基于模数混合的高速激光信号同步算法

朱理辰, 赵晨宁, 王继超, 安建平

(1. 北京理工大学信息与电子学院, 北京 100081；2. 中国船舶工业综合技术经济研究院, 北京 100081)

0 引 言

激光统一测控系统是将空间激光测距与激光通信深层次结合的高速传输系统[1]。作为航天测控通信领域的一项新技术,其具有带宽大、作用距离远、测量精度高、通信速率快、抗电磁干扰能力强、可快速部署等优势[2-4]。

信号同步技术是激光统一测控系统中的核心技术之一[5-6]。将成熟的数字信号处理方法运用到光信号同步中是目前一种常见手段[7]。经光接收、光电转换、信号捕获后,利用基于软件无线电思想的全数字延迟锁定环(fully digital delay-locked loop,FDDLL)技术对接收信号进行跟踪,通过估计接收信号同步码与本地同步码间的相位差和频率差,实现接收激光信号时延的精确估计[8]。但是在激光统一测控系统中,由于信号传输速率极高,单个符号持续时间在ns甚至ps量级[9]。FDDLL对于高速数据采集技术的需求会受到模数(analog to digital,AD)采样技术发展的限制。而且高速运算会占用数字信号处理器的大量运算和存储资源。特别在航空航天领域,由于空间平台上供电和数字运算资源受限,不仅需要高性能芯片支撑数据采集和运算处理,而且对运算复杂度也提出了更严格的要求。这就需要在保证性能的同时,尽可能降低数据采集速率,并设计低功耗、低片上资源消耗的信号同步算法。

目前国内外针对上述问题已进行了一些相关研究[9-16],文献[9-12]针对全数字跟踪环路提出……