[发明专利]一种高动态光通信多普勒频移模拟系统

说明书

本发明公开了一种高动态光通信多普勒频移模拟系统，包括：多普勒频谱变换模块、多普勒频移模块和调制器；其中，所述多普勒频谱变换模块对光信号进行频谱变换；所述多普勒频移模块对光载波进行频移变换；经多普勒频谱变换模块处理的光信号和经所述多普勒频移模块处理的光载波通过所述调制器模拟卫星通信的多普勒频移。本发明提供了一种高动态光通信多普勒频移模拟系统，模拟卫星通信中的多普勒现象，不仅解决相干通信系统中误码率升高的问题，而且提高了相干探测的性能以及系统的可靠性。

技术领域

本发明涉及通信技术领域，更具体的说是涉及一种高动态光通信多普勒频移模拟器。

背景技术

卫星空间运行的轨道可以按其高度分为3种：低轨道(LEO，距地面数百公里至5000KM，运行周期为2—4小时)；中轨道(MEO，距地面5000—20000KM，运行周期4一12小时)；高(同步)轨道(GEO，又称为静止轨道，距地面35800KM，运行周期24小时)。同轨道卫星相对静止，不存在多普勒效应；不同的轨道通信终端处于相对运动之间，光载波的多普勒效应不可避免。

卫星的相对速率最高可达6000m/s，最低约为2000m/s。当两颗卫星逐渐靠近时，相对速率越来越高，此时产生的多普勒频移会愈来愈大；当两颗卫星背离运动时，相对速率会逐渐减小，此时产生的多普勒频移也会逐渐减小。设f＝l×1014Hz；c＝3×108m/s；当光的传播时间为2×105s时，光传输过程中由于多普勒效应产生的载波频率在±1×109Hz之间呈周期性变化，调制信号被多普勒展宽。

不同轨道之间，卫星与地面之间由于多普勒效应会附加在接收光中，引起信号和本振的频率差不再是一个固定的值，而会随机的不确定变化，也就是频差随机。那么当接收机进行相干解调时，就会产生一定的相位偏差，从而影响系统的性能，使误码率增大。

多普勒频移产生的频移大并且变化非常的迅速。在相干系统中，实际处理的是本振光和信号光经过处理的中频信号，而多普勒频移恰恰是对中频信号产生巨大漂移的因素，这样会非常影响相干通信系统的解调，最终导致误码率的升高，影响相干探测的性能以及系统的可靠性。

因此，如何提供一种高动态光通信多普勒频移模拟系统是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种高动态光通信多普勒频移模拟系统，模拟卫星通信中的多普勒现象，不仅解决相干通信系统中误码率升高的问题，而且提高了相干探测的性能以及系统的可靠性。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种高动态光通信多普勒频移模拟系统，包括：多普勒频谱变换模块、多普勒频移模块和调制器；其中，所述多普勒频谱变换模块对光信号进行频谱变换；所述多普勒频移模块对光载波进行频移变换；经多普勒频谱变换模块处理的信号光和经所述多普勒频移模块处理的光载波通过所述调制器模拟卫星通信的多普勒频移。

本发明提供的高动态光通信多普勒频移模拟系统，用于卫星激光通信终端及激光链路系统测试，采用分别对信号光的多普勒频谱变化以及光载波的多普勒频移来实现对多普勒现象的模拟，对具有多普勒效应的通信模型进行仿真。

11、优选的，在上述的一种高动态光通信多普勒频移模拟系统中，所述多普勒频谱变换模块包括：1550nm光源稳定性监控单元、多普勒频移控制及反馈单元、信息码多普勒展宽单元、和相对速度频移显示单元；所述1550nm光源稳定性监控单元监控信号光的稳定性；所述多普勒频移控制及反馈单元对信号光进行多普勒频谱变换，并对其频移量进行频移反馈；所述信息码多普勒展宽单元用于对信息码进行多普勒展宽；所述相对速度频移显示单元显示不同的相对速度所造成的不同频移显示。