，包括第一缓冲放大器、第二缓冲放大器、第一A/D转换模块、第二A/D转换模块、FPGA芯片以及D/A转换模块、接口；输入的所述频偏信号先后通过所述第一缓冲放大器、第一A/D转换模块的缓冲放大和A/D转换后由所述FPGA芯片进行频率估计，得到第一频率值；输入的所述反馈信号先后通过第二缓冲放大器、第二A/D转换模块的缓冲放大和A/D转换后由所述FPGA芯片进行频率估计，得到第二频率值；所述FPGA芯片还用于将所述第一频率值和第二频率值进行计算处理后得到所述频率补偿信号；所述频率补偿信号一方面经过所述D/A转换模块转换后输出以通过PZT电源控制所述本振激光器的输出频率，所述频率补偿信号另一方面经过所述接口输出以通过温度环控制所述本振激光器的输出频率。
作为改进方案，所述FPGA包括第一频率估计单元、第二频率估计单元、步长计算单元、第一加法器、第三乘法器、第四乘法器和第二加法器；所述第一频率估计单元利用频率估计算法对经过A/D转换后的频偏信号进行频率估计，得到第一频率值；所述第二频率估计单元利用频率估计算法对经过A/D转换后的反馈信号进行频率估计，得到第二频率值；所述步长计算单元将所述第一频率值与预设的阈值进行比较，并在所述第一频率值大于所述阈值的情况下，将所述第一频率值除以所述阈值得到频偏步长；所述第一加法器将所述第二频率值与所述锁相环路的压控振荡器的中心频率相加得到偏移信号；所述第三乘法器将所述频偏步长与预设的第一系数相乘后的结果、所述第四乘法器将所述偏移信号与预设的第二系数相乘后的结果通过所述第二加法器相加得到所述频率补偿信号。
作为改进方案，所述频率估计算法均为最小二乘法。
本发明实施例对应提供了一种星间光通信载波频偏补偿方法，包括步骤：
S1、通过光混频器将接收光信号和本振信号混频得到四路混频信号；
S2、通过平衡探测器将所述四路混频信号转换成互为正交的第一路电信号和第二路电信号；
S3、通过第一乘法器对所述第一路电信号和第二路电信号进行处理，得到误差信号；
S4、通过分频器对所述第一路电信号和第二路电信号分别进行分频，得到第一路分频信号和第二路分频信号；
S5、通过第二乘法器对所述第一路分频信号和第二路分频信号进行处理，得到频偏信号；
S6、通过锁相环路根据所述误差信号实现解调时载波的精跟踪，并输出一路正弦电压信号和一路反馈信号；
S7、通过频率补偿电路根据所述频偏信号和反馈信号进行频率估计得到频率值，基于所述频率值得到频率补偿信号并输出；其中，所述频率补偿信号用于控制本振激光器的输出频率；
S8、通过本振激光器根据所述频率补偿信号输出对应频率的原始激光信号；
S9、通过声光移频器根据所述正弦电压信号对所述原始激光信号进行移频处理，得到本振信号输出给所述光混频器；其中，所述本振信号的频率为所述原始激光信号的频率加上所述正弦电压信号的频率。
作为改进方案，所述步骤S6具体包括步骤：
S61、将所述误差信号先后通过低通滤波器、放大器、环路滤波器的滤波放大后生成压控振荡器的输入电压信号；
S62、通过压控振荡器输出频率跟随所述输入电压信号的正弦信号，所述压控振荡器输出的正弦信号一方面作为所述反馈信号输出给所述频率补偿电路，另一方面通过所述功放放大后形成所述正弦电压信号输出给所述声光移频器。
作为改进方案，所述步骤S7具体包括步骤:
S71、将所述频偏信号先后通过第一缓冲放大器、第一A/D转换模块的缓冲放大和A/D转换后得到A/D转换后的频偏信号；
S72、将所述反馈信号先后通过第二缓冲放大器、第二A/D转换模块的缓冲放大和A/D转换后得到A/D转换后的反馈信号；
S73、通过FPGA芯片分别对所述A/D转换后的频偏信号和所述A/D转换后的反馈信号进行频率估计，得到第一频率值和第二频率值，并将所述第一频率值和第二频率值进行计算处理后得到所述频率补偿信号；
其中，所述频率补偿信号一方面经过述D/A转换模块转换后输出以通过PZT电源控制所述本振激光器的输出频率，所述频率补偿信号另一方面经过所述接口输出以通过温度环控制所述本振激光器的输出频率。
作为改进方案，所述步骤S73具体包括步骤：
S731、利用频率估计算法对所述A/D转换后的频偏信号进行频率估计，得到第一频率值；
S732、利用频率估计算法对所述A/D转换后的反馈信号进行频率估计，得到第二频率值；
S733、将所述第一频率值与预设的阈值进行比较，并在所述第一频率值大于所述阈值的情况下，将所述第一频率值除以所述阈值得到频偏步长；
S734、将所述第二频率值与所述锁相环路的压控振荡器的中心频率相加得到偏移信号；
S735、将所述频偏步长与预设的第一系数相乘后的结果、所述偏移信号与预设的第二系数相乘后的结果相加得到所述频率补偿信号。
作为改进方案，所述频率估计算法均为最小二乘法。
与现有技术相比，本发明实施例提供的一种星间光通信载波频偏补偿电路及方法一方面通过锁相环路对先后经过光混频器、平衡探测器并通过乘法器相乘得到的误差信号(即接收光信号/本振信号的下变频后的中频信号)进行解调时载波的精跟踪，并输出一个频率可变的正弦电压信号用于驱动声光移频器，从而在一定的频率范围内使声光移频器输出给光混频器的本振信号跟随接收光信号的载波频率；另一方面增加分频器对先后经过光混频器、平衡探测器输出的信号进行分频，当频偏较大时得到满足乘法器输入范围的信号，通过乘法器得到频偏信号，并增加频率补偿电路对所述频偏信号以及锁相环路输出的反馈信号估计载波的频率偏移，然后根据频率偏移估计值计算频率偏移补偿信号以控制本振激光器进行频率补偿，实现小范围内的载波频偏补偿，将频偏控制在锁相环路的范围内；最后通过声光移频器根据锁相环路输出的正弦电压信号对本振激光器输出的原始激光信号进行移频处理，得到频率为所述原始激光信号的频率加上所述正弦电压信号的频率的本振信号输出给所述光混频器，从而能够在没有预知轨道的条件下对光通信载波进行补偿消除多普勒效应和激光器的温漂引起的频偏，在频率补偿范围大、速度快的同时，不影响跟踪锁相环的精度，进而实现可靠通信。
附图说明
图1是本发明实施例1中一种星间光通信载波频偏补偿电路的结构框图。
图2是本发明实施例1中一种星间光通信载波频偏补偿电路的锁相环路的结构示意图。
图3是本发明实施例1中一种星间光通信载波频偏补偿电路的频率补偿电路的结构示意图。
图4是图3中的频率补偿电路的FPGA芯片的结构示意图。
图5是本发明实施例2中一种星间光通信载波频偏补偿方法的流程示意图。
图6是本发明实施例2中步骤S6的流程示意图。
图7是本发明实施例2中步骤S7的流程示意图。
图8是本发明实施例2中步骤S73的流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参考图1，是本发明实施例1中一种星间光通信载波频偏补偿电路的结构框图。本发明实施例的星间光通信载波频偏补偿电路包括光混频器1、第一平衡探测器21、第二平衡探测器22、第一分频器31、第二分频器32、第一乘法器41、第二乘法器42、锁相环路5、声光移频器6、本振激光器7、PZT电源8、温度环9和频率补偿电路10。
其中光混频器1用于将接收光信号和本振信号进行相干耦合(混频)处理，得到四路混频信号。其中，本实施例的本振信号由本振激光器7生成并通过声光移频器6移频处理后得到的等幅波。具体的，该本振信号具有90°相位差(0°、90°、180°、270°)。本实施例的光混频器1为90°光混频器，其作用主要是将接收光信号与本振信号进行一定的位相关系干涉，使接收信号光分别与相对相移为0°、90°、180°、270°的本振信号进行混频。其中，通过光混频器1混频处理后的四路混频信号中的0°、180°信号进入第一平衡探测器21，通过光混频器1混频处理后的四路混频信号中的90°、270°信号进入第二平衡探测器22。
第一平衡探测器21和第二平衡探测器22分别对输入的四路混频信号进行信号转换成电信号，得到互为正交的第一路电信号(I路信号)和第二路电信号(Q路信号)。
第一乘法器41作为鉴相器，用于相位的比较，比较接收光信号和本振信号的相位差，具体将互为正交的第一路电信号(I路信号)和第二路电信号(Q路信号)进行相乘，得到接收光信号和本振信号之间的误差信号。这里的误差信号，即本振信号/接收光信号的下变频后的中频信号。若本振信号和接收光信号之间的频率差值为0，则中频信号为0。零差相干系统要求接收光信号的频率与本振信号的频率必须完全匹配，即本振信号的相位跟随接收光信号的相位而变，两者相位一致，使通过平衡探测器和乘法器探测得到的中频信号为0。若中频信号不为0，将会最终为解调带来影响，导致误码率的上升，影响相干整体的性能。因此，本实施例通过锁相环路5对第一乘法器41输出的误差信号(即接收光信号/本振信号的下变频后的中频信号)进行解调时载波的精跟踪，并输出一个频率可变的正弦电压信号用于驱动声光移频器6，从而在一定的频率范围内使声光移频器6输出给光混频器1的本振信号跟随接收光信号的载波频率。
具体的，如图2所示，本实施例的锁相环路5包括低通滤波器51、放大器52、环路滤波器53、压控振荡器(Voltage-controlled Oscillator,VCO)54和功放55。其中，通过第一乘法器41输出的误差信号先后通过所述低通滤波器51、放大器52、环路滤波器53的滤波放大后生成所述压控振荡器54的输入电压信号，使所述压控振荡器54输出频率跟随所述输入电压信号的正弦信号。其中，低通滤波器51用于滤除误差信号中高频分量和部分噪声，保证了信噪比。放大器52将低通滤波器51输出的信号进行放大提供环路增益。环路滤波器53确定环路带宽，生成电压信号。压控振荡器54根据所述环路滤波器53输出的电压信号生成正弦信号，该正弦信号的频率受环路滤波器53的输出电压控制。
所述压控振荡器54输出的正弦信号一方面通过所述功放55放大后形成正弦电压信号输出给所述声光移频器6，在一定的频率范围内使声光移频器6输出给光混频器1的本振信号跟随接收光信号的载波频率。所述压控振荡器54输出的正弦信号另一方面作为反馈信号输出给所述频率补偿电路10，用于小范围内的载波频偏补偿。
返回参考图1，所述第一分频器31、第二分频器32分别对互为正交的第一路电信号(I路信号)和第二路电信号(Q路信号)进行分频，得到第一路分频信号和第二路分频信号。当频偏较大时，使第一路分频信号和第二路分频信号能够作为满足第二乘法器41输入范围的信号。当输出的第一路分频信号和第二路分频信号通过第二乘法器42进行相乘处理消除调制信息后得到频偏信号，该频偏信号表征接收光信号和本振信号之间的频率偏差。在本实施例中，通过第一分频器31、第二分频器32将一平衡探测器21和第二平衡探测器22的输出信号分频，扩大了频偏的可估计范围，而分频相乘后的信号频率降低使后续处理电路(频率补偿电路10)成本降低。本实施例还通过增加频率补偿电路10对第二乘法器42输出的频偏信号以及锁相环路5的压控振荡器54输出的正弦信号(即作为频率补偿电路10的反馈信号)进行频率估计，得到频率估计值，基于所述频率值得到并输出频率补偿信号以用于控制本振激光器的输出频率，使本振激光器7根据所述频率补偿信号输出对应频率的原始激光信号，并输出给声光移频器6。
本实施例的声光移频器6，用于根据所述锁相环路5输出的正弦电压信号对所述本振激光器7输出的原始激光信号进行移频处理，得到本振信号输出给所述光混频器1。其中，所述本振信号的频率为所述原始激光信号的频率加上所述正弦电压信号的频率。
如图3所示，本实施例的频率补偿电路10第一缓冲放大器101、第二缓冲放大器102、第一A/D转换模块103、第二A/D转换模块104、FPGA芯片105以及D/A转换模块106、接口107。通过所述第二乘法器42输出的所述频偏信号先后通过所述第一缓冲放大器101、第一A/D转换模块103的缓冲放大和A/D转换后由所述FPGA芯片105进行频率估计，得到第一频率值。通过所述锁相环路5的压控振荡器54输出的正弦信号(即作为频率补偿电路10的反馈信号)先后通过第二缓冲放大器102、第二A/D转换模块104的缓冲放大和A/D转换后由所述FPGA芯片105进行频率估计，得到第二频率值。然后，所述FPGA芯片105将所述第一频率值和第二频率值进行计算处理后得到所述频率补偿信号。其中，所述频率补偿信号一方面经过所述D/A转换模块104转换后输出以通过PZT电源8控制所述本振激光器7的输出频率，所述频率补偿信号另一方面经过所述接口107输出以通过温度环9控制所述本振激光器107的输出频率。
本实施例通过FPGA芯片105对输入的频偏信号和反馈信号进行频率识别和估计，生成对应的频偏补偿信号并输出作为PZT电源8和温度环9所需的控制信号将频偏控制在锁相环路的范围内。
需要说明的是，本实施例的锁相环路5的频率跟踪范围是40MHz，而频偏补偿电路10的精度可以达到1MHz，频偏范围能够达到，可以满足空间通信需求。
一般采用两种方式对本振激光器的频率进行调谐，一种是温度划节，另一种的电压作为外部输入的调节。对于温度的调决来说其范围比较大，能到GHz的量级(10个G左右)，适用于大范围的的调谐。但温度调谐的速度慢，在秒(S)的量级上，而且频率与温度非线性。因此温度适用于宽范围的，低速的控制。对于电压作为外部输入的控制方式，其调谐的特点为范围要比温度调谐的范围小的多，只有MHz量级(100MHz)，但是快速，灵敏度高，可以很快完成本振激光器输出频率的小范围改变。
因此，本实施例优选在初始时信号和本振的差频很大，通过温度的控制端的温度调谐，让本振激光器的f进行宽区域内的低速扫描调整处理，其目的就是缩小由于多普勒频移导致的接收光信号和本振信号的频率不一致的问题。当频差进入到电压能够控制的范围内的时候，如100MHz的时候，改用电压的快速的，精细的调整过程。本实施例通过需要温度调节(温度环9)和电压调节(PZT电源8)两种方式的结合对本振激光器的输出频率进行调整，达到频率控制的目的。
另外，本实施例通过温度环9或/和PZT电源8对本振激光器的输出频率进行控制的具体原理和过程为本领域技术人员所熟知，在此省略描述。
参考图4，本实施例的FPGA芯片105包括第一频率估计单元1051、第二频率估计单元1052、步长计算单元1053、第一加法器1054、第三乘法器1055、第四乘法器1056和第二加法器1057。其中，所述第一频率估计单元1051利用频率估计算法(优选为最小二乘法)对经过A/D转换后的频偏信号进行频率估计，得到第一频率值。所述第二频率估计单元1052利用频率估计算法(优选为最小二乘法)对经过A/D转换后的反馈信号进行频率估计，得到第二频率值。所述步长计算单元1053将所述第一频率值与预设的阈值(补偿调整阀值)进行比较，并在所述第一频率值大于所述阈值的情况下，将所述第一频率值除以所述阈值得到频偏步长(频偏调整步数)。所述第一加法器1054将所述第二频率值与所述锁相环路的压控振荡器的中心频率f0相加得到偏移信号。具体的，该偏移信号用于将本振激光器107的原始激光信号控制在VCO54的中心频率f0附近，从而使声光移频器6输出的本振信号也稳定在VCO54的中心频率f0附近，进而保证系统稳定工作。
所述第三乘法器1055将所述频偏步长与预设的第一系数相乘后的结果、所述第四乘法器1056将所述偏移信号与预设的第二系数相乘后的结果通过所述第二加法器1057相加得到所述频率补偿信号。其中，所述频率补偿信号一方面经过所述D/A转换模块104转换后输出以通过PZT电源8控制所述本振激光器7的输出频率，所述频率补偿信号另一方面经过所述接口107输出以通过温度环9控制所述本振激光器107的输出频率，从而实现频率补偿，以将本振信号和接收光信号之间的频率偏差控制在锁相环路5的可调整范围内。
综上，本发明实施例提供的一种星间光通信载波频偏补偿电路一方面通过锁相环路对接收光信号/本振信号的下变频后的中频信号进行解调时载波的精跟踪，并输出一个频率可变的正弦电压信号用于驱动声光移频器，从而在一定的频率范围内使声光移频器输出给光混频器的本振信号跟随接收光信号的载波频率，完成相位的跟踪；另一方面增加分频器对先后经过光混频器、平衡探测器输出的信号进行分频，当频偏较大时得到满足乘法器输入范围的信号，通过乘法器得到频偏信号，并增加频率补偿电路对所述频偏信号以及锁相环路输出的反馈信号估计载波的频率偏移，然后根据频率偏移估计值计算频率偏移补偿信号以控制本振激光器进行频率补偿，实现小范围内的载波频偏补偿，将频偏控制在锁相环路的范围内；最后通过声光移频器根据锁相环路输出的正弦电压信号对本振激光器输出的原始激光信号进行移频处理，得到频率为所述原始激光信号的频率加上所述正弦电压信号的频率的本振信号输出给所述光混频器，从而能够在没有预知轨道的条件下对光通信载波进行补偿消除多普勒效应和激光器的温漂引起的频偏，在频率补偿范围大、速度快的同时，不影响跟踪锁相环的精度，进而实现可靠通信。
参考图5，是本发明实施例2中一种星间光通信载波频偏补偿方法的流程示意图，该载波频偏补偿方法包括步骤S1～步骤S9：
S1、通过光混频器将接收光信号和本振信号混频得到四路混频信号。
其中，其中，本实施例的本振信号由本振激光器生成并通过声光移频器移频处理后得到的等幅波。具体的，该本振信号具有90°相位差(0°、90°、180°、270°)。本实施例采用的光混频器为90°光混频器，其作用主要是将接收光信号与本振信号进行一定的位相关系干涉，使接收信号光分别与相对相移为0°、90°、180°、270°的本振信号进行混频，得到四路90°相位差的混频信号。
S2、通过平衡探测器将所述四路混频信号转换成互为正交的第一路电信号和第二路电信号。
具体实施时，通过第一平衡探测器和第二平衡探测器分别对输入的四路混频信号进行信号转换成电信号，得到互为正交的第一路电信号(I路信号)和第二路电信号(Q路信号)。其中，通过光混频器混频处理后的四路混频信号中的0°、180°信号进入第一平衡探测器，通过光混频器1混频处理后的四路混频信号中的90°、270°信号进入第二平衡探测器。
S3、通过第一乘法器对所述第一路电信号和第二路电信号进行处理，得到误差信号。
在该步骤中，采用第一乘法器作为鉴相器，用于相位的比较，比较接收光信号和本振信号的相位差，具体将互为正交的第一路电信号(I路信号)和第二路电信号(Q路信号)进行相乘，得到接收光信号和本振信号之间的误差信号。这里的误差信号，即本振信号/接收光信号的下变频后的中频信号。若本振信号和接收光信号之间的频率差值为0，则中频信号为0。零差相干系统要求接收光信号的频率与本振信号的频率必须完全匹配，即本振信号的相位跟随接收光信号的相位而变，两者相位一致，使通过平衡探测器和乘法器探测得到的中频信号为0。若中频信号不为0，将会最终为解调带来影响，导致误码率的上升，影响相干整体的性能。
S4、通过分频器对所述第一路电信号和第二路电信号分别进行分频，得到第一路分频信号和第二路分频信号。
具体实施时，通过第一分频器、第二分频器分别对互为正交的第一路电信号(I路信号)和第二路电信号(Q路信号)进行分频，得到第一路分频信号和第二路分频信号。当频偏较大时，使第一路分频信号和第二路分频信号能够作为满足第二乘法器输入范围的信号。
S5、通过第二乘法器对所述第一路分频信号和第二路分频信号进行处理，得到频偏信号。
当输出的第一路分频信号和第二路分频信号通过第二乘法器进行相乘处理消除调制信息后得到频偏信号，该频偏信号表征接收光信号和本振信号之间的频率偏差。在本实施例中，通过第一分频器、第二分频器将一平衡探测器和第二平衡探测器的输出信号分频，扩大了频偏的可估计范围，而分频相乘后的信号频率降低使后续处理电路(频率补偿电路)成本降低。
S6、通过锁相环路根据所述误差信号实现解调时载波的精跟踪，并输出一路正弦电压信号和一路反馈信号。
本实施例通过锁相环路对第一乘法器输出的误差信号(即接收光信号/本振信号的下变频后的中频信号)进行解调时载波的精跟踪，并输出一个频率可变的正弦电压信号用于驱动声光移频器，从而在一定的频率范围内使声光移频器输出给光混频器的本振信号跟随接收光信号的载波频率。
具体的，如图6所示，所述步骤S6具体包括步骤：
S61、将所述误差信号先后通过低通滤波器、放大器、环路滤波器的滤波放大后生成压控振荡器的输入电压信号；
S62、通过压控振荡器输出频率跟随所述输入电压信号的正弦信号，所述压控振荡器输出的正弦信号一方面作为所述反馈信号输出给所述频率补偿电路，另一方面通过所述功放放大后形成所述正弦电压信号输出给所述声光移频器。
其中，利用低通滤波器滤除误差信号中高频分量和部分噪声，保证了信噪比。利用放大器将低通滤波器输出的信号进行放大提供环路增益。利用环路滤波器确定环路带宽，生成电压信号。然后，通过压控振荡器根据所述环路滤波器输出的电压信号生成正弦信号，该正弦信号的频率受环路滤波器的输出电压控制。
通过所述压控振荡器输出的正弦信号一方面通过所述功放放大后形成正弦电压信号输出给所述声光移频器，在一定的频率范围内使声光移频器输出给光混频器的本振信号跟随接收光信号的载波频率。通过所述压控振荡器输出的正弦信号另一方面作为反馈信号输出给所述频率补偿电路，用于小范围内的载波频偏补偿。
S7、通过频率补偿电路根据所述频偏信号和反馈信号进行频率估计得到频率值，基于所述频率值得到频率补偿信号并输出；其中，所述频率补偿信号用于控制本振激光器的输出频率。
其中，如图7所示，所述步骤S7具体包括步骤S71～S73:
S71、将所述频偏信号先后通过第一缓冲放大器、第一A/D转换模块的缓冲放大和A/D转换后得到A/D转换后的频偏信号；
S72、将所述反馈信号先后通过第二缓冲放大器、第二A/D转换模块的缓冲放大和A/D转换后得到A/D转换后的反馈信号；
S73、通过FPGA芯片分别对所述A/D转换后的频偏信号和所述A/D转换后的反馈信号进行频率估计，得到第一频率值和第二频率值，并将所述第一频率值和第二频率值进行计算处理后得到所述频率补偿信号；
其中，所述频率补偿信号一方面经过述D/A转换模块转换后输出以通过PZT电源控制所述本振激光器的输出频率，所述频率补偿信号另一方面经过所述接口输出以通过温度环控制所述本振激光器的输出频率。
本实施例通过FPGA芯片对输入的频偏信号和反馈信号进行频率识别和估计，生成对应的频偏补偿信号并输出作为PZT电源和温度环所需的控制信号将频偏控制在锁相环路的范围内。
具体的，参考图8，所述步骤S73具体包括步骤S731～S735：
S731、利用频率估计算法对所述A/D转换后的频偏信号进行频率估计，得到第一频率值；
S732、利用频率估计算法对所述A/D转换后的反馈信号进行频率估计，得到第二频率值；
上述频率估计算法均采用最小二乘法。
S733、将所述第一频率值与预设的阈值进行比较，并在所述第一频率值大于所述阈值的情况下，将所述第一频率值除以所述阈值得到频偏步长；
S734、将所述第二频率值与所述锁相环路的压控振荡器的中心频率相加得到偏移信号；
其中，该偏移信号用于将本振激光器的原始激光信号控制在VCO的中心频率f0附近，从而使声光移频器输出的本振信号也稳定在VCO的中心频率f0附近，进而保证系统稳定工作。
S735、将所述频偏步长与预设的第一系数相乘后的结果、所述偏移信号与预设的第二系数相乘后的结果相加得到所述频率补偿信号。
具体的，通过步骤S731～S735得到的频率补偿信号另一方面经过接口输出以通过温度环控制所述本振激光器的输出频率，从而实现频率补偿，以将本振信号和接收光信号之间的频率偏差控制在锁相环路的可调整范围内。
S8、通过本振激光器根据所述频率补偿信号输出对应频率的原始激光信号。
S9、通过声光移频器根据所述正弦电压信号对所述原始激光信号进行移频处理，得到本振信号输出给所述光混频器；其中，所述本振信号的频率为所述原始激光信号的频率加上所述正弦电压信号的频率。
本实施例公开的星间光通信载波频偏补偿方法的详细工作原理及过程请参考上述实施例公开的星间光通信载波频偏补偿电路，在此不再赘述。
综上，本实施例公开的一种星间光通信载波频偏补偿方法一方面通过锁相环路对接收光信号/本振信号的下变频后的中频信号进行解调时载波的精跟踪，并输出一个频率可变的正弦电压信号用于驱动声光移频器，从而在一定的频率范围内使声光移频器输出给光混频器的本振信号跟随接收光信号的载波频率，完成相位的跟踪；另一方面通过频率补偿电路对进过分频器、乘法器得到的频偏信号以及锁相环路输出的反馈信号估计载波的频率偏移，然后根据频率偏移估计值计算频率偏移补偿信号以控制本振激光器的输出频率，进行频率补偿，将频偏控制在锁相环路的范围内；最后通过声光移频器根据锁相环路输出的正弦电压信号对本振激光器输出的原始激光信号进行移频处理，得到频率为所述原始激光信号的频率加上所述正弦电压信号的频率的本振信号输出给所述光混频器，从而能够在没有预知轨道的条件下对光通信载波进行补偿消除多普勒效应和激光器的温漂引起的频偏，在频率补偿范围大、速度快的同时，不影响跟踪锁相环的精度，进而实现可靠通信。
需说明的是，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。另外，本发明提供的装置实施例附图中，模块之间的连接关系表示它们之间具有通信连接，具体可以实现为一条或多条通信总线或信号线。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助软件加必需的通用硬件的方式来实现，当然也可以通过专用硬件包括专用集成电路、专用CPU、专用存储器、专用元器件等来实现。一般情况下，凡由计算机程序完成的功能都可以很容易地用相应的硬件来实现，而且，用来实现同一功能的具体硬件结构也可以是多种多样的，例如模拟电路、数字电路或专用电路等。但是，对本发明而言更多情况下软件程序实现是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在可读取的存储介质中，如计算机的软盘，U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种星间光通信载波频偏补偿电路，其特征在于，包括：
光混频器，用于将接收光信号和本振信号混频得到四路混频信号；
平衡探测器，用于将所述四路混频信号转换成互为正交的第一路电信号和第二路电信号；
第一乘法器，用于对所述第一路电信号和第二路电信号进行处理，得到误差信号；
分频器，用于对所述第一路电信号和第二路电信号分别进行分频，得到第一路分频信号和第二路分频信号；
第二乘法器，用于对所述第一路分频信号和第二路分频信号进行处理，得到频偏信号；
锁相环路，用于根据所述误差信号实现解调时载波的精跟踪，并输出一路正弦电压信号和一路反馈信号；
频率补偿电路，用于根据所述频偏信号和反馈信号进行频率估计得到频率值，基于所述频率值得到频率补偿信号并输出；其中，所述频率补偿信号用于控制本振激光器的输出频率；
本振激光器，根据所述频率补偿信号输出对应频率的原始激光信号；
声光移频器，用于根据所述正弦电压信号对所述原始激光信号进行移频处理，得到本振信号输出给所述光混频器；其中，所述本振信号的频率为所述原始激光信号的频率加上所述正弦电压信号的频率；所述频率估计算法均为最小二乘法。
2.如权利要求1所述的星间光通信载波频偏补偿电路，其特征在于，所述锁相环路包括低通滤波器、放大器、环路滤波器、压控振荡器和功放，输入的所述误差信号先后通过所述低通滤波器、放大器、环路滤波器的滤波放大后生成所述压控振荡器的输入电压信号，使所述压控振荡器输出频率跟随所述输入电压信号的正弦信号，所述压控振荡器输出的正弦信号一方面作为所述反馈信号输出给所述频率补偿电路，另一方面通过所述功放放大后形成所述正弦电压信号输出给所述声光移频器。
3.如权利要求1所述的星间光通信载波频偏补偿电路，其特征在于，所述频率补偿电路，包括第一缓冲放大器、第二缓冲放大器、第一A/D转换模块、第二A/D转换模块、FPGA芯片以及D/A转换模块、接口；输入的所述频偏信号先后通过所述第一缓冲放大器、第一A/D转换模块的缓冲放大和A/D转换后由所述FPGA芯片进行频率估计，得到第一频率值；输入的所述反馈信号先后通过第二缓冲放大器、第二A/D转换模块的缓冲放大和A/D转换后由所述FPGA芯片进行频率估计，得到第二频率值；所述FPGA芯片还用于将所述第一频率值和第二频率值进行计算处理后得到所述频率补偿信号；所述频率补偿信号一方面经过所述D/A转换模块转换后输出以通过PZT电源控制所述本振激光器的输出频率，所述频率补偿信号另一方面经过所述接口输出以通过温度环控制所述本振激光器的输出频率。
4.如权利要求3所述的星间光通信载波频偏补偿电路，其特征在于，所述FPGA包括第一频率估计单元、第二频率估计单元、步长计算单元、第一加法器、第三乘法器、第四乘法器和第二加法器；所述第一频率估计单元利用频率估计算法对经过A/D转换后的频偏信号进行频率估计，得到第一频率值；所述第二频率估计单元利用频率估计算法对经过A/D转换后的反馈信号进行频率估计，得到第二频率值；所述步长计算单元将所述第一频率值与预设的阈值进行比较，并在所述第一频率值大于所述阈值的情况下，将所述第一频率值除以所述阈值得到频偏步长；所述第一加法器将所述第二频率值与所述锁相环路的压控振荡器的中心频率相加得到偏移信号；所述第三乘法器将所述频偏步长与预设的第一系数相乘后的结果、所述第四乘法器将所述偏移信号与预设的第二系数相乘后的结果通过所述第二加法器相加得到所述频率补偿信号。
5.一种星间光通信载波频偏补偿方法，其特征在于，包括步骤：
S1、通过光混频器将接收光信号和本振信号混频得到四路混频信号；
S2、通过平衡探测器将所述四路混频信号转换成互为正交的第一路电信号和第二路电信号；
S3、通过第一乘法器对所述第一路电信号和第二路电信号进行处理，得到误差信号；
S4、通过分频器对所述第一路电信号和第二路电信号分别进行分频，得到第一路分频信号和第二路分频信号；
S5、通过第二乘法器对所述第一路分频信号和第二路分频信号进行处理，得到频偏信号；
S6、通过锁相环路根据所述误差信号实现解调时载波的精跟踪，并输出一路正弦电压信号和一路反馈信号；
S7、通过频率补偿电路根据所述频偏信号和反馈信号进行频率估计得到频率值，基于所述频率值得到频率补偿信号并输出；其中，所述频率补偿信号用于控制本振激光器的输出频率；
S8、通过本振激光器根据所述频率补偿信号输出对应频率的原始激光信号；
S9、通过声光移频器根据所述正弦电压信号对所述原始激光信号进行移频处理，得到本振信号输出给所述光混频器；其中，所述本振信号的频率为所述原始激光信号的频率加上所述正弦电压信号的频率。
6.如权利要求5所述的星间光通信载波频偏补偿方法，其特征在于，所述步骤S6具体包括步骤：
S61、将所述误差信号先后通过低通滤波器、放大器、环路滤波器的滤波放大后生成压控振荡器的输入电压信号；
S62、通过压控振荡器输出频率跟随所述输入电压信号的正弦信号，所述压控振荡器输出的正弦信号一方面作为所述反馈信号输出给所述频率补偿电路，另一方面通过所述功放放大后形成所述正弦电压信号输出给所述声光移频器。
7.如权利要求5或6所述的星间光通信载波频偏补偿方法，其特征在于，所述步骤S7具体包括步骤:
S71、将所述频偏信号先后通过第一缓冲放大器、第一A/D转换模块的缓冲放大和A/D转换后得到A/D转换后的频偏信号；
S72、将所述反馈信号先后通过第二缓冲放大器、第二A/D转换模块的缓冲放大和A/D转换后得到A/D转换后的反馈信号；
S73、通过FPGA芯片分别对所述A/D转换后的频偏信号和所述A/D转换后的反馈信号进行频率估计，得到第一频率值和第二频率值，并将所述第一频率值和第二频率值进行计算处理后得到所述频率补偿信号；
其中，所述频率补偿信号一方面经过述D/A转换模块转换后输出以通过PZT电源控制所述本振激光器的输出频率，所述频率补偿信号另一方面经过所述接口输出以通过温度环控制所述本振激光器的输出频率。
8.如权利要求7所述的星间光通信载波频偏补偿方法，其特征在于，所述步骤S73具体包括步骤：
S731、利用频率估计算法对所述A/D转换后的频偏信号进行频率估计，得到第一频率值；
S732、利用频率估计算法对所述A/D转换后的反馈信号进行频率估计，得到第二频率值；
S733、将所述第一频率值与预设的阈值进行比较，并在所述第一频率值大于所述阈值的情况下，将所述第一频率值除以所述阈值得到频偏步长；
S734、将所述第二频率值与所述锁相环路的压控振荡器的中心频率相加得到偏移信号；
S735、将所述频偏步长与预设的第一系数相乘后的结果、所述偏移信号与预设的第二系数相乘后的结果相加得到所述频率补偿信号。
9.如权利要求8所述的星间光通信载波频偏补偿方法，其特征在于，所述频率估计算法均为最小二乘法。
CN201710283469.4A 2017-04-26 2017-04-26 一种星间光通信载波频偏补偿电路及方法 Active CN107425922B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710283469.4A CN107425922B (zh) 2017-04-26 2017-04-26 一种星间光通信载波频偏补偿电路及方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710283469.4A CN107425922B (zh) 2017-04-26 2017-04-26 一种星间光通信载波频偏补偿电路及方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107425922A true CN107425922A (zh) 2017-12-01
CN107425922B CN107425922B (zh) 2023-06-16

Family

ID=60424377

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710283469.4A Active CN107425922B (zh) 2017-04-26 2017-04-26 一种星间光通信载波频偏补偿电路及方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107425922B (zh)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108040025A (zh) * 2018-01-16 2018-05-15 湖南迈克森伟电子科技有限公司 星间激光超宽带数据解调系统
CN112713868A (zh) * 2021-01-07 2021-04-27 郑州航空工业管理学院 一种网络监管系统
CN113422652A (zh) * 2021-07-06 2021-09-21 长春理工大学 零差相干激光通信系统中多普勒频移的补偿方法
CN113612522A (zh) * 2021-08-13 2021-11-05 陕西航天技术应用研究院有限公司 一种频域偏离的处理方法及装置
CN114142331A (zh) * 2021-11-30 2022-03-04 重庆两江卫星移动通信有限公司 一种基于外腔调谐激光器的锁相环结构、方法及接收机
CN115277345A (zh) * 2022-07-20 2022-11-01 公诚管理咨询有限公司 基于costas的相干光通信系统中载波相位恢复方法
CN116684001A (zh) * 2023-07-28 2023-09-01 中国科学院空天信息创新研究院 一种基于物理帧头的卫星激光通信频偏捕获与跟踪方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090169208A1 (en) * 2007-10-19 2009-07-02 Grigoryan Vladimir S Systems and methods for the polarization insensitive coherent detection and the polarization division multiplexed transmission of optical communication signals
CN103633537A (zh) * 2013-11-13 2014-03-12 中国科学院物理研究所 一种载波包络相移频率可控的低噪声光纤激光频率梳装置
CN106019763A (zh) * 2016-05-10 2016-10-12 西北大学 一种全光纤连续光与光学频率梳的锁定装置
US20160359556A1 (en) * 2015-06-03 2016-12-08 Keysight Technologies, Inc. Optically synthesized tracking signal source and network analyzer using same
CN206650675U (zh) * 2017-04-26 2017-11-17 刘颖 一种星间光通信载波频偏补偿电路

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090169208A1 (en) * 2007-10-19 2009-07-02 Grigoryan Vladimir S Systems and methods for the polarization insensitive coherent detection and the polarization division multiplexed transmission of optical communication signals
CN103633537A (zh) * 2013-11-13 2014-03-12 中国科学院物理研究所 一种载波包络相移频率可控的低噪声光纤激光频率梳装置
US20160359556A1 (en) * 2015-06-03 2016-12-08 Keysight Technologies, Inc. Optically synthesized tracking signal source and network analyzer using same
CN106019763A (zh) * 2016-05-10 2016-10-12 西北大学 一种全光纤连续光与光学频率梳的锁定装置
CN206650675U (zh) * 2017-04-26 2017-11-17 刘颖 一种星间光通信载波频偏补偿电路

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
NARESH SATYAN: "Phase-locking and coherent power combining of linearly chirped optical waves", 《2012 CONFERENCE ON LASERS AND ELECTRO-OPTICS (CLEO)》 *
洪光烈等: "Chirip强度调制与近红外激光合成孔径雷达距离向处理", 《红外与毫米波学报》 *
许妍等: "基于预畸变和光锁相的线性扫频激光源生成", 《中国激光》 *

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108040025A (zh) * 2018-01-16 2018-05-15 湖南迈克森伟电子科技有限公司 星间激光超宽带数据解调系统
CN108040025B (zh) * 2018-01-16 2020-12-01 湖南迈克森伟电子科技有限公司 星间激光超宽带数据解调系统
CN112713868A (zh) * 2021-01-07 2021-04-27 郑州航空工业管理学院 一种网络监管系统
CN112713868B (zh) * 2021-01-07 2023-09-22 湖北华中电力科技开发有限责任公司 一种网络监管系统
CN113422652A (zh) * 2021-07-06 2021-09-21 长春理工大学 零差相干激光通信系统中多普勒频移的补偿方法
CN113612522A (zh) * 2021-08-13 2021-11-05 陕西航天技术应用研究院有限公司 一种频域偏离的处理方法及装置
CN113612522B (zh) * 2021-08-13 2023-03-07 陕西航天技术应用研究院有限公司 一种频域偏离的处理方法及装置
CN114142331A (zh) * 2021-11-30 2022-03-04 重庆两江卫星移动通信有限公司 一种基于外腔调谐激光器的锁相环结构、方法及接收机
CN115277345A (zh) * 2022-07-20 2022-11-01 公诚管理咨询有限公司 基于costas的相干光通信系统中载波相位恢复方法
CN116684001A (zh) * 2023-07-28 2023-09-01 中国科学院空天信息创新研究院 一种基于物理帧头的卫星激光通信频偏捕获与跟踪方法
CN116684001B (zh) * 2023-07-28 2023-10-03 中国科学院空天信息创新研究院 一种基于物理帧头的卫星激光通信频偏捕获与跟踪方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN107425922B (zh) 2023-06-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107425922A (zh) 一种星间光通信载波频偏补偿电路及方法
CN107104739A (zh) 一种超宽带数字激光锁相环装置及锁相方法
CN206650675U (zh) 一种星间光通信载波频偏补偿电路
DE3305478C2 (zh)
CN102621561B (zh) 一种卫星导航接收机环路自调节方法
CN206650676U (zh) 一种超宽带数字激光锁相环装置
CN103116038B (zh) 一种利用卫星接收机载波跟踪环路测量加速度的方法
US5016257A (en) Receiver for bandspread signals, particularly GPS receiver
CN104320201A (zh) 一种空间相干光通信高动态载波捕获跟踪环路
CN105549044A (zh) 基于数据融合的gnss系统联合定位装置及联合定位方法
CN109283557B (zh) 双程伪码辅助载波高精度星间测距系统和方法
RU2100903C1 (ru) Способ компенсации внутриканальных аддитивных радиопомех в приемниках амплитудно-модулированных, частотно- и фазоманипулированных радиосигналов и устройство для его осуществления
Kuznetsov et al. Solution of the Gardner problem on the lock-in range of phase-locked loop
CN106899537A (zh) 基于ekf的tc‑ofdm接收机码跟踪方法及装置
CN112684480A (zh) 一种高动态载波组合环路跟踪方法及系统
RU2289148C1 (ru) Обнаружитель сигнала
Dvornikov et al. Radio Receivers of Signals with Angle Modulation
Lund A noise-gated PLL for clock recovery in a free-space laser communication system
Liu et al. Tracking loops with time-varying sampling periods for the TH-CDMA signal
Surzhik et al. Application of the Autocompensation Principle to Improve the Noise Characteristics of Signal Generators in Wireless Communication Systems
Liu et al. Study and simulation of heterodyne optical phase-locked loop for inter-satellite laser interferometer
Surzhik et al. Application of phase distortion autocompensation to improve the spectral characteristics of signal generators of UAV radio transmitter
Deepthi et al. Simulation of BPSK Costas loop for optical inter satellite link
Shi et al. A research on the relationship between Kalman filter and phase locked loop
Jain et al. Analysis and Implementation of the Long Loop PLL Method for Real-Time Measurement of EbIN0 Ratio

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20230823

Address after: Room 318, 3rd Floor, East Auxiliary Building, No. 6666 Ecological Street, Jingyue High tech Industrial Development Zone, Changchun City, Jilin Province, 130117

Patentee after: Jilin Rongke Zhilian Technology Co.,Ltd.

Address before: 130022 No. 7089 Satellite Road, Changchun, Jilin, Chaoyang District

Patentee before: CHANGCHUN University OF SCIENCE AND TECHNOLOGY