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第1章 概述1

1.1卫星光通信技术特点及应用2

1.2卫星光通信技术发展概述5

1.3典型强度调制/直接探测卫星光通信系统8

1.3.1 SILEX卫星光通信系统8

1.3.2 STRV - 2卫星光通信系统10

1.3.3 OICETS卫星光通信系统12

1.3.4 LLCD和MLCD光通信16

1.4典型卫星相干光通信系统18

1.4.1相干光通信技术发展概述18

1.4.2 TerraSAR-X相干光通信21

1.4.3 EDRS计划29

1.5小型化、系列化光通信终端31

1.6卫星相干光通信技术发展需求35

1.7卫星光通信发展趋势37

第2章 相干光探测技术39

2.1相干光探测基本原理40

2.1.1相干光探测40

2.1.2功率谱密度43

2.1.3相干光探测的信噪比45

2.1.4关于信噪比的一些讨论46

2.1.5噪声等效功率47

2.2单模相干光探测的信噪比47

2.2.1振幅调制相干光探测48

2.2.2频率调制相干光探测49

2.3相干光探测空间条件和频率条件49

2.3.1调准及场匹配问题49

2.3.2相干光探测的频率条件57

2.4光探测器的种类及性能参数58

2.4.1光探测器的分类及发展58

2.4.2光探测器的性能参数58

2.5光探测器噪声64

2.5.1光探测器的主要噪声64

2.5.2理想光探测器输出光电流及噪声68

第3章 卫星相干光通信系统71

3.1卫星相干光通信系统简介72

3.1.1卫星相干光通信系统组成72

3.1.2通信子系统相关技术74

3.2光相位调制技术76

3.2.1 PSK调制技术基本原理76

3.2.2光相位调制方式81

3.2.3相干光源及要求85

3.2.4光相位调制器90

3.3相干光解调技术93

3.3.1相干光解调技术方案93

3.3.2空间相干光混频移相技术93

3.3.3光纤相干光混频移相技术100

3.4卫星相干光通信系统设计思路103

3.4.1光功率链路方程103

3.4.2光功率链路预算104

3.4.3相干光通信系统104

3.4.4捕获跟踪控制子系统105

3.4.5光学天线设计基本要求108

3.5星-地相干激光通信链路110

第4章 高精度捕获跟踪控制技术113

4.1卫星平台约束条件115

4.1.1卫星轨道115

4.1.2预置不确定角115

4.1.3卫星振动问题分析117

4.2卫星光通信ATP技术概述120

4.2.1 ATP子系统结构组成121

4.2.2 ATP子系统控制流程123

4.2.3 ATP子系统相关技术125

4.3卫星光通信捕获技术126

4.3.1捕获技术方案126

4.3.2捕获过程127

4.3.3捕获方式128

4.3.4扫描方式130

4.3.5不确定区对捕获性能的影响131

4.3.6捕获概率分析132

4.3.7捕获灵敏度分析136

4.4卫星光通信跟踪技术137

4.4.1卫星光通信复合轴跟踪控制系统137

4.4.2卫星光通信跟踪误差统计模型140

4.4.3跟踪误差对星间光通信系统性能的影响142

4.4.4复合轴控制系统类型155

第5章 光锁相环技术159

5.1锁相环基本原理160

5.2光锁相环及其类型161

5.2.1光锁相环基本原理161

5.2.2光锁相环分类163

5.3零差光接收机的光锁相环165

5.3.1平衡OPLL原理及组成167

5.3.2判决反馈OPLL原理及组成169

5.3.3 OPLL主要噪声源170

5.4平衡OPLL噪声分析172

5.4.1散粒噪声对平衡OPLL锁相误差和环路带宽的影响172

5.4.2两种相位噪声对平衡OPLL性能的综合影响174

5.4.3相位噪声的综合影响175

5.4.4数据-锁相串扰对平衡OPLL性能的影响175

5.5判决反馈OPLL噪声分析177

5.5.1散粒噪声对判决反馈OPLL性能影响分析177

5.5.2相位噪声对判决反馈OPLL性能影响分析179

5.6锁相误差180

5.6.1平衡OPLL锁相误差180

5.6.2判决反馈OPLL锁相误差181

5.6.3零差光接收机中各类光锁相环比较182

5.7 Costas OPLL重要参数设计183

5.7.1 Costas OPLL零差相干接收机原理183

5.7.2 Costas OPLL数学模型185

5.7.3 Costas OPLL相位误差分析186

5.7.4最佳环路设计和激光器线宽要求190

第6章 数字解调技术193

6.1相干光数字解调组成194

6.2载波频差估计算法设计195

6.3载波相位恢复算法197

6.4时钟恢复跟踪环路200

6.5信号均衡技术203

6.5.1均衡器原理203

6.5.2盲均衡算法及技术途径204

6.5.3均衡器方案设计214

6.5.4仿真结果215

6.5.5测试结果及性能219

6.6高速译码的设计221

6.6.1译码类型221

6.6.2 LDPC编码原理222

6.6.3 LDPC译码原理227

6.6.4 LDPC与各种调制方式结合的仿真结果234

第7章 卫星光码分多址接入技术239

7.1卫星光码分多址接入系统240

7.1.1卫星光码分多址接入系统方案240

7.1.2卫星光CDMA通信系统关键技术243

7.1.3光CDMA地址码特点245

7.2 OCDMA系统中的扩频码247

7.2.1素数码247

7.2.2光正交码248

7.2.3 2n光码251

7.2.4 M序列的构造251

7.3 OCDMA系统的跳频地址码251

7.3.1单跳频码252

7.3.2多跳频码254

7.4 OCDMA系统中的二维地址码255

7.4.1光正交时间/频率组合码的构造255

7.4.2 Prime/OOC码的构造256

7.4.3 OOC/OOC码的构造259

7.4.4空间域光正交码261

7.5多用户检测技术263

7.5.1概述263

7.5.2传统检测265

7.5.3最佳多用户检测技术268

7.5.4线性次佳多用户检测269

7.5.5解相关检测的误码率分析273

参考文献276

索引291