[发明专利]一种带宽可变光信号的自适应匹配滤波系统及其匹配方法

说明书

本发明提供了一种带宽可变光信号的自适应匹配滤波系统及其匹配方法，带宽可变光信号依次通过三端接口单元，测量及计算得到光信号的带宽值，三端接口单元的信号进入滤波调控单元进行带宽匹配滤波；本发明可自适应不同带宽的光信号，无需占用其他信道资源来告知目前光信号的带宽值；可满足不同带宽光信号的匹配滤波，可以通过改变温度来灵活调节反射谱滤波带宽的大小，达到与输入光信号的带宽相匹配，此外在输出端通过光谱监测，可以进一步精确调整由于光路中回波噪声带来的匹配误差，实现多种调制制式兼容。

技术领域

本发明涉及高速光传输领域，尤其是一种光信号的匹配滤波系统及匹配方法。

背景技术

空间激光通信(Space Laser Communication)是指利用激光束作为载波在空间传输数字信息的一种技术，例如语音、图像、视频等信息，是目前空间领域实现大容量长距离传输的一种有效手段。空间激光通信的载波频率范围为190THz～560THz，比常规微波S、X、Ka波段高4～5个数量级，因此更容易实现大容量数据的传输。目前国内外星间光通信试验链路的传输速率均已达到Gbps量级，通过波分复用技术，将来可达到几十Gbps甚至上百Gbps量级。目前卫星所需的高带宽仪器，如超光谱成像仪、合成孔径雷达(SAR)等，以及将来的星际载人航天中需要完成实时视频通信，这意味着大量高分辨率的高清图像、视频信息传输势在必行。为了实现以上大容量长距离传输需求，欧美已经开展了多个空间激光通信的工程项目，例如欧洲激光通信中继系统EDRS高轨卫星对低轨卫星的传输速率为1.8Gbps，美国激光通信中继系统LCRD计划实现高轨对地通信，其传输速率为2.44Gbps，美国TBIRD计划的通信速率将达到200Gbps，因此大容量长距离空间激光通信是未来大势所趋。

目前空间激光通信中可应用于低轨-低轨、低轨-高轨、高轨-地等不同应用场景通信，其通信距离从上千至上万公里变化。然而，在实际工程应用中，由于信道以及在轨工作条件的影响，将对链路通信的稳定性造成干扰，因此为了保障链路的可靠可通，需要系统具备灵活切换通信速率的能力，即在链路受到干扰时，降低传输信号带宽，使得接收灵敏度提升，这需要对带宽可变的光信号具备匹配滤波的能力，才可保证链路具有足够的冗余，而目前尚未见到有实现带宽可变光信号的自适应滤波方法。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种带宽可变光信号的自适应匹配滤波系统及其匹配方法。本发明的目的在于克服现有技术难以解决带宽可变光信号的自适应匹配滤波难题，创新性提供了一种带宽可变光信号的自适应匹配滤波方法，显著提升了空间通信链路在多种干扰下的可通性，为空间长距离大容量的通信提供了可靠保证。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种带宽可变光信号的自适应匹配滤波系统，包括三端接口单元和滤波调控单元；带宽可变光信号依次通过三端接口单元，测量及计算得到光信号的带宽值，三端接口单元的信号进入滤波调控单元进行带宽匹配滤波；

所述三端接口单元包括光隔离器a、光隔离器b、分光器a、分光器b、光环形器、光谱监测模块a及光谱监测模块b，其中光隔离器a与分光器a的端口1相连，分光器a的端口2与光环行器端口1相连，分光器a的端口3与光谱监测模块a相连，光环行器的端口3与分光器b的端口1相连，分光器b的端口2与光隔离器b相连，分光器b的端口3与光谱监测模块b相连；

所述滤波调控单元包括光滤波器a、TEC制冷片a、光滤波器b、TEC制冷片b、防反射端接模块及温度调谐控制模块，其中三端接口单元的输出口(光环行器的2端口)与光滤波器a相连，光滤波器a与光滤波器b相连，光滤波器b与防反射端接模块相连，TEC制冷片a与光滤波器a相连，TEC制冷片b与光滤波器b相连，温度调谐控制模块的端口1与TEC制冷片a相连，温度调谐控制模块的端口2与TEC制冷片b相连，温度调谐控制模块端口3与三端接口单元中的光谱监测模块b相连,温度调谐控制模块的端口4与光谱监测模块a相连；