[发明专利]一种应用于高速激光通信的数模混合解调方法

说明书

本发明公开了一种应用于高速激光通信的数模混合解调方法，包括：对获取的载波光信号进行粗补偿；对获得补偿后的载波光信号进行光电转换，生成电信号；将生成的电信号与本振信号进行正交混频，得到基带正交信号；将基带正交信号分为两路信号；将第一路信号通过限幅器提供给FPGA，FPGA对第一路信号进行解调获得基带数据；将第二路信号经过模拟处理，得到残留载波的鉴相信号；将残留载波的鉴相信号经过A/D转换后提供给FPGA；以及FPGA对经过A/D转换后的残留载波的鉴相信号进行捕获、跟踪处理后进行载波重构，并基于重构的载波和模拟锁相环PPL进行正交调制获得本振信号。

技术领域

本发明涉及卫星通讯技术领域，特别涉及一种应用于高速激光通信的数模混合解调方法。

背景技术

空间激光通信系统要求天基终端之间采用激光作为媒介进行高速通信，需要应对大动态高速信号处理的场景，要求尽可能地降低复杂度和功耗，以适应功率受限系统。

目前，空间高速激光通信接收机有相干和非相干两种制式：非相干主要以强度调制、直接检测为代表，其接收灵敏度低，频谱利用率低；而相干通信由于本振光的放大作用而具有灵敏度的优势，且可以选择高阶调制方式以提高频谱利用率。

相干解调技术主要又分为两类：模拟零差光锁相环技术和数字光外差技术。模拟零差光锁相环技术方案类似于传统的微波接收机方案，只是将传统的压控振荡器(VCO)更换为可调谐光本振，而载波环的频率估计、鉴频鉴相、环路滤波以及本振光调节都是由模拟器件控制完成，此方案对激光器的稳定性和漂移率有比较高的要求且容易受到环境影响；数字光外差技术方案则首先通过光混频得到中频信号，而后通过高速模数转换器(ADC)采样至数字芯片内完成捕获、跟踪、时钟恢复与数据解调等一系列操作，此方案需要高速模数转换器(ADC)以及高速并行处理芯片，算法复杂度高、功耗高。

此外，低轨卫星间激光通信的载波多普勒频率可达10GHz左右，对应的系统码元速率需要达到数十Gbps量级，而模数转换器(ADC)的采样速率需要满足“奈奎斯特定理”(即ADC的采样频率至少为信号频率的2倍)才可对传输码元进行采样，因此传统的数字处理方法已不适用，传统载波同步方法也难以应用。

因此，急需一种新型的应用于高速激光通信的数模混合解调装置和方法来解决上述激光通信现有技术所存在的难以实现大动态高速激光信号的高效解调，需要高速模数转换器(ADC)以及高速并行处理芯片，算法复杂度高、功耗高等问题。

发明内容

针对激光通信现有技术中所存在的难以实现大动态高速激光信号的高效解调，需要高速模数转换器(ADC)以及高速并行处理芯片，算法复杂度高、功耗高等问题，根据本发明的一个实施例，提供一种应用于高速激光通信的数模混合解调方法，包括：

对获取的载波光信号进行粗补偿；

对获得补偿后的载波光信号进行光电转换，生成电信号；

将生成的电信号与本振信号进行正交混频，得到基带正交信号；

将基带正交信号分为两路信号；

将第一路信号通过限幅器提供给FPGA，

FPGA对第一路信号进行解调获得基带数据；

将第二路信号经过模拟处理，得到残留载波的鉴相信号；

将残留载波的鉴相信号经过A/D转换后提供给FPGA；以及

FPGA对经过A/D转换后的残留载波的鉴相信号进行捕获、跟踪处理后进行载波重构，并基于重构的载波和模拟锁相环PPL进行正交调制获得本振信号。

在本发明的实施例中，所述对获取的载波光信号进行粗补偿的方法进一步包括；

卫星轨道信息获得载波多普勒信号；