[發明專利]測距通信一體的空間激光外差相干解調處理模塊和方法

有效

• 申請號: 202011422333.5
• 申請日: 2020-12-08
• 公開（公告）號: CN112600625B
• 公開（公告）日: 2022-09-23
• 發明（設計）人: 張軍;鄭立榮;周小林;吳淑嫻
• 申請（專利權）人: 復旦大學
• 主分類號: H04B10/64
• 分類號: H04B10/64;H04B10/50;G01S17/14;G01S7/4861;G01S7/4865
• 代理公司: 上海盈盛知識產權代理事務所(普通合伙) 31294
• 代理人: 孫佳胤

1.一種用于測距通信一體的空間激光外差相干混合域聯合接收解調處理模塊，其用于超寬帶信號，其特征在于，包括：

自適應均衡子模塊，所述自適應均衡子模塊包括線性均衡器與判決反饋均衡器，所述線性均衡器與判決反饋均衡器串行工作，或者獨自工作；

所述線性均衡器包括兩級均衡器，分別對接收到的基帶信號中的中頻信號與高頻信號進行均衡，使得其對高頻信號的衰減要小于對中頻信號的衰減，其中所述高頻信號為10GHz以上頻率并且所述中頻信號為1至5GHz頻率；所述判決反饋均衡器與線性均衡器連接，用于自適應補償傳輸介質中的信號反射、信號畸變；線性均衡器由模擬域實現，判決反饋均衡器由數字域實現；

時鐘數據恢復單元，與所述自適應均衡子模塊輸出端相連，用于從輸入的串行數據流中提取出恢復時鐘信號并且恢復出數據；

串并轉換與幀同步譯碼器，與所述時鐘數據恢復單元相連；用于完成數據流的串并轉換，并進行幀同步譯碼，最后輸出所需解調數據；

本地時鐘單元，接收相干載波恢復模塊輸入的參考頻率信號，同步產生接收解調所需本地時鐘信號，并輸出至時鐘數據恢復單元和測距單元；

測距單元，與所述時鐘數據恢復單元及本地時鐘單元相連，所述測距單元包括測距計數器和時鐘數據恢復計數器，且同時受到發射幀同步信號的控制；測距計數器和時鐘數據恢復計數器的計數值差包含著距離信息。

2.依據權利要求1所述的用于測距通信一體的空間激光外差相干混合域聯合接收解調處理模塊，其特征在于，所述時鐘數據恢復單元包括跳變沿判決器、相位插值器、數據重采樣、遲早門EL誤差檢測、積分器、定時誤差檢測；所述跳變沿判決器和數據重采樣與自適應子模塊相連，所述相位插值器輸入端連接本地時鐘單元，輸出端連接數據重采樣；所述本地時鐘單元還連接相位插值器，所述相位插值器輸出時鐘信號，并與定時誤差檢測相連；所述數據重采樣輸出恢復的數據，并向遲早門EL誤差檢測輸出數據；所述遲早門EL誤差檢測還接收跳變沿判決器的輸入，并向積分器輸出誤差信號，積分器的輸出端與定時誤差檢測相連。

3.依據權利要求2所述的用于測距通信一體的空間激光外差相干混合域聯合接收解調處理模塊，其特征在于，所述時鐘數據恢復單元采用在SRAM型現場可編程邏輯芯片FPGA數字芯片實現的閉環相位控制系統；相位插值器采用數字模擬混合電路實現。

4.依據權利要求3所述的用于測距通信一體的空間激光外差相干混合域聯合接收解調處理模塊，其特征在于，所述相位插值器采用SRAM型FPGA數字芯片內部的高速收發器GTX模塊實現，或者用外部的數字模擬混合電路芯片實現。

5.依據權利要求1所述的用于測距通信一體的空間激光外差相干混合域聯合接收解調處理模塊，其特征在于，所述測距單元包括時鐘和數據恢復計數器、測距計數器、距離計算器；所述時鐘和數據恢復計數器接收恢復時鐘、幀同步脈沖的輸入信號，輸出恢復時鐘計數值；所述測距計數器接收本地時鐘信號、幀同步脈沖的輸入信號，輸出本地時鐘計數值；所述距離計算器根據所述恢復時鐘計數值，所述本地時鐘計數值的差值計算出光延遲測距信息，并輸出。

6.依據權利要求5所述的用于測距通信一體的空間激光外差相干混合域聯合接收解調處理模塊，其特征在于，所述測距單元使用數字芯片FPGA內部邏輯電路高速收發器GTX模塊從高速數據流中直接提取對方時鐘（恢復時鐘）信息，并與本星的時間基準（本地時鐘）進行比對以得到信號的傳播時延，從而在通信信號解調的同時完成高精度的距離測距。

7.依據權利要求1至6中任意一項所述的用于測距通信一體的空間激光外差相干混合域聯合接收解調處理模塊的解調處理方法，其特征在于，包括：自適應均衡子模塊接收基帶信號，并對基帶信號進行補償；所述補償包括線性均衡器對接收到的基帶信號中的中頻分量與高頻分量進行均衡，和/或所述判決反饋均衡器對傳輸介質中的信號反射、信號畸變的自適應補償；所述時鐘數據恢復單元從自適應均衡子模塊輸入的串行數據流中提取并恢復出數據；串并轉換與幀同步譯碼器將所述時鐘數據恢復單元輸出的數據流串并轉換，并進行幀同步譯碼，最后輸出所需解調數據；本地時鐘單元接收相干載波恢復模塊輸入的參考時鐘，同步產生所述接收解調所需本地時鐘信號，并輸出至時鐘數據恢復單元和測距單元；測距單元根據測距計數器和時鐘數據恢復計數器的計數值差計算距離信息。