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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