[發(fā)明專利]一種高動態(tài)光通信多普勒頻移模擬系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711092254.0
• 申請日: 2017-11-08
• 公開（公告）號: CN107888281B
• 公開（公告）日: 2020-04-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 曹長慶;寧金娜;曾曉東;馮喆珺;樊爽林;宋琦;陳堃;王婷;張曉兵
• 申請（專利權(quán)）人: 西安電子科技大學(xué)
• 主分類號: H04B10/07
• 分類號: H04B10/07;H04B10/118
• 代理公司: 北京慕達星云知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11465
• 代理人: 李冉

本發(fā)明公開了一種高動態(tài)光通信多普勒頻移模擬系統(tǒng)，包括：多普勒頻譜變換模塊、多普勒頻移模塊和調(diào)制器；其中，所述多普勒頻譜變換模塊對光信號進行頻譜變換；所述多普勒頻移模塊對光載波進行頻移變換；經(jīng)多普勒頻譜變換模塊處理的光信號和經(jīng)所述多普勒頻移模塊處理的光載波通過所述調(diào)制器模擬衛(wèi)星通信的多普勒頻移。本發(fā)明提供了一種高動態(tài)光通信多普勒頻移模擬系統(tǒng)，模擬衛(wèi)星通信中的多普勒現(xiàn)象，不僅解決相干通信系統(tǒng)中誤碼率升高的問題，而且提高了相干探測的性能以及系統(tǒng)的可靠性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，更具體的說是涉及一種高動態(tài)光通信多普勒頻移模擬器。

背景技術(shù)

衛(wèi)星空間運行的軌道可以按其高度分為3種：低軌道(LEO，距地面數(shù)百公里至5000KM，運行周期為2—4小時)；中軌道(MEO，距地面5000—20000KM，運行周期4一12小時)；高(同步)軌道(GEO，又稱為靜止軌道，距地面35800KM，運行周期24小時)。同軌道衛(wèi)星相對靜止，不存在多普勒效應(yīng)；不同的軌道通信終端處于相對運動之間，光載波的多普勒效應(yīng)不可避免。

衛(wèi)星的相對速率最高可達6000m/s，最低約為2000m/s。當兩顆衛(wèi)星逐漸靠近時，相對速率越來越高，此時產(chǎn)生的多普勒頻移會愈來愈大；當兩顆衛(wèi)星背離運動時，相對速率會逐漸減小，此時產(chǎn)生的多普勒頻移也會逐漸減小。設(shè)f＝l×1014Hz；c＝3×108m/s；當光的傳播時間為2×105s時，光傳輸過程中由于多普勒效應(yīng)產(chǎn)生的載波頻率在±1×109Hz之間呈周期性變化，調(diào)制信號被多普勒展寬。

不同軌道之間，衛(wèi)星與地面之間由于多普勒效應(yīng)會附加在接收光中，引起信號和本振的頻率差不再是一個固定的值，而會隨機的不確定變化，也就是頻差隨機。那么當接收機進行相干解調(diào)時，就會產(chǎn)生一定的相位偏差，從而影響系統(tǒng)的性能，使誤碼率增大。

多普勒頻移產(chǎn)生的頻移大并且變化非常的迅速。在相干系統(tǒng)中，實際處理的是本振光和信號光經(jīng)過處理的中頻信號，而多普勒頻移恰恰是對中頻信號產(chǎn)生巨大漂移的因素，這樣會非常影響相干通信系統(tǒng)的解調(diào)，最終導(dǎo)致誤碼率的升高，影響相干探測的性能以及系統(tǒng)的可靠性。

因此，如何提供一種高動態(tài)光通信多普勒頻移模擬系統(tǒng)是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟需解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明提供了一種高動態(tài)光通信多普勒頻移模擬系統(tǒng)，模擬衛(wèi)星通信中的多普勒現(xiàn)象，不僅解決相干通信系統(tǒng)中誤碼率升高的問題，而且提高了相干探測的性能以及系統(tǒng)的可靠性。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種高動態(tài)光通信多普勒頻移模擬系統(tǒng)，包括：多普勒頻譜變換模塊、多普勒頻移模塊和調(diào)制器；其中，所述多普勒頻譜變換模塊對光信號進行頻譜變換；所述多普勒頻移模塊對光載波進行頻移變換；經(jīng)多普勒頻譜變換模塊處理的信號光和經(jīng)所述多普勒頻移模塊處理的光載波通過所述調(diào)制器模擬衛(wèi)星通信的多普勒頻移。

本發(fā)明提供的高動態(tài)光通信多普勒頻移模擬系統(tǒng)，用于衛(wèi)星激光通信終端及激光鏈路系統(tǒng)測試，采用分別對信號光的多普勒頻譜變化以及光載波的多普勒頻移來實現(xiàn)對多普勒現(xiàn)象的模擬，對具有多普勒效應(yīng)的通信模型進行仿真。

11、優(yōu)選的，在上述的一種高動態(tài)光通信多普勒頻移模擬系統(tǒng)中，所述多普勒頻譜變換模塊包括：1550nm光源穩(wěn)定性監(jiān)控單元、多普勒頻移控制及反饋單元、信息碼多普勒展寬單元、和相對速度頻移顯示單元；所述1550nm光源穩(wěn)定性監(jiān)控單元監(jiān)控信號光的穩(wěn)定性；所述多普勒頻移控制及反饋單元對信號光進行多普勒頻譜變換，并對其頻移量進行頻移反饋；所述信息碼多普勒展寬單元用于對信息碼進行多普勒展寬；所述相對速度頻移顯示單元顯示不同的相對速度所造成的不同頻移顯示。