[发明专利]一种空间相干光通信高动态载波捕获跟踪环路

权利要求书

1.一种空间相干光通信高动态载波捕获跟踪环路，其特征在于包括双锁频环路和锁相环路，所述双锁频环路包括第一锁频环路、第二锁频环路和切换控制单元，其中:

切换控制单元：接收锁相环路输出载波锁定指示信号L(k)，并根据所述载波锁定指示信号L(k)确定第一锁频环路和第二锁频环路连通状态，以及第二锁频环路中环路滤波器的增益；

第一锁频环路和第二锁频环路：根据切换控制单元确定所述锁频环路的连通状态和第二锁频环路的环路滤波器增益，由处于连通状态的锁频环路接收外部输入信号，并对所述外部输入信号进行信号频率捕获跟踪处理，输出经频率校正后的解调信号x_f(k)到锁相环路；其中第一锁频环路采用CPAFC跟踪算法实现鉴频处理得到鉴频控制量e₁(k)；第二锁频环路采用ODAFC跟踪算法实现鉴频处理得到鉴频控制量e₂(k)；

锁相环路：接收锁频环路输出的经频率校正后的解调信号x_f(k)，进行相位捕获跟踪处理，输出经相位补偿后的信号x_fa(k)，并利用信号x_fa(k)计算载波锁定指示信号L(k)，然后输出所述载波锁定指示信号L(k)到切换控制单元。

2.根据权利要求1所述的一种空间相干光通信高动态载波捕获跟踪环路，其特征在于，在双锁频环路中，第一锁频环路包括解调单元、第一鉴频器、第一环路滤波器；第二锁频环路包括解调单元、第二鉴频器、第二环路滤波器，其中：

第一锁频环路与第二锁频环路共用解调单元，第一环路滤波器的输出频偏估计量Δf₁和第二环路滤波器的输出频偏估计量Δf₂通过加法器相加后输出频偏估计量Δf＝Δf₁+Δf₂到解调单元；

解调单元接收外部输入信号，并接收频偏估计量Δf对所述输入信号进行频偏纠正，输出经频偏纠正后的解调信号x_f(k)到第一鉴频器、第二鉴频器和锁相环路，其中经频偏纠正后的解调信号x_f(k)的同相支路信号为S_I(k)、正交支路信号S_Q(k)；

第一鉴频器接收解调单元输出的所述同相支路信号S_I(k)和正交支路信号S_Q(k)，采用CPAFC跟踪算法进行频偏捕获跟踪，得到鉴频控制量e₁(k)；

第二鉴频器接收解调单元输出的所述同相支路信号S_I(k)和正交支路信号S_Q(k)，采用ODAFC跟踪算法进行频偏捕获跟踪，得到鉴频控制量e₂(k)；

第一环路滤波器在第一锁频环路连通状态下，接收第一鉴频器输出的鉴频控制量e₁(k)，并进行环路滤波得到频偏估计量Δf₁；在第一锁频环路未连通状态下，接收“0”信号，经环路处理后输出的鉴频控制量e₁(k)＝0，得到频偏估计量Δf₁＝0；并在第一锁频环路连通状态或未连通状态下输出频偏估计量Δf₁到所述加法器；

第二环路滤波器在第二锁频环路连通状态下，接收第二鉴频器输出的鉴频控制量e₂(k)，根据切换控制单元的判断结果确定第二环路滤波器增益K₂，并进行环路滤波得到频偏估计量Δf₂；在第二锁频环路未连通状态下，接收“0”信号，经环路处理后输出的鉴频控制量e₂(k)＝0，得到频偏估计量Δf₂＝0；并在第二锁频环路连通状态或未连通状态下输出频偏估计量Δf₂到所述加法器。

3.根据权利要求1或2所述的一种空间相干光通信高动态载波捕获跟踪环路，其特征在于，锁相环路利用经相位补偿后的信号x_fa(k)通过如下公式计算载波锁定指示信号L(k)：

L(k)＝I_fa(k)²-Q_fa(k)²

其中，I_fa(k)为所述信号x_fa(k)的同相支路信号，Q_fa(k)为所述信号x_fa(k)的正交支路信号。