一种星载激光通信终端及其信号处理方法技术

本发明专利技术公开了一种星载激光通信终端及其信号处理方法，用以提升在低速模式下系统的接收灵敏度，大幅降低对应的发射端功率，进而满足系统低功耗要求。所述终端，包括信号处理装置、发射模块、接收模块和收发光路，其中：信号处理装置，用于生成不同发射速率的基带信号，并发送给所述发射模块；发射模块，用于根据发射速率将所述基带信号调制为相应波长的第一光信号并发送给所述收发光路；收发光路，用于将所述发射模块发送的第一光信号转换为空间光发射；以及在接收到对端通信终端发送的空间光信号时，将接收得到的空间光信号转换为第二光信号发送给所述接收模块；接收模块，具体用于将所述第二光信号转换为基带信号发送给所述信号处理装置。述信号处理装置。述信号处理装置。

【技术实现步骤摘要】
一种星载激光通信终端及其信号处理方法


[0001]本专利技术涉及激光通信应用
，尤其涉及一种星载激光通信终端及其信号处理方法。

技术介绍

[0002]空间激光通信是一种利用激光束作为载波在自由空间进行图像、语音、信号等数据信息传递的通信方式，其具有传输速率快、通信容量大、抗电磁干扰性能强、保密性高等优点，且其通信终端体积小、功耗低，实用性好。星间激光通信是星座系统传输层的核心，传输速率一般在100Mbps～10Gbps之间。为降低星载激光通信终端的平均功耗，多型系统对激光通信终端提出高速、低速两类速率可调的要求。终端接收系统在高速和低速状态下接收端灵敏度不同，因此实现同样的链路预算时所需要的发射功率不同。当系统数据量较高时采用高速通信模式，数据量较低时采用低速模式降低发射端功率，低速模式相比高速模式可显著减小系统功耗。
[0003]然而在实际工程实现中，上述方法功耗收益有限。当前设计中，不同速率接收均采用同一款APD实现。APD一般针对特定速率的要求设计，其接收光敏面、后端处理匹配电路在设计时物理固化，高速和低速模式相差不大，难以实现理论值。以国产某APD为例，其1Gbps和10Gbps的接收灵敏度分别为
‑
31dBm和
‑
29dBm，灵敏度仅相差2dB，和10dB理论值相差较大，低速模式下系统功耗带来的收益并不显著，由此可见，如何在低速模式下使系统功耗大幅降低成为亟待解决的问题之一。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种星载激光通信终端及其信号处理方法，用以提升在低速模式下系统的接收灵敏度，大幅降低对应的发射端功率，进而满足系统低功耗要求。
[0005]第一方面，提供一种星载激光通信终端，包括：信号处理装置1、发射模块2、接收模块3和收发光路4，其中：
[0006]所述信号处理装置1，用于生成不同发射速率的基带信号，并发送给所述发射模块2；
[0007]所述发射模块2，用于根据发射速率将所述基带信号调制为相应波长的第一光信号并发送给所述收发光路4；
[0008]所述收发光路4，用于将所述发射模块发送的第一光信号转换为空间光发射；以及在接收到对端通信终端发送的空间光信号时，将接收得到的空间光信号转换为第二光信号发送给所述接收模块3；
[0009]所述接收模块3，具体用于将所述第二光信号转换为基带信号发送给所述信号处理装置1。
[0010]在一种实施方式中，所述发射模块2包括匹配不同接收速率的若干速率可调激光器、发射WDM和光纤放大器；以及
[0011]所述信号处理装置1，具体用于根据所述发射速率确定所述基带信号为低速信号时，将所述基带信号发送给所述第一速率可调激光器；根据所述发射速率确定所述基带信号为高速信号时，将所述基带信号发送给所述第二速率可调激光器；
[0012]所述第一速率可调激光器，用于将所述基带信号调制为第一波长的第一光信号并发送给所述发射WDM；
[0013]所述第二速率可调激光器，用于将所述基带信号调制为第二波长的第一光信号并发送给所述发射WDM；
[0014]所述发射WDM，用于接收到的第一光信号发送给所述光纤放大器；
[0015]所述光纤放大器，用于对所述第一光信号进行信号放大后发送给所述收发光路4。
[0016]在一种实施方式中，所述接收模块3包括若干个高速雪崩光电二极管APD和若干个低速高灵敏APD、接收WDM；以及
[0017]所述接收WDM，用于接收所述第二光信号；以及如果根据第二光信号的速率或者波长确定所述第二光信号为低速信号时，则将所述第二光信号传输给所述低速高灵敏APD；如果根据第二光信号的速率或者波长确定所述第二光信号为高速信号时，则将所述第二光信号传输给所述高速APD；
[0018]所述低速高灵敏APD或所述高速APD，用于将接收到的第二光信号转换为基带信号后传输给所述信号处理装置1。
[0019]在一种实施方式中，所述低速高灵敏APD对应的处理速率为100Mbps
‑
1Gbps，低速信号的波长包括C18
‑
C61，高速APD对应的处理速率为1Gbps
‑
10Gbps，高速信号的波长为C18
‑
C61。
[0020]在一种实施方式中，所述低速高灵敏APD或者所述高速APD采用InGaAs材料作为光敏面。
[0021]在一种实施方式中，所述第一速率可调激光器或者第二速率可调激光器采用InP半导体激光器。
[0022]在一种实施方式中，所述收发光路4和所述光纤放大器、所述光纤放大器和所述发射WDM、所述发射WDM与所述第一速率可调激光器以及第二速率可调激光器通过单模光纤连接；所述单模光纤为抗辐照单模光纤；所述发射WDM采用四通道单模波分复用器。
[0023]在一种实施方式中，所述收发光路4和所述接收WDM、所述WDM与所述低速高灵敏APD和所述高速APD通过多模光纤连接；所述多模光纤为抗辐照多模光纤；所述接收WDM采用双通道多模光纤波分复用器。
[0024]在一种实施方式中，所述收发光路4采用卡式同轴收发光路。
[0025]第二方面，提供一种星载激光通信终端的信号处理方法，包括：
[0026]所述信号处理装置1生成不同发射速率的基带信号，并发送给所述发射模块2；
[0027]所述发射模块2根据所述发射速率将所述基带信号调制为相应波长的第一光信号并发送给所述收发光路4；
[0028]所述收发光路4将所述发射模块2发送的第一光信号转换为空间光发射；或者在接收到对端通信终端发送的空间光信号时，将接收得到的空间光信号转换为第二光信号发送给所述接收模块3；
[0029]所述接收模块3将所述第二光信号转换为基带信号发送给所述信号处理装置1。
[0030]本专利技术实施例提供的一种星载激光通信终端及其信号处理方法，本终端包括信号处理装置、发射模块、接收模块和收发光路，发射模块将信号处理装置生成的基带信号调制为相应波长的光信号，发送给收发光路，收发光路将发射模块发送的光信号转换为空间光发射；收发光路接收到对端通信终端发送的空间光信号时，将接收到的空间光信号转换为光纤信号发送给接收模块，接收模块将接收到的光纤信号转换为基带信号发送到信号处理装置，进一步地，信号处理装置根据基带信号的发射速率，将基带信号发送到发射端相应的速率可调激光器进行调制，调制后得到的光信号发送给发射WDM，发射WDM将接收到的光信号发送至光纤放大器，光信号经光纤放大器放大后发送至收发光路，进一步地，接收端中接收WDM根据接收到光信号的速率或波长，将接收到的光信号发送到相应速率的APD，经APD将光信号转换为基带信号后传输至信号处理装置。
[0031]本终端采用速率可切换的工作模式，在不同通信速率下，基于若干个匹配不同接收速率的APD，通过WDM实现速率和波长的匹配及处理。在高速通信时，采用常规光功率进行信号发射。在低速本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种星载激光通信终端，其特征在于，该终端包括信号处理装置(1)、发射模块(2)、接收模块(3)和收发光路(4)，其中：所述信号处理装置(1)，用于生成不同发射速率的基带信号，并发送给所述发射模块(2)；所述发射模块(2)，用于根据发射速率将所述基带信号调制为相应波长的第一光信号并发送给所述收发光路(4)；所述收发光路(4)，用于将所述发射模块发送的第一光信号转换为空间光发射；以及在接收到对端通信终端发送的空间光信号时，将接收得到的空间光信号转换为第二光信号发送给所述接收模块(3)；所述接收模块(3)，具体用于将所述第二光信号转换为基带信号发送给所述信号处理装置(1)。2.根据权利要求1所述的终端，其特征在于，所述发射模块(2)包括匹配不同接收速率的若干速率可调激光器、发射WDM和光纤放大器；以及所述信号处理装置(1)，具体用于根据所述发射速率确定所述基带信号为低速信号时，将所述基带信号发送给所述第一速率可调激光器；根据所述发射速率确定所述基带信号为高速信号时，将所述基带信号发送给所述第二速率可调激光器；所述第一速率可调激光器，用于将所述基带信号调制为第一波长的第一光信号并发送给所述发射WDM；所述第二速率可调激光器，用于将所述基带信号调制为第二波长的第一光信号并发送给所述发射WDM；所述发射WDM，用于接收到的第一光信号发送给所述光纤放大器；所述光纤放大器，用于对所述第一光信号进行信号放大后发送给所述收发光路(4)。3.根据权利要求1所述的终端，其特征在于，所述接收模块(3)包括若干个高速雪崩光电二极管APD和若干个低速高灵敏APD、接收WDM；以及所述接收WDM，用于接收所述第二光信号；以及如果根据第二光信号的速率或者波长确定所述第二光信号为低速信号时，则将所述第二光信号传输给所述低速高灵敏APD；如果根据第二光信号的速率或者波长确定所述第二光信号为高速信号时，则将所述第二光信号传输给所述高速APD；所述低速高灵敏APD或所述高速APD，用于将接收到的第二光信号转换为基带信号后传输...

【专利技术属性】
技术研发人员：乔元哲，黄印，王嵩，李海昊，毕明阳，
申请(专利权)人：威海激光通信先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：