一种基于物理帧头的卫星激光通信频偏捕获与跟踪方法技术

本发明专利技术提供一种基于物理帧头的卫星激光通信频偏捕获与跟踪方法，属于无线通信技术领域，包括将接收光信号与本振激光器产生的本振激光进行相干混频，经过平衡探测器后将光信号转为电信号，然后经过电信道进行滤波和放大处理后，由ADC完成信号采样；采样后的信号经过频率补偿后完成位同步和帧同步，利用帧同步模块提取出的物理帧头进行频偏估计，根据频偏估计的结果对本振激光器进行频率调谐，完成大频偏捕获和大频偏缓慢跟踪；在帧同步模块后提取导频进行频偏误差估计，经过环路滤波后输出频偏误差，由NCO产生频率控制信息，进行频率补偿，完成残留频偏和频率变化率的精确跟踪。本发明专利技术具有收敛速度快的优点。具有收敛速度快的优点。具有收敛速度快的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种基于物理帧头的卫星激光通信频偏捕获与跟踪方法


[0001]本专利技术属于无线通信
，具体涉及一种基于物理帧头的卫星激光通信频偏捕获与跟踪方法。

技术介绍

[0002]在相干激光通信系统中，发送端采用信号激光器和电光调制器完成光信号调制，接收端通过与本振激光进行混频，并通过平衡探测器获取电信号。在零差相干接收机中，本振激光频率需要和信号激光频率一致；在外差相干接收机中，本振激光频率和信号激光频率之差需要为固定频率。然而，对于输出频率达到100THz（太赫兹）以上的激光器，其开环频率控制精度即便能做到输出频率的亿分之一，输出频率误差也能达到MHz量级。另一方面，半导体激光器输出信号频率随着工作温度会发生漂移现象，可达数GHz。因此，实际系统中，在激光器进行开环控制时，接收信号存在GHz量级的频率偏移。
[0003]在卫星激光通信场景中，特别是低轨卫星对地通信、低轨卫星对机通信、低轨卫星对中高轨卫星通信等场景中，由于低轨卫星运动速度快，使得接收信号具有较大的多普勒和多普勒变化率，其接收信号的频率偏移可达GHz量级，频率变化率可达MH本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于物理帧头的卫星激光通信频偏捕获与跟踪方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1、将接收光信号与本振激光器产生的本振激光进行相干混频，经过平衡探测器后将光信号转为电信号，然后经过电信道进行滤波和放大处理后，由ADC完成信号采样；步骤2、对采样后的信号，按照固定频率步进进行扫描，直至位同步和帧同步锁定，然后利用帧同步模块提取出的物理帧头进行L&R频偏估计，根据L&R频偏估计的结果对本振激光器进行频率调谐，最终完成大频偏捕获和大频偏缓慢跟踪；步骤3、在帧同步模块后提取导频进行频偏误差估计，经过环路滤波后输出频偏误差，由数字控制振荡器产生频率控制信息，进行频率补偿，完成残留频偏和频率变化率的精确跟踪。2.根据权利要求1所述的一种基于物理帧头的卫星激光通信频偏捕获与跟踪方法，其特征在于，所述步骤2中，所述位同步由位同步模块实现，所述位同步模块采用gardner定时误差提取方法，当频偏小于符号速率的25%时，位同步锁定；所述帧同步模块采用差分处理完成物理帧头检测；假设位同步后的接收数据符号为，接收数据符号差分处理为：，其中，为接收的第n个接收数据符号的差分，上标表示共轭；发送的个物理帧头数据记为，则对发送的物理帧头数据进行差分处理，得到个物理帧头差分数据，即：，其中，表示发送的物理帧头差分数据；个物理帧头差分数据作为已知固定量使用；每接收到一个接收数据符号，即进行差分处理，然后与发送的物理帧头差分数据进行相关，即：，其中，表示接收数据符号和发送的物理帧头差分数据的相关系数；若的绝对值大于预设的门限值，则表明当前接收的接收数据符号为接收的物理帧头数...

【专利技术属性】
技术研发人员：李亚林，张洪群，黄鹏，徐璐，王建平，潘云强，杨镠，刘璐娇，黄艳，石璐，
申请(专利权)人：北京融为科技有限公司，
类型：发明
国别省市：