衛(wèi)星相干光通信原理與技術

第 1章　概述001
1．1 衛(wèi)星光通信技術特點及應用002
1．2 衛(wèi)星光通信技術發(fā)展概述005
1．3 典型強度調(diào)制/直接探測衛(wèi)星光通信系統(tǒng)008
1．3．1 SILEX衛(wèi)星光通信系統(tǒng)008
1．3．2 STRV-2衛(wèi)星光通信系統(tǒng)010
1．3．3 OICETS衛(wèi)星光通信系統(tǒng)012
1．3．4 LLCD和MLCD光通信016
1．4 典型衛(wèi)星相干光通信系統(tǒng)018
1．4．1 相干光通信技術發(fā)展概述018
1．4．2 TerraSAR-X相干光通信021
1．4．3 EDRS計劃029
1．5 小型化、系列化光通信終端031
1．6 衛(wèi)星相干光通信技術發(fā)展需求035
1．7 衛(wèi)星光通信發(fā)展趨勢037
第　2章 相干光探測技術039
2．1 相干光探測基本原理040
2．1．1 相干光探測040
2．1．2 功率譜密度043
2．1．3 相干光探測的信噪比045
2．1．4 關于信噪比的一些討論046
2．1．5 噪聲等效功率047
2．2 單模相干光探測的信噪比047
2．2．1 振幅調(diào)制相干光探測048
2．2．2 頻率調(diào)制相干光探測049
2．3 相干光探測空間條件和頻率條件049
2．3．1 調(diào)準及場匹配問題049
2．3．2 相干光探測的頻率條件057
2．4 光探測器的種類及性能參數(shù)058
2．4．1 光探測器的分類及發(fā)展058
2．4．2 光探測器的性能參數(shù)058
2．5 光探測器噪聲064
2．5．1 光探測器的主要噪聲064
2．5．2 理想光探測器輸出光電流及噪聲068
第3章　衛(wèi)星相干光通信系統(tǒng)071
3．1 衛(wèi)星相干光通信系統(tǒng)簡介072
3．1．1 衛(wèi)星相干光通信系統(tǒng)組成072
3．1．2 通信子系統(tǒng)相關技術074
3．2 光相位調(diào)制技術076
3．2．1 PSK調(diào)制技術基本原理076
3．2．2 光相位調(diào)制方式081
3．2．3 相干光源及要求085
3．2．4 光相位調(diào)制器090
3．3 相干光解調(diào)技術093
3．3．1 相干光解調(diào)技術方案093
3．3．2 空間相干光混頻移相技術093
3．3．3 光纖相干光混頻移相技術100
3．4 衛(wèi)星相干光通信系統(tǒng)設計思路103
3．4．1 光功率鏈路方程103
3．4．2 光功率鏈路預算104
3．4．3 相干光通信系統(tǒng)104
3．4．4 捕獲跟蹤控制子系統(tǒng)105
3．4．5 光學天線設計基本要求108
3．5 星-地相干激光通信鏈路110
第4章　高精度捕獲跟蹤控制技術113
4．1 衛(wèi)星平臺約束條件115
4．1．1 衛(wèi)星軌道115
4．1．2 預置不確定角115
4．1．3 衛(wèi)星振動問題分析117
4．2 衛(wèi)星光通信ATP技術概述120
4．2．1 ATP子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成121
4．2．2 ATP子系統(tǒng)控制流程123
4．2．3 ATP子系統(tǒng)相關技術125
4．3 衛(wèi)星光通信捕獲技術126
4．3．1 捕獲技術方案126
4．3．2 捕獲過程127
4．3．3 捕獲方式128
4．3．4 掃描方式130
4．3．5 不確定區(qū)對捕獲性能的影響131
4．3．6 捕獲概率分析132
4．3．7 捕獲靈敏度分析136
4．4 衛(wèi)星光通信跟蹤技術137
4．4．1 衛(wèi)星光通信復合軸跟蹤控制系統(tǒng)137
4．4．2 衛(wèi)星光通信跟蹤誤差統(tǒng)計模型140
4．4．3 跟蹤誤差對星間光通信系統(tǒng)性能的影響142
4．4．4 復合軸控制系統(tǒng)類型155
第5章　光鎖相環(huán)技術159
5．1 鎖相環(huán)基本原理160
5．2 光鎖相環(huán)及其類型161
5．2．1 光鎖相環(huán)基本原理161
5．2．2 光鎖相環(huán)分類163
5．3 零差光接收機的光鎖相環(huán)165
5．3．1 平衡OPLL原理及組成167
5．3．2 判決反饋OPLL原理及組成169
5．3．3 OPLL主要噪聲源170
5．4 平衡OPLL噪聲分析172
5．4．1 散粒噪聲對平衡OPLL鎖相誤差和環(huán)路帶寬的影響172
5．4．2 兩種相位噪聲對平衡OPLL性能的綜合影響174
5．4．3 相位噪聲的綜合影響175
5．4．4 數(shù)據(jù)-鎖相串擾對平衡OPLL性能的影響175
5．5 判決反饋OPLL噪聲分析177
5．5．1 散粒噪聲對判決反饋OPLL性能影響分析177
5．5．2 相位噪聲對判決反饋OPLL性能影響分析179
5．6 鎖相誤差180
5．6．1 平衡OPLL鎖相誤差180
5．6．2 判決反饋OPLL鎖相誤差181
5．6．3 零差光接收機中各類光鎖相環(huán)比較182
5．7 CostasOPLL重要參數(shù)設計183
5．7．1 CostasOPLL零差相干接收機原理183
5．7．2 CostasOPLL數(shù)學模型185
5．7．3 CostasOPLL相位誤差分析186
5．7．4 最佳環(huán)路設計和激光器線寬要求190
第6章　數(shù)字解調(diào)技術193
6．1 相干光數(shù)字解調(diào)組成194
6．2 載波頻差估計算法設計195
6．3 載波相位恢復算法197
6．4 時鐘恢復跟蹤環(huán)路200
6．5 信號均衡技術203
6．5．1 均衡器原理203
6．5．2 盲均衡算法及技術途徑204
6．5．3 均衡器方案設計214
6．5．4 仿真結(jié)果215
6．5．5 測試結(jié)果及性能219
6．6 高速譯碼的設計221
6．6．1 譯碼類型221
6．6．2 LDPC編碼原理222
6．6．3 LDPC譯碼原理227
6．6．4 LDPC與各種調(diào)制方式結(jié)合的仿真結(jié)果234
第7章　衛(wèi)星光碼分多址接入技術239
7．1 衛(wèi)星光碼分多址接入系統(tǒng)240
7．1．1 衛(wèi)星光碼分多址接入系統(tǒng)方案240
7．1．2 衛(wèi)星光CDMA通信系統(tǒng)關鍵技術243
7．1．3 光CDMA地址碼特點245
7．2 OCDMA系統(tǒng)中的擴頻碼247
7．2．1 素數(shù)碼247
7．2．2 光正交碼248
7．2．3 2 n 光碼251
7．2．4 M序列的構(gòu)造251
7．3 OCDMA系統(tǒng)的跳頻地址碼251
7．3．1 單跳頻碼252
7．3．2 多跳頻碼254
7．4 OCDMA系統(tǒng)中的二維地址碼255
7．4．1 光正交時間/頻率組合碼的構(gòu)造255
7．4．2 Prime/OOC碼的構(gòu)造256
7．4．3 OOC/OOC碼的構(gòu)造259
7．4．4 空間域光正交碼261
7．5 多用戶檢測技術263
7．5．1 概述263
7．5．2 傳統(tǒng)檢測265
7．5．3 最佳多用戶檢測技術268
7．5．4 線性次佳多用戶檢測269
7．5．5 解相關檢測的誤碼率分析273
參考文獻276
索引291