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空间高速光通信基带调制信号产生与相位同步方法研究

汪滴珠 靳一 左金钟 徐常志 梁慧剑 苟保卫

汪滴珠, 靳一, 左金钟, 徐常志, 梁慧剑, 苟保卫. 空间高速光通信基带调制信号产生与相位同步方法研究[J]. 电子与信息学报, 2024, 46(9): 3520-3527. doi: 10.11999/JEIT231460
引用本文: 汪滴珠, 靳一, 左金钟, 徐常志, 梁慧剑, 苟保卫. 空间高速光通信基带调制信号产生与相位同步方法研究[J]. 电子与信息学报, 2024, 46(9): 3520-3527. doi: 10.11999/JEIT231460
WANG Dizhu, JIN Yi, ZUO Jinzhong, XU Changzhi, LIANG Huijian, GOU Baowei. Baseband Modulation Signal Generation and Phase Synchronization Method of Space High Speed Optical Communication[J]. Journal of Electronics & Information Technology, 2024, 46(9): 3520-3527. doi: 10.11999/JEIT231460
Citation: WANG Dizhu, JIN Yi, ZUO Jinzhong, XU Changzhi, LIANG Huijian, GOU Baowei. Baseband Modulation Signal Generation and Phase Synchronization Method of Space High Speed Optical Communication[J]. Journal of Electronics & Information Technology, 2024, 46(9): 3520-3527. doi: 10.11999/JEIT231460

空间高速光通信基带调制信号产生与相位同步方法研究

doi: 10.11999/JEIT231460
基金项目: 国家自然科学基金(62301418),国家重点实验室稳定支持基金(HTKJ2022KL504006)
详细信息
    作者简介:

    汪滴珠:男,高级工程师,研究方向为高速激光通信技术

    靳一:男,研究员,研究方向为高速激光通信技术

    左金钟:男,高级工程师,研究方向为高速数据传输技术

    徐常志:男,研究员,研究方向为高速卫星通信技术

    梁慧剑:男,工程师,研究方向为高速卫星通信技术

    苟保卫:男,高级工程师,研究方向为高速数据传输技术

    通讯作者:

    汪滴珠 dz82@163.com

  • 中图分类号: TN911.3

Baseband Modulation Signal Generation and Phase Synchronization Method of Space High Speed Optical Communication

Funds: The National Natural Science Foundation of China (62301418), The State Key Laboratory Stability Support Fund (HTKJ2022KL504006)
  • 摘要: 高速调制基带信号的高质量产生与相位精确同步是实现空间光通信测距的关键技术。传统采用FPGA或数字信号处理器(DSP)与高速数模转换器 (DAC)的实现方法,存在相位同步精度低、硬件实现复杂度高等缺点。该文提出一种高速光通信基带信号产生与相位同步方法,设计了相位闭环动态控制环路,通过实时调整高速信号发射时钟相位,可实现I,Q高速基带信号相位与外部参考时钟相位的确定性关系。实验结果表明:正交相移键控(QPSK)光调制信号码速率为5 Gbit/s时,相位同步精度小于2 ps,误差矢量幅度(EVM)小于8% ;5 Gbit/s光通信速率误码率为10–7,接收灵敏度优于–47 dBm,测距精度优于2 mm。与传统方法相比,其灵敏度与测距精度均得到明显改善。
  • 图  1  高速激光调制原理框图

    图  2  高速基带信号产生方法框图

    图  3  基带信号产生框图

    图  4  相位同步控制环路模型

    图  5  鉴相器输出结果图

    图  6  相位同步控制环路数学模型

    图  7  相位同步与误差矢量幅度曲线图

    图  8  相位同步与误比特率曲线图

    图  9  不同N值时误差矢量幅度曲线图

    图  10  不同N值时误比特率曲线图

    图  11  硬件验证系统框图

    图  12  高速基带信号输出波形图

    图  13  5 Gbit/s QPSK激光调制发射测试图

    图  14  通信接收灵敏度曲线图

    图  15  测距曲线图

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出版历程
  • 收稿日期:  2024-01-09
  • 修回日期:  2024-03-18
  • 网络出版日期:  2024-03-26
  • 刊出日期:  2024-09-26

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