一种面向卫星激光通信的IQ时延标校方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种面向卫星激光通信的IQ时延标校方法和装置，该方法包括：设置发送端的调制方式为BPSK，对各第一IQ基带数据进行互相关运算，得到第一互相关结果，并根据第一互相关结果确定接收IQ时延；设置发送端的调制方式为QPSK，对各第二IQ基带数据进行互相关运算，得到第二互相关结果，并根据第二互相结果确定发送IQ时延；根据接收IQ时延和发送IQ时延确定IQ时延标校结果，以此在不同调制方式下对采集到的多个基带信号进行互相关运算，实现准确的确定接收IQ时延和发送IQ时延，从而实现准确的对卫星激光通信中IQ时延进行标校。确的对卫星激光通信中IQ时延进行标校。确的对卫星激光通信中IQ时延进行标校。

【技术实现步骤摘要】
一种面向卫星激光通信的IQ时延标校方法和装置


[0001]本申请涉及卫星激光通信
，更具体地，涉及一种面向卫星激光通信的IQ时延标校方法和装置。

技术介绍

[0002]在无线通信系统中，由发送端和接收端两部分组成。在发送端，需要将待传输数据调制到载波上，通过射频无线信号传输信息；在接收端，需要将射频信号下变频到零频，再进行解调，恢复出原始数据。一般采用超外差的形式，且采用数字中频技术，即在发送端先将信号数字基带信号调制到中频，通过DAC（Digital to Analog Converter，数模转换器）输出后，再模拟调制到射频；在接收端，先将射频信号模拟下变频到中频，ADC（Analog to Digital Converter, 模数转换器）采样后，再将中频信号进行数字下变频，得到数字基带信号。然而，在高速数据通信中（如超高频通信、激光通信，符号速率达到GHz以上），受到DAC和ADC带宽和采样率的限制，数字中频技术不再适用。在模拟中频技术中，将数字基带信号的I路和Q路通过2个DAC输出，由正交调制器（IQ调制器）完成模拟中频调制；接收端配备有正交解调器（IQ解调器），将信号下变频到基带，再使用2个ADC完成I路信号和Q路信号的采样。
[0003]发送端设备中，FPGA产生的高速基带IQ信号通过两路高速接口（GTH、高速DAC等）输出给IQ调制器完成光调制。由于GTH或DAC器件的差异性、滤波器群时延不一致性，以及I路和Q路传输线长不完全等长，会导致调制输出的光信号存在发送IQ时延。
[0004]接收端设备中，接收光信号经过90
°
光混频器和平衡探测器后转为I路和Q路基带信号，并通过同轴电缆和两路高速ADC采样后进行解调译码。由于同轴电缆线长的不一致、ADC器件的差异性、滤波器群时延不一致性，导致ADC采样的数字信号存在接收IQ时延。
[0005]发送和接收IQ时延的存在会增加系统的误码率，降低系统的性能，甚至无法解调。因此，需要对系统中的IQ时延进行估计和校正。信号经过发送IQ时延，再经过信道的影响（多普勒、信道不平坦、群时延等）和接收IQ时延后，信号畸变异常严重，且畸变过程异常复杂，使得IQ时延校正难度大、校正性能差。
[0006]因此，如何准确的对卫星激光通信中IQ时延进行标校，是目前有待解决的技术问题。

技术实现思路

[0007]本申请实施例提出了一种面向卫星激光通信的IQ时延标校方法和装置，用以实现准确的对卫星激光通信中IQ时延进行标校。
[0008]第一方面，提供一种面向卫星激光通信的IQ时延标校方法，所述方法包括：步骤S1，设置发送端的调制方式为BPSK，使所述发送端向接收端发送调制后的第一光信号，并在所述接收端对与所述第一光信号对应的接收基带信号进行采样，得到预设数量的第一IQ基带数据；步骤S2，对各所述第一IQ基带数据进行互相关运算，得到第一互相关结果，并根据
所述第一互相关结果确定接收IQ时延；步骤S3，设置所述发送端的调制方式为QPSK，使所述发送端向所述接收端发送调制后的第二光信号，并在所述接收端对与所述第二光信号对应的接收基带信号进行采样，得到所述预设数量的第二IQ基带数据；步骤S4，对各所述第二IQ基带数据进行互相关运算，得到第二互相关结果，并根据所述第二互相结果确定发送IQ时延；步骤S5，根据所述接收IQ时延和所述发送IQ时延确定IQ时延标校结果。
[0009]第二方面，提供一种面向卫星激光通信的IQ时延标校装置，所述装置包括：第一采样模块，用于执行步骤S1，设置发送端的调制方式为BPSK，使所述发送端向接收端发送调制后的第一光信号，并在所述接收端对与所述第一光信号对应的接收基带信号进行采样，得到预设数量的第一IQ基带数据；第一运算模块，用于执行步骤S2，对各所述第一IQ基带数据进行互相关运算，得到第一互相关结果，并根据所述第一互相关结果确定接收IQ时延；第二采样模块，用于执行步骤S3，设置所述发送端的调制方式为QPSK，使所述发送端向所述接收端发送调制后的第二光信号，在所述接收端对与所述第二光信号对应的接收基带信号进行采样，得到所述预设数量的第二IQ基带数据；第二运算模块，用于执行步骤S4，对各所述第二IQ基带数据进行互相关运算，得到第二互相关结果，并根据所述第二互相结果确定发送IQ时延；确定模块，用于执行步骤S5，根据所述接收IQ时延和所述发送IQ时延确定IQ时延标校结果。
[0010]第三方面，提供一种电子设备，包括：处理器；以及存储器，用于存储所述处理器的可执行指令；其中，所述处理器配置为经由执行所述可执行指令来执行第一方面所述的面向卫星激光通信的IQ时延标校方法。
[0011]第四方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现第一方面所述的面向卫星激光通信的IQ时延标校方法。
[0012]通过应用以上技术方案，设置发送端的调制方式为BPSK，使发送端向接收端发送调制后的第一光信号，并在接收端对与第一光信号对应的接收基带信号进行采样，得到预设数量的第一IQ基带数据；对各第一IQ基带数据进行互相关运算，得到第一互相关结果，并根据第一互相关结果确定接收IQ时延。设置发送端的调制方式为QPSK，使发送端向接收端发送调制后的第二光信号，并在接收端对与第二光信号对应的接收基带信号进行采样，得到预设数量的第二IQ基带数据；对各第二IQ基带数据进行互相关运算，得到第二互相关结果，并根据第二互相结果确定发送IQ时延；根据接收IQ时延和发送IQ时延确定IQ时延标校结果，以此在不同调制方式下对采集到的多个基带信号进行互相关运算，实现准确的确定接收IQ时延和发送IQ时延，从而实现准确的对卫星激光通信中IQ时延进行标校。
附图说明
[0013]为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0014]图1示出了本专利技术实施例提出的一种面向卫星激光通信的IQ时延标校方法的流程示意图；图2示出了本专利技术实施例中确定接收IQ时延的流程示意图；
图3示出了本专利技术实施例中确定发送IQ时延的流程示意图；图4示出了本专利技术实施例中峰簇的原理示意图；图5示出了本专利技术实施例中收发自闭环标校的原理示意图；图6示出了本专利技术实施例中设置移相器的相移的流程示意图；图7示出了本专利技术实施例中星地远端标校的原理示意图；图8示出了本专利技术实施例中发送IQ时延估计实测结果示意图；图9示出了本专利技术实施例中接收IQ时延估计实测结果示意图；图10示出了本专利技术实施例中一种面向卫星激光通信的IQ时延标校装置的结构示意图；图11示出了本专利技术实施例中一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
[0015]下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种面向卫星激光通信的IQ时延标校方法，其特征在于，所述方法包括：步骤S1，设置发送端的调制方式为BPSK，使所述发送端向接收端发送调制后的第一光信号，并在所述接收端对与所述第一光信号对应的接收基带信号进行采样，得到预设数量的第一IQ基带数据；步骤S2，对各所述第一IQ基带数据进行互相关运算，得到第一互相关结果，并根据所述第一互相关结果确定接收IQ时延；步骤S3，设置所述发送端的调制方式为QPSK，使所述发送端向所述接收端发送调制后的第二光信号，并在所述接收端对与所述第二光信号对应的接收基带信号进行采样，得到所述预设数量的第二IQ基带数据；步骤S4，对各所述第二IQ基带数据进行互相关运算，得到第二互相关结果，并根据所述第二互相结果确定发送IQ时延；步骤S5，根据所述接收IQ时延和所述发送IQ时延确定IQ时延标校结果。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一互相关结果确定接收IQ时延，包括：将所述第一互相关结果作为第一目标互相关结果，将所述第一IQ基带数据作为目标IQ基带数据，并执行：步骤S201，根据所述第一目标互相关结果中各互相关值确定第一最大互相关值；步骤S202，根据所述第一最大互相关值，以及与所述第一最大互相关值对应的最大值参数确定时延粗估计值；步骤S203，基于所述时延粗估计值对各所述目标IQ基带数据进行时延补偿，得到预设数量的第三IQ基带数据；步骤S204，对各所述第三IQ基带数据进行互相关运算，得到第二目标互相关结果，根据所述第二目标互相关结果中各互相关值确定第二最大互相关值；步骤S205，根据所述第二最大互相关值，以及与所述第二最大互相关值对应的最大值参数确定时延精估计值；步骤S206，根据所述时延粗估计值与所述时延精估计值之和确定所述接收IQ时延；其中，所述最大值参数包括目标序号、左次大值和右次大值，各互相关值均带有序号，所述目标序号是从各互相关值的序号中确定的，所述左次大值是与所述目标序号的左侧相邻序号对应的互相关值，所述右次大值是与所述目标序号的右侧相邻序号对应的互相关值。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述第二互相结果确定发送IQ时延，包括：步骤S401，确定所述第二互相关结果中峰簇的个数，其中，所述峰簇中包括多个连续的高于预设低门限的互相关值，且所述峰簇中存在至少一个高于预设高门限的互相关值；步骤S402，若所述个数为0，或，所述个数为1且所述接收IQ时延的绝对值大于第一预设个数的采样周期，将所述发送端的Q路数字时延量作为所述发送IQ时延；步骤S403，若所述个数为1且所述接收IQ时延的绝对值不大于所述第一预设个数的采样周期，则将所述Q路数字时延量延时第二预设个数的系统钟，并返回所述步骤S3，得到新的第二互相关结果，并返回所述步骤S401；
步骤S404，若所述个数不小于2，对各所述峰簇中的最大值进行比较，选取最大的两个峰簇作为第一峰簇和第二峰簇；步骤S405，将所述第一峰簇中的最大值作为所述第一最大互相关值，并执行所述步骤S202，得到第一时延粗估计值，将所述第二峰簇中的最大值作为所述第一最大互相关值，并执行所述步骤S202，得到第二时延粗估计值；步骤S406，确定所述第一时延粗估计值和所述第二时延粗估计值之间的第一差值；步骤S407，若所述第一差值的绝对值小于第二预设个数的采样周期，则将所述Q路数字时延量延时所述第二预设个数的系统钟，并返回所述步骤S3，得到新的第二互相关结果，并返回所述步骤S401；步骤S408，若所述第一差值的绝对值不小于所述第二预设个数的采样周期，根据所述第一时延粗估计值与所述第二时延粗估计值之和确定发送IQ时延估计值，并根据第一时延粗估计值与所述第二时延粗估计值之差确定接收IQ时延估计值；步骤S409，确定所述接收IQ时延估计值与所述接收IQ时延之间的第二差值；步骤S410，若所述第二差值的绝对值小于所述第一预设个数的采样周期，将所述第二IQ基带数据作为所述目标IQ基带数据，将所述第一时延粗估计值作为所述时延粗估计值，并执行所述步骤S203
‑
所述步骤S205，得到新的时延精估计值，执行步骤S412；步骤S411，若所述第二差值的绝对值不小于所述第一预设个数的采样周期，确定本轮估计错误，返回所述步骤S1；步骤S412，将所述新的时延精估计值、所述Q路数字时延量和所述第一时延粗估计值相加，并减去所述接收IQ时延，得到所述发送IQ时延。4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述发送端和所述接收端均设置在同一个卫星或均设置在同一个地面站，或，所述发送端设置在卫星且所述接收端设置在地面站，其中，若所述发送端和所述接收端均设置在同一个卫星或均设置在同一个地面站，所述预设数量为N，所述第一最大互相关值为所述第一目标互相关结果中各互相关值的最大值，所述第二最大互相关值为所述第二目标互相关结果中各互相关值的最大值；若所述发送端设置在卫星且所述接收端设置在地面站，所述预设数量为N
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M，所述第一最大互相关值为各第一累加值中的最大值，其中，分别对每N个所述目标IQ基带数据进行互...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘云强，陈翠蓉，
申请(专利权)人：北京融为科技有限公司，
类型：发明
国别省市：