激光与光电子学进展2024,Vol.61Issue(1) :72-80.DOI:10.3788/LOP232252

低轨卫星激光通信实时算法研究(特邀)

Real-Time Algorithm for Low-Orbit Satellite Laser Communication(Invited)

杨奇 王宜州 王元祥 范峰 黎景 梁子鹏 邱天 戴潇潇
激光与光电子学进展2024,Vol.61Issue(1) :72-80.DOI:10.3788/LOP232252

低轨卫星激光通信实时算法研究(特邀)

Real-Time Algorithm for Low-Orbit Satellite Laser Communication(Invited)

杨奇 1王宜州 2王元祥 3范峰 4黎景 2梁子鹏 2邱天 2戴潇潇2
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作者信息

  • 1. 华中科技大学光学与电子信息学院,武汉光电国家研究中心,湖北 武汉 430074;湖北光谷实验室,湖北 武汉 430074
  • 2. 华中科技大学光学与电子信息学院,武汉光电国家研究中心,湖北 武汉 430074
  • 3. 华中科技大学网络空间安全学院,湖北 武汉 430074
  • 4. 北京遥测技术研究所,北京 100094
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摘要

针对低轨卫星激光通信实时化、低功耗的应用场景,为了解决独立时钟源及传输信道复杂等问题,对时钟恢复算法和前向纠错码进行了改进与优化,实现了资源占用低、时延低且功耗为0.129 W和1.199 W的实时化全数字时钟恢复算法和低密度奇偶校验(LDPC)编译码.搭建了桌面演示系统,成功演示了二进制相移键控(BPSK)调制/相干探测、通信速率为1.024 Gbit/s的实时空间光传输,其中时钟误差约为1.50×10-4.

Abstract

We optimized the clock recovery algorithm and forward error correction code to address the challenges associated with an autonomous clock source and intricate transmission channel in a real-time,low-power-consumption scenario for low-orbit satellite laser communication.The successful implementation of this optimization includes an all-digital clock recovery algorithm and a low-density parity check(LDPC)compilation code,demonstrating minimal resource consumption,low latency,and power consumption of only 0.129 W and 1.199 W,respectively.Subsequently,we constructed a desktop demonstration system that effectively showcases real-time spatial optical transmission using binary phase shift keying(BPSK)modulation and coherent detection at a communication rate of 1.024 Gbit/s.Notably,the clock error in this system is approximately 1.50×10-4.This achievement reflects a fine balance between performance and efficiency in the context of low-orbit satellite laser communication.

关键词

低轨卫星/相干光通信/实时/低功耗

Key words

low-orbit satellite/coherent optical communication/real-time/low power consumption

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基金项目

光电国家研究中心创新专项()

湖北光谷实验室创新科研项目(OVL2021BG002)

出版年

2024
激光与光电子学进展
中国科学院上海光学精密机械研究所

激光与光电子学进展

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子:1.153
ISSN:1006-4125
参考文献量16
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