【摘 要】
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随着激光通信技术的飞速发展,空间光交换网络得到广泛应用,其中突发信号的诸多特性为空间激光通信的探测与同步带来了更多的挑战。例如突发信号存在空闲时间带来硬件存储资源占用过高的问题;信号幅值变化带来采样失真的问题;接收端突发信号与本地信号存在频差带来载波同步困难的问题。本文从项目工程需求出发,面向空间光交换网络,针对突发式激光通信开展了探测技术和载波同步技术两方面的理论研究;基于自动门限控制技术实现了
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随着激光通信技术的飞速发展,空间光交换网络得到广泛应用,其中突发信号的诸多特性为空间激光通信的探测与同步带来了更多的挑战。例如突发信号存在空闲时间带来硬件存储资源占用过高的问题;信号幅值变化带来采样失真的问题;接收端突发信号与本地信号存在频差带来载波同步困难的问题。本文从项目工程需求出发,面向空间光交换网络,针对突发式激光通信开展了探测技术和载波同步技术两方面的理论研究;基于自动门限控制技术实现了突发信号中有效信号的检测;基于自动增益控制技术在硬件上实现了对接收信号幅值大小的调节;基于频偏估计算法对接收信号实现频偏估计。在突发信号的探测技术研究方面,针对接收信号存在时隙的特性,基于自动门限控制算法通过FPGA实现对突发信号的检测,仿真表明该检测算法精度为12个样本点;针对接收信号幅值变化的特性,基于自动增益控制算法对光电探测器进行闭环控制进而实现对接收信号幅值的调整,室内环境下测试实验表明该算法可将测试信号幅值变化范围由2000n A调整至1100n A。在突发信号的载波同步技术研究方面,推导多种频偏估计的算法后基于仿真结果的比较建立数字化最大似然频偏估计的理论模型,设计最大似然频偏估计算法的FPGA实现结构,仿真实验中预设频偏3.2MHz实际估计频偏误差在28k Hz左右;同时利用MATLAB仿真相偏估计、纠偏的过程,分析了频偏和相偏对于载波同步的影响。
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