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受光束漂移影响的深空上行激光通信链路信道容量

廖慧兮,  徐宝碧,  黄晓峰,  韩宇

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廖慧兮, 徐宝碧, 黄晓峰, 韩宇. 受光束漂移影响的深空上行激光通信链路信道容量[J]. 红外与激光工程, 2017, 46(10): 1022001-1022001(8). doi: 10.3788/IRLA201785.1022001
引用本文: 廖慧兮, 徐宝碧, 黄晓峰, 韩宇. 受光束漂移影响的深空上行激光通信链路信道容量[J]. 红外与激光工程, 2017, 46(10): 1022001-1022001(8). doi: 10.3788/IRLA201785.1022001
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Liao Huixi, Xu Baobi, Huang Xiaofeng, Han Yu. Achievable information rate of deep-space laser uplink communication in presence of beam wander effects[J]. Infrared and Laser Engineering, 2017, 46(10): 1022001-1022001(8). doi: 10.3788/IRLA201785.1022001
Citation: Liao Huixi, Xu Baobi, Huang Xiaofeng, Han Yu. Achievable information rate of deep-space laser uplink communication in presence of beam wander effects[J]. Infrared and Laser Engineering, 2017, 46(10): 1022001-1022001(8). doi: 10.3788/IRLA201785.1022001
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受光束漂移影响的深空上行激光通信链路信道容量

doi: 10.3788/IRLA201785.1022001
  • 1.

    北京空间飞行器总体设计部,北京 100094

详细信息
    作者简介:

    廖慧兮(1982-),女,工程师,博士,主要从事深空领域测控通信方面的研究。Email:liaohuixi@yahoo.com

  • 中图分类号: TN929.12

Achievable information rate of deep-space laser uplink communication in presence of beam wander effects

  • 1.

    Institute of Spacecraft System Engineering,Beijing 100094,China

  • 摘要: 使用Monte-Carlo仿真方法，基于光强闪烁和光束漂移的联合模型，对使用脉冲编码调制方式（PPM）和雪崩光电二极管（APD）探测器直接探测接收的深空上行激光通信链路的信道容量进行了分析。仿真结果表明，与下行链路中信道容量随着束散角的增加而单调下降的现象不同，对于存在光束漂移作用的上行星地激光链路，存在一个最优发射束散角使得星地激光系统的信道容量最大。在此基础上，对最优束散角与发射光束数目、方位角、热噪声和发射端的光束半径之间的关系进行了分析。所得的结果可以帮助实现星地激光通信系统上行链路的优化设计。
    Abstract: Based on Monte-Carlo simulation, the achievable information rate of the Q-ary pulse-position modulation and avalanche photodiode (APD)-based deep-space optical uplink channel was investigated for the beam wander and intensity fluctuation model. The results indicate that unlike the downlink channel, when the beam wander effect is taken into account, optimum divergence angle can be selected to achieve the maximum achievable information rate for the uplink channel. Besides, with respect to achievable information rate, the optimum divergence angle dependence on the transmitted beam number, the zenith angle, thermal noise and transmitted beam width have been evaluated. This work can be helpful for the uplink laser communication system design.
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出版历程
  • 收稿日期:  2017-02-12
  • 修回日期:  2017-03-18
  • 刊出日期:  2017-10-25

受光束漂移影响的深空上行激光通信链路信道容量

doi: 10.3788/IRLA201785.1022001
  • 1. 北京空间飞行器总体设计部,北京 100094
    • 作者简介:

    廖慧兮(1982-),女,工程师,博士,主要从事深空领域测控通信方面的研究。Email:liaohuixi@yahoo.com

  • 收稿日期: 2017-02-12
  • 修回日期: 2017-03-18
  • 刊出日期: 2017-10-25

  • 中图分类号: TN929.12

摘要: 使用Monte-Carlo仿真方法，基于光强闪烁和光束漂移的联合模型，对使用脉冲编码调制方式（PPM）和雪崩光电二极管（APD）探测器直接探测接收的深空上行激光通信链路的信道容量进行了分析。仿真结果表明，与下行链路中信道容量随着束散角的增加而单调下降的现象不同，对于存在光束漂移作用的上行星地激光链路，存在一个最优发射束散角使得星地激光系统的信道容量最大。在此基础上，对最优束散角与发射光束数目、方位角、热噪声和发射端的光束半径之间的关系进行了分析。所得的结果可以帮助实现星地激光通信系统上行链路的优化设计。

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