[發(fā)明專利]一種收發(fā)同路的空間激光通信終端后向雜散光抑制方法

在審

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• 申請日: 2022-01-27
• 公開（公告）號: CN114204946A
• 公開（公告）日: 2022-03-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李宏偉;徐凱
• 申請（專利權(quán)）人: 南通大學(xué);南通先進(jìn)通信技術(shù)研究院有限公司
• 主分類號: H04B1/04
• 分類號: H04B1/04;H04B1/10;H04B1/40;H04B10/50;H04B15/00
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32249
• 代理人: 吳旭

本發(fā)明公開了一種收發(fā)同路的空間激光通信終端后向雜散光抑制方法，對光電探測器輸出的光電流預(yù)處理并模數(shù)轉(zhuǎn)換后得到數(shù)字信號y(k)，該數(shù)字信號y(k)中包括接收到的通信信號r(k)、本地雜散光產(chǎn)生的電信號s(k)、加性高斯白噪聲n(k)；根據(jù)已知的本地發(fā)射的信號t(k)，通過數(shù)字FIR濾波器進(jìn)行估計(jì)得到s(k)的估計(jì)值將數(shù)字信號y(k)減去估計(jì)值得到只含有加性高斯白噪聲的通信信號的估計(jì)值本方法與傳統(tǒng)的采用光學(xué)手段抑制雜散光的方案相比，簡化了光路結(jié)構(gòu)，工程實(shí)現(xiàn)簡單，而且對雜散光的抑制能力更好，在低信干比下，依然可以實(shí)現(xiàn)良好的后向雜散光抑制效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種收發(fā)同路的空間激光通信終端后向雜散光抑制方法。

背景技術(shù)

自由空間激光通信系統(tǒng)與微波通信系統(tǒng)相比，其信道容量更大，保密性更強(qiáng)，發(fā)射端的功耗更低，無論在軍用還是民用場合，都有著廣闊的應(yīng)用前景。

隨著終端靈活度要求的提高，無論是車載終端、機(jī)載終端還是星載終端，都需要提高通信系統(tǒng)的集成度，減輕通信終端的質(zhì)量，縮小通信終端的體積。為了滿足上述要求，工程技術(shù)人員常用“收發(fā)同路”方案來提升系統(tǒng)的緊湊性。所謂“收發(fā)同路”，指的是在同一激光通信終端內(nèi)部，本地發(fā)射出去的光信號與接收到的來自其他終端的光信號共用一段相同的光路。采用這種方式可以有效提升系統(tǒng)的集成度，但也給系統(tǒng)帶來了新的挑戰(zhàn)，本地發(fā)射的激光對接收到的光信號會(huì)產(chǎn)生干擾。

本地發(fā)射的激光在進(jìn)入自由空間之前，在通信終端內(nèi)部需要經(jīng)過多個(gè)光學(xué)器件。從而產(chǎn)生一系列復(fù)雜的反射過程，形成后向雜散光。由于發(fā)射機(jī)與接收機(jī)共用一段光路，這些經(jīng)過復(fù)雜反射的雜散光會(huì)進(jìn)入到光電探測器，光電探測器的作用是將收到的來自其他終端的光信號轉(zhuǎn)化成光電流，進(jìn)而還原出通信信息。雜散光進(jìn)入探測器后，將對接收到的外來信號產(chǎn)生嚴(yán)重的干擾，這降低了通信系統(tǒng)的可靠性。如果接收到的光信號與本地發(fā)射光所用的頻點(diǎn)相近，那么這種影響將更為嚴(yán)重。

為了抑制本地雜散光的干擾，現(xiàn)有技術(shù)常用光學(xué)方法，通過在光路上增設(shè)濾光片，使用吸光材料等手段，減少進(jìn)入探測器的光通量。這些方法存在兩方面的缺點(diǎn)。

(1)在通信終端上安裝光學(xué)器件增加了光路的復(fù)雜度，在工程實(shí)現(xiàn)上難度較大。

(2)雖然光學(xué)方法可以抑制一部分雜散光，但是依然無法徹底的去除其影響。當(dāng)本地發(fā)射的光信號與接收到的光信號頻點(diǎn)相近時(shí)，以及信干比(接收到的信號功率與干擾功率之比)較低時(shí)，光學(xué)手段的有效性更加難以保證。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：針對上述現(xiàn)有技術(shù)，提出一種收發(fā)同路的空間激光通信終端后向雜散光抑制方法，基于數(shù)字信號處理方法對本地雜散光干擾進(jìn)行有效抑制。

技術(shù)方案：一種收發(fā)同路的空間激光通信終端后向雜散光抑制方法，包括：雜散光與接收到的信號光一起進(jìn)入到光電探測器，得到光電流；對所述光電流預(yù)處理并模數(shù)轉(zhuǎn)換后得到數(shù)字信號y(k)，所述數(shù)字信號y(k)中包括接收到的通信信號r(k)、本地雜散光產(chǎn)生的電信號s(k)、加性高斯白噪聲n(k)；根據(jù)已知的本地發(fā)射的信號t(k)，通過數(shù)字FIR濾波器進(jìn)行估計(jì)得到s(k)的估計(jì)值將所述數(shù)字信號y(k)減去估計(jì)值得到只含有加性高斯白噪聲的通信信號的估計(jì)值

進(jìn)一步的，根據(jù)最小二乘準(zhǔn)則，建立一個(gè)含有FIR濾波器抽頭系數(shù)向量的代價(jià)函數(shù)，使所述代價(jià)函數(shù)為最小值時(shí)的抽頭系數(shù)用于所述FIR濾波器。

有益效果：本發(fā)明方法與傳統(tǒng)的采用光學(xué)手段抑制雜散光的方案相比，避免復(fù)雜的光學(xué)設(shè)計(jì)和難度較大的光學(xué)器件的安裝，整個(gè)干擾抑制過程通過信號處理算法來實(shí)現(xiàn)，簡化了光路結(jié)構(gòu)，工程實(shí)現(xiàn)簡單，而且對雜散光的抑制能力更好，在低信干比，收發(fā)信號頻點(diǎn)相近時(shí)，依然可以實(shí)現(xiàn)良好的后向雜散光抑制效果。

附圖說明

圖1為本發(fā)明方法的原理圖；

圖2為本發(fā)明方法的仿真效果圖。

具體實(shí)施方式