低地球轨道（LEO）之间的光学星间链路的调制和信号处理
摘要：下一代密集低地球轨道（LEO）星座的星间链路（ISLs）上的相干光通信的关键要素进行了研究。首先，评估了适用于轨内和轨间连接的QPSK、8-QAM和16-QAM调制格式以及不同符号速率（28 GBaud、60 GBaud和120 GBaud）和信道编码方案（oFEC和阶梯码）。我们为所有研究集合提供了信噪比余度，并确定了不可行的操作点。我们表明，高阶调制格式与高符号速率相结合的集合可能会变得不可行，即使是对于相邻连接。此外，光前放大的存在或缺失以及选择更为稳健的信道编码技术，如oFEC，对于某些LEO-LEO链路可能是决定性因素。接下来，我们对两种不同拓扑结构的相邻轨道连接以及任意一对卫星之间建立的一般连接进行多普勒频移（DS）和其时间导数的表征。我们的结果显示，虽然最大多普勒引起的频率偏移幅度可以比通常在光纤通信中找到的偏移幅度高，但时间导数值显着较低。最后，我们针对频率偏移幅度和导数的极端情况中光数字的多普勒补偿问题进行了讨论，其中典型的Mth-power算法不足以解决。为此，我们提出了现有两阶段方法的一个滤波版本，该方法将谱偏移与Mth-power方法相结合。模拟结果表明，这种方法为所有考虑的情况提供了适当的解决方案。
作者：I. P. Vieira, T. C. Pita, D. A. A. Mello
论文ID：2212.02030
分类：Signal Processing
分类简称：eess.SP
提交时间：2023-07-06