[发明专利]一种空间相干光通信频率跟踪系统及频移跟踪补偿方法

说明书

本发明公开了一种空间相干光通信频率跟踪系统及频移跟踪补偿方法，涉及空间光通信领域，包括：本振激光器，其用于输出进行混频的本振光；数字信号处理模块，其用于计算接收光信号的载波频率和本振光的光频率的频差；控制模块，其用于接收数字信号处理模块计算的频差；且数字信号处理模块被配置为：当频差未超出可解调阈值时，直接对接收光信号进行解调；当频差超出可解调阈值但未超出补偿范围时，在补偿后对接收光信号进行解调；当频差超出可解调阈值且超出补偿范围时，将频差反馈至控制模块，并通过控制模块驱使本振激光器调节本振光的光频率。本发明能保证接收光信号被正确解调，以解决多普勒频移的跟踪补偿问题。

技术领域

本发明涉及空间光通信领域，具体涉及一种空间相干光通信频率跟踪系统及频移跟踪补偿方法。

背景技术

当前，随着太空探索和通信需求的剧增，空间光通信技术的研究也在不断发展。因为光纤通信技术多年的发展和研究，技术趋于成熟，因此可以将一些技术迁移到同样使用激光承载信息的空间光通信领域。

相干光通信具有传输速率快，传输容量大以及传输距离远的优点，是应用于空间光通信的优选方案。而在相干光通信的接收机，会将接收的光信号和本振光进行混频处理，理论上接收光信号的载波频率应当与本振激光频率一致，接收光信号的频率只受调制信号影响，这样才能正常解调，但是因为空间光通信的终端基本处于高速运动中，高速运动产生的多普勒频移会引起光信号的频率漂移，导致接收光和本振光的频率存在额外的偏差，这个额外的偏差会导致接收光信号和本振光的频差超过数字信号处理模块能够处理的范围而出现不能正确解调的情况。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明第一方面提供一种能保证接收光信号被正确解调，以解决多普勒频移的跟踪补偿问题的空间相干光通信频率跟踪系统。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：

一种空间相干光通信频率跟踪系统，包括：

本振激光器，其用于输出进行混频的本振光；

数字信号处理模块，其用于计算接收光信号的载波频率和所述本振光的光频率的频差；

控制模块，其用于接收所述数字信号处理模块计算的频差；

且所述数字信号处理模块被配置为：当所述频差未超出可解调阈值时，直接对所述接收光信号进行解调；

当所述频差超出可解调阈值但未超出补偿范围时，在补偿后对所述接收光信号进行解调；

当所述频差超出可解调阈值且超出补偿范围时，将所述频差反馈至所述控制模块，并通过所述控制模块驱使所述本振激光器调节所述本振光的光频率。

一些实施例中，当所述频差超出可解调阈值且超出补偿范围时，所述控制模块基于所述频差确定偏移微调值，并将所述偏移微调值封装成指令发送至所述本振激光器。

一些实施例中，所述空间相干光通信频率跟踪系统还包括相干接收模块，所述相干接收模块用于接收所述本振光和接收光信号以进行混频。

一些实施例中，所述空间相干光通信频率跟踪系统还包括模数转换模块，所述模数转换模块用于将所述相干接收模块混频后的信号转换为数字信号，并输送至所述数字信号处理模块。

一些实施例中，所述控制模块与所述相干接收模块相连，以调节所述相干接收模块的工作模式及配置参数。

一些实施例中，所述空间相干光通信频率跟踪系统还包括光放大模块，所述光放大模块与所述相干接收模块相连，用于对所述接收光信号进行放大。

一些实施例中，所述控制模块与所述光放大模块相连，以调节所述光放大模块的增益。

本发明第二方面提供一种能保证接收光信号被正确解调，以解决多普勒频移的跟踪补偿问题的频移跟踪补偿方法。