【摘要】：目前,無線通信邁入大容量、高速率通信時代,空間光通信開始成為研究熱點。當進行空間光通信時,由于激光頻率高、通信終端間的相對速度較快,引起的多普勒頻移可達±7 GHz,會使本地載波同步困難,因此對空間光通信BPSK載波捕獲技術(shù)展開了如下的研究:(1)對于現(xiàn)有載波捕獲系統(tǒng)在多普勒頻移較大的情況下,鎖相環(huán)路出現(xiàn)失鎖的問題,提出了精跟蹤鎖相環(huán)和粗跟蹤頻率估計環(huán)雙環(huán)復(fù)合控制的載波捕獲系統(tǒng)。其中精跟蹤鎖相環(huán)路用于穩(wěn)定跟蹤鎖相,粗跟蹤環(huán)路用于對鎖相環(huán)路失鎖時的頻差信號進行估計補償。(2)建立了精跟蹤鎖相環(huán)路數(shù)學(xué)模型,分析鎖相環(huán)路噪聲得到了最優(yōu)環(huán)路帶寬,設(shè)計了鎖相環(huán)路各模塊電路,并搭建實驗平臺驗證了精跟蹤鎖相環(huán)路對BPSK信號載波的捕獲性能。實驗結(jié)果顯示,當碼速率為5Gbps,接收信號光功率為-40.5dBm時,精跟蹤鎖相環(huán)路可以快速解調(diào)出基帶信號,誤碼率為。(3)針對空間光通信中由多普勒頻移引起的頻偏較大的問題,提出了重疊頻段Nyquist折疊接收機信號檢測算法,該算法在傳統(tǒng)Nyquist折疊接收機的基礎(chǔ)上,對Nyquist域的劃分結(jié)構(gòu)進行了修改,解決了在頻帶邊界處信號頻率由于數(shù)據(jù)截斷所導(dǎo)致的頻譜無法檢測的問題,并且通過仿真驗證了算法的估計性能。仿真結(jié)果顯示,當待檢信號頻率為1.411GHz,信噪比(SNR)大于-16dB時,本算法正確決策概率可達100%,比DF檢測算法性能提高了7dB;當待檢信號頻率為7.996GHz,信噪比(SNR)高于-14dB時,信號估計的均方誤差(MSE)接近克拉美羅下界(CRLB)。
【學(xué)位授予單位】：長春理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TN929.1
【圖文】：

第 1 章 緒論背景及意義來，相機和光譜儀器的空間分辨率的提高使得空間遙感技術(shù)有了飛而來的是成幾何倍數(shù)增長的數(shù)據(jù)量需要從衛(wèi)星或各航天器傳回地面探測數(shù)據(jù)基本采用微波通信方式傳輸，G 比特級數(shù)據(jù)量已達微波通率為微波頻率 103至 105倍，采用激光通信可以更好的滿足由軍事海洋觀測、環(huán)境保護和深空探測等所產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)傳輸需求[1-4]。度的相干性和空間定向性，可以以高抗干擾能力和高保密性來進得空間光通信開始成為研究熱點[5]。圖 1.1 為空間光通信網(wǎng)絡(luò)拓撲

光通信領(lǐng)域的國家。美國有許多推動空間光通信發(fā)展的研究機構(gòu)，主要有國家航空航天局（NationalAeronautics and SpaceAdministration，NASA）、加州理工學(xué)院噴氣推進實驗室（Jet Propilsion Laboratory，JPL）和麻省理工學(xué)院（MIT）林肯實驗室等。月球激光通信演示（Lunar Laser Communications Demonstration，LLCD）計劃、激光通信中繼演示計劃（Laser Communication Relay Demonstration，LCRD）和深空空間光通信（Deep Space Optical Communications，DSOC）為美國已經(jīng)、正在、將要開啟的研究計劃。圖 1.3 為 LLCD 任務(wù)結(jié)構(gòu)圖和 DSOC 概念圖。

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前3條

1 呂春雷;;相干探測在激光通信系統(tǒng)中的應(yīng)用[J];硅谷;2014年21期

2 吳從均;顏昌翔;高志良;;空間激光通信發(fā)展概述[J];中國光學(xué);2013年05期

3 徐爭放;;高速BPSK相干光通信系統(tǒng)對激光器線寬要求[J];空間電子技術(shù);2011年01期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 趙意意;空間相干光通信終端光學(xué)系統(tǒng)研究[D];中國科學(xué)院研究生院(西安光學(xué)精密機械研究所);2015年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前4條

1 肖駿雄;相干光通信中頻偏估計數(shù)字信號處理算法研究[D];華中科技大學(xué);2016年

2 岳浩;基于90°光混頻器的零差相干光通信技術(shù)研究[D];電子科技大學(xué);2014年

3 徐愛民;零差相干光通信調(diào)制解調(diào)技術(shù)研究[D];電子科技大學(xué);2013年

4 羅娟研;相干光通信中光鎖相環(huán)技術(shù)研究[D];電子科技大學(xué);2011年

本文編號：2726508