到达角起伏对上行星地激光通信系统性能的影响（英文） 被引量：5

1

作者 王怡 王运敏 马晶 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2018年第1期233-241,共9页

在Kolmogorov湍流模型下,建立了到达角起伏对星地激光通信误码性能影响的理论模型。基于该模型,推导了星地激光通信系统误码率的闭合表达式。综合考虑光强闪烁、光束漂移和到达角起伏,推导出三者共同作用下,星地系统上行链路的接收光强... 在Kolmogorov湍流模型下,建立了到达角起伏对星地激光通信误码性能影响的理论模型。基于该模型,推导了星地激光通信系统误码率的闭合表达式。综合考虑光强闪烁、光束漂移和到达角起伏,推导出三者共同作用下,星地系统上行链路的接收光强概率密度解析式以及误码率的闭合表达式。文中采用的调试方式是适合星地激光通信的相干探测圆偏振调制。针对上行链路,仿真分析了弱、中、强湍流下,三者共同作用时,星地激光通信系统的误码率,并与不考虑到达角起伏条件下进行了比较。还分析了到达角起伏与误码率的变化关系,以及在考虑发射功率受限的条件下,三者共同作用对系统性能的影响。研究结果表明,除了光强闪烁和光束漂移以外,到达角起伏也是通信性能中不可或缺的因素。 展开更多

关键词 星地激光通信 Kolmogorov湍流 到达角起伏 误码率

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大气湍流对星地激光通信影响的分析 被引量：3

2

作者 都文和 李林军 《交通科技与经济》 2008年第4期83-84,121,共3页

阐述了激光通信相对于微波通信的优势在于其在卫星通信中的实用意义。分析了星地激光通信的发展现状,提出大气湍流限制星地激光通信系统的通信性能和激光链路的可靠性。针对星地激光通信的通信性能和瞄准捕获跟踪技术,综述了大气湍流对... 阐述了激光通信相对于微波通信的优势在于其在卫星通信中的实用意义。分析了星地激光通信的发展现状,提出大气湍流限制星地激光通信系统的通信性能和激光链路的可靠性。针对星地激光通信的通信性能和瞄准捕获跟踪技术,综述了大气湍流对它们影响的研究现状。 展开更多

关键词 星地激光通信 大气湍流 瞄准捕获跟踪

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星地激光通信下行链路的最大天顶角分析

3

作者 李永亮 傅忠谦 +2 位作者 徐睿 林日钊 王建宇 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2011年第4期733-738,共6页

从星地激光通信系统星座设计的需求出发,分析了星载激光载荷发射功率、发射端瞄准偏差角和背景光功率等因素对下行链路最大通信天顶角的影响。针对采用OOK调制、APD探测器直接检测的链路,基于gamma-gamma光强起伏概率密度函数和Webb-Gau... 从星地激光通信系统星座设计的需求出发,分析了星载激光载荷发射功率、发射端瞄准偏差角和背景光功率等因素对下行链路最大通信天顶角的影响。针对采用OOK调制、APD探测器直接检测的链路,基于gamma-gamma光强起伏概率密度函数和Webb-Gaussian APD探测器输出模型,建立了大气湍流影响下的下行链路误码率模型,并提出求解最大通信天顶角的方法。数值仿真结果表明,在所设定的条件下,当激光载荷发射功率大于2W,发射端瞄准偏差角小于60μrad,背景光功率在5 nW以下时,可以得到较大的最大通信天顶角,为星地激光通信系统星座设计提供了参考。 展开更多

关键词 星地激光通信 最大天顶角 误码率 星座设计

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“激光通信光学有效载荷”计划——美国星地激光通信演示验证 被引量：2

4

作者 朱贵伟 《国际太空》 2015年第1期58-62,共5页

2014年6月5日。美国航空航天局（NASA）利用新型激光通信设备成功地从“国际空间站”（ISS）向地球传送了一段高清视频，此举将有助于极大提升未来深空任务的通信传输速率。回顾21世纪以来空间激光通信领域整体发展情况，欧洲和日本频... 2014年6月5日。美国航空航天局（NASA）利用新型激光通信设备成功地从“国际空间站”（ISS）向地球传送了一段高清视频，此举将有助于极大提升未来深空任务的通信传输速率。回顾21世纪以来空间激光通信领域整体发展情况，欧洲和日本频繁开展多项演示和试验计划，俄罗斯也在2012年首次实现了“国际空间站”到地面的星地激光通信试验，而美国在演示试验方面稍显沉寂。 展开更多

关键词 美国航空航天局 星地激光通信 演示 有效载荷 国际空间站 验证 光学 空间激光通信

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星地激光通信中地球背景辐射的抑制研究 被引量：4

5

作者 胥全春 俞建杰 +2 位作者 周彦平 马晶 谭立英 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2014年第7期2300-2306,共7页

研究了星地激光通信中地球背景辐射及其抑制技术。推导出了不同轨道处星上终端的地球背景辐射入瞳功率理论公式,提出了固有杂散辐射的概念,并对其作了理论推导。针对一个典型的终端对其地球背景辐射进行了理论计算,并设计了不同形式的... 研究了星地激光通信中地球背景辐射及其抑制技术。推导出了不同轨道处星上终端的地球背景辐射入瞳功率理论公式,提出了固有杂散辐射的概念,并对其作了理论推导。针对一个典型的终端对其地球背景辐射进行了理论计算,并设计了不同形式的遮光系统。最后利用光学仿真软件LightTools对不同轨道高度、不同遮光系统形式的星上终端的杂散辐射进行了仿真,得到了轨道高度以及遮光系统形式对杂散辐射的影响曲线,并对其作了分析。为星地激光通信中星上终端的地球背景辐射提供了理论依据,为星上终端的遮光系统设计提供了仿真依据。 展开更多

关键词 地球背景辐射 星地激光通信 杂散辐射 遮光系统 LightTools

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星地激光通信可靠性保障技术研究现状 被引量：11

6

作者 徐晓帆 陆洲 《中国电子科学研究院学报》 北大核心 2018年第6期650-657,共8页

激光通信具有宽带宽、高数据速率、低功耗的特点,是未来实现星地大数据量信息交互的重要手段之一。然而,激光传输深受大气吸收和散射、大气湍流、以及背景光等因素的影响,其可靠性受到一定的挑战。本文从原理研究、地面验证及在轨试验... 激光通信具有宽带宽、高数据速率、低功耗的特点,是未来实现星地大数据量信息交互的重要手段之一。然而,激光传输深受大气吸收和散射、大气湍流、以及背景光等因素的影响,其可靠性受到一定的挑战。本文从原理研究、地面验证及在轨试验等方面梳理星地激光通信可靠性保障技术的研究现状,总结各主要研究国家的技术发展路线。分析表明,未来星地激光通信可靠性保障技术将在进一步完善基于单链路的可靠性保障方法的同时,开展基于网络的保障方法研究及在轨试验。各项可靠性保障技术的发展,将大幅提升星地激光通信效率,进而推动天地一体化信息网络的发展。 展开更多

关键词 星地激光通信 大气湍流 自适应光学 激光微波混合传输

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国外星地激光通信试验及其链路分析 被引量：3

7

作者 贾旭 李少辉 《航天器工程》 2013年第1期120-126,共7页

介绍了国外典型星地激光通信终端的技术指标及试验验证情况,针对不同的通信终端,对影响激光通信链路设计指标的瞄准、捕获和跟踪方式(PAT)、发射和接收系统设计进行了分析比较,最后对星地激光通信链路余量设计进行了总结,可为我国星地... 介绍了国外典型星地激光通信终端的技术指标及试验验证情况,针对不同的通信终端,对影响激光通信链路设计指标的瞄准、捕获和跟踪方式(PAT)、发射和接收系统设计进行了分析比较,最后对星地激光通信链路余量设计进行了总结,可为我国星地激光通信系统设计提供参考。 展开更多

关键词 星地激光通信 链路余量 分析

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星地激光通信抗湍流干扰编码技术研究 被引量：1

8

作者 彭小平 郑建生 《光通信技术》 CSCD 北大核心 2013年第10期36-39,共4页

介绍了星地大气信道特性,概述了星地光通信中常用的信道编码特点,系统地研究了编码前后的系统、不同编码系统以及不同调制方式下的编码系统在大气湍流信道下的性能。

关键词 星地激光通信 大气湍流 信道编码 调制模式

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星地激光通信链路抗湍流干扰技术研究 被引量：1

9

作者 彭小平 郑建生 《光通信技术》 CSCD 北大核心 2013年第12期47-50,共4页

介绍了星地激光通信链路特征,系统地研究了星地激光通信中常用的几种抗湍流干扰技术。研究表明,针对不同链路的特点,选择合适的抗湍流干扰技术能够有效地抑制大气湍流效应,提高星地激光通信链路的可靠性。

关键词 星地激光通信链路 大气湍流 大气闪烁 大气相干长度

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星地激光通信链路中的极化码性能研究 被引量：1

10

作者 李佳欣 李岩 +3 位作者 贾晓硕 伍剑 邱吉芳 郭宏翔 《遥测遥控》 2022年第4期9-14,共6页

在星地激光通信链路中,激光在大气信道中传输时容易受湍流作用,导致信号功率衰落。考虑到极化码在短码下的优良性能和较低的实现复杂度,将其应用于星地激光通信系统中来对抗大气湍流引起的信号衰落。基于对湍流信道的分析,搭建了星地激... 在星地激光通信链路中,激光在大气信道中传输时容易受湍流作用,导致信号功率衰落。考虑到极化码在短码下的优良性能和较低的实现复杂度,将其应用于星地激光通信系统中来对抗大气湍流引起的信号衰落。基于对湍流信道的分析,搭建了星地激光通信系统仿真平台,并在其中引入了极化码。实验结果表明在中等湍流和强湍流下,极化码分别降低了13%和25%的通信中断概率,极大地改善了星地激光通信系统的性能。 展开更多

关键词 星地激光通信 极化码 湍流效应

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星地激光通信可靠性影响因素分析研究 被引量：1

11

作者 徐晓帆 陆洲 《中国电子科学研究院学报》 北大核心 2019年第10期1088-1093,共6页

星地激光通信是实现天基资源和地面资源高速骨干连接的主要手段。受大气吸收和散射、背景光、大气湍流等因素的影响,星地激光通信可靠性不高,对其工程化应用形成挑战。本文梳理了影响星地激光通信可靠性的各类环境因素,并提出了包含大... 星地激光通信是实现天基资源和地面资源高速骨干连接的主要手段。受大气吸收和散射、背景光、大气湍流等因素的影响,星地激光通信可靠性不高,对其工程化应用形成挑战。本文梳理了影响星地激光通信可靠性的各类环境因素,并提出了包含大气吸收和散射、背景光、大气湍流和探测器噪声的对系统误码率影响的模型,为今后的星地激光通信系统工程设计和优化提供一定的理论支撑。作者认为,应当以可靠性影响模型研究为基础、可靠性保障策略研究为根本、地面或在轨科学试验为确认,协同开展各方面工作,尽快推动实现星地激光通信应用。 展开更多

关键词 星地激光通信 吸收和散射 大气湍流 误码率

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M分布星地激光通信链路相干正交频分复用系统误码性能研究 被引量：6

12

作者 王怡 王亚萍 《通信学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第10期179-187,共9页

为了缓解大气湍流对星地激光通信系统性能的影响,基于M分布大气信道模型,在星地激光通信上行链路和下行链路中提出了一种多载波相干正交频分复用(OFDM)调制系统,推导了星地激光通信上行链路和下行链路相干OFDM调制系统误码率的闭合表达... 为了缓解大气湍流对星地激光通信系统性能的影响,基于M分布大气信道模型,在星地激光通信上行链路和下行链路中提出了一种多载波相干正交频分复用(OFDM)调制系统,推导了星地激光通信上行链路和下行链路相干OFDM调制系统误码率的闭合表达式。在弱大气湍流和强大气湍流下,分别研究了天顶角、接收孔径、信噪比、最佳束散角以及最佳发射半径与系统误码率的关系,并与二进制相干差分相移键控(DPSK)调制进行比较。理论和仿真对比结果表明,星地激光通信系统中采用相干OFDM调制系统的误码性能优于相干DPSK调制系统。 展开更多

关键词 星地激光通信 M分布 正交频分复用 光强闪烁 光束漂移 到达角起伏

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基于指向误差与不同噪声的星地激光通信系统误码性能分析

13

作者 尹幸 姚海峰 +3 位作者 刘智 常亦迪 董科研 陶小可 《光通信技术》 2023年第3期31-36,共6页

为了研究在大气湍流、指向误差以及各种噪声的共同影响下的星地激光通信系统平均误码率性能,采用Gamma-Gamma信道模型,建立了大气湍流与指向误差的组合衰减模型,并结合各种噪声推导出关于组合衰减模型的星地激光通信系统平均误码率的闭... 为了研究在大气湍流、指向误差以及各种噪声的共同影响下的星地激光通信系统平均误码率性能,采用Gamma-Gamma信道模型,建立了大气湍流与指向误差的组合衰减模型,并结合各种噪声推导出关于组合衰减模型的星地激光通信系统平均误码率的闭合表达式。研究结果表明,当卫星轨道高度为400 km、天顶角为45°、波长为1550 nm以及等效波束半径和指向误差位移标准差(抖动)的归一化比值为4时,总噪声、热噪声、背景噪声对应的平均误码率分别为1.519×10^(-7)、6.907×10^(-8)、1.357×10^(-8)。 展开更多

关键词 星地激光通信 指向误差 各种噪声 Gamma-Gamma信道 平均误码率 相干光通信

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星地斜程大气信道激光通信可通率研究 被引量：5

14

作者 娄岩 陈纯毅 +4 位作者 姜会林 赵义武 韩成 佟首峰 付强 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第11期1378-1383,共6页

用STK仿真分析了星地激光通信链路的可见时间和俯仰角。在能见度5 km的城市大气模式下,分别计算了定位于不同经度的2颗GEO卫星对3个城市通信的大气衰减及光强闪烁、到达角起伏等效应,由此分析了晴天、卷积云条件下的大气信道功率损耗,... 用STK仿真分析了星地激光通信链路的可见时间和俯仰角。在能见度5 km的城市大气模式下,分别计算了定位于不同经度的2颗GEO卫星对3个城市通信的大气衰减及光强闪烁、到达角起伏等效应,由此分析了晴天、卷积云条件下的大气信道功率损耗,并通过设置链路最小功率阈值来建立星地间大气信道激光通信链路可通率模型。仿真结果表明,当发射功率为10 W时,对比得出东经75°的GEO卫星地面站可通率较好,晴天能见度大于5 km的平均可通率可达到93%;卷积云时平均可通率可达到66.7%,且3个城市中对海南的可通性最好,为星地激光通信外场实验提供了一定的依据。 展开更多

关键词 航空、航天科学技术 星地激光通信 斜程大气信道 云层 STK 可通率

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星地激光链路中的光信号快速识别方法 被引量：4

15

作者 谭立英 王强 +6 位作者 于思源 周彦平 韩琦琦 付森 王健 冉启文 严质彬 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2010年第4期655-659,共5页

依据图像传感器探测背景光的噪声情况,定义了光背景特征值,用其来描述星地链路光背景噪声对于卫星光通信的瞄准、捕获和跟踪的影响。在星地链路光背景噪声条件下,对光信号识别和捕获的影响进行了分析,同时,提出了捕获光点路径优化算法,... 依据图像传感器探测背景光的噪声情况,定义了光背景特征值,用其来描述星地链路光背景噪声对于卫星光通信的瞄准、捕获和跟踪的影响。在星地链路光背景噪声条件下,对光信号识别和捕获的影响进行了分析,同时,提出了捕获光点路径优化算法,根据此算法可以得到星地激光链路区域光背景噪声的特征规律,并阐述了光背景噪声情况下的光信号快速识别方法。经模拟实验分析表明:该算法能够在光背景噪声情况下对光信号进行快速识别和捕获,满足了图像实时处理要求,增强了图像处理系统的抗干扰能力,因此,对星地激光通信具有一定的参考意义。 展开更多

关键词 光背景特征值 星地激光通信 补偿因子 损失因子

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星地下行孔径接收闪烁频谱的理论研究 被引量：2

16

作者 潘锋 马晶 +1 位作者 谭立英 于思源 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第8期1253-1256,共4页

基于孔径接收的对数振幅时间相关函数,结合星地激光下行链路的实际情况,推导了适用于星地下行孔径接收的闪烁频谱表达式。进而分析了孔径尺度和湍流外尺度对闪烁频谱的影响。结果表明,下行孔径接收闪烁频谱分为低频段和高频段两个区间,... 基于孔径接收的对数振幅时间相关函数,结合星地激光下行链路的实际情况,推导了适用于星地下行孔径接收的闪烁频谱表达式。进而分析了孔径尺度和湍流外尺度对闪烁频谱的影响。结果表明,下行孔径接收闪烁频谱分为低频段和高频段两个区间,低频段为常数,高频段呈幂指数规律变化,且幂律的绝对值为11/3。当接收孔径增加时,频谱的幅值和宽度逐渐减小,其形状保持不变。随着等效湍流外尺度的增加,低频谱的幅值逐渐增大,高频谱保持不变。 展开更多

关键词 星地激光通信 闪烁频谱 孔径接收 下行链路

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星地链路中的主动式自适应光学系统室内实验 被引量：2

17

作者 张娜娜 张燕革 +2 位作者 单欣 马启明 艾勇 《光通信技术》 北大核心 2017年第11期42-45,共4页

针对星地激光通信链路中,由于星上负载有限,无法在卫星上安装调试自适应光学系统来矫正上行接收光束受到的湍流畸变,提出可以使用主动式自适应光学系统解决上行光束的矫正的问题。通过室内矫正实验证明了主动式自适应光学系统实现的可行... 针对星地激光通信链路中,由于星上负载有限,无法在卫星上安装调试自适应光学系统来矫正上行接收光束受到的湍流畸变,提出可以使用主动式自适应光学系统解决上行光束的矫正的问题。通过室内矫正实验证明了主动式自适应光学系统实现的可行性,同时为星地激光通信提供了一种改善上行光束质量的方法。 展开更多

关键词 星地激光通信 湍流畸变 自适应光学 主动式

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星地链路空间光至单模光纤耦合效率补偿特性研究 被引量：5

18

作者 杨清波 曹开锐 +3 位作者 赵生 谭立英 马晶 于思源 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2015年第9期2789-2794,共6页

在入射光瞳面处针对星地激光链路中空间光至单模光纤耦合效率补偿特性进行了研究,依据星地下行链路特点,对星地下行链路光纤耦合效率模型进行分析。在此基础上,利用基于单模光纤后向传输模场为加权函数的加权孔径正交多项式,建立光纤耦... 在入射光瞳面处针对星地激光链路中空间光至单模光纤耦合效率补偿特性进行了研究,依据星地下行链路特点,对星地下行链路光纤耦合效率模型进行分析。在此基础上,利用基于单模光纤后向传输模场为加权函数的加权孔径正交多项式,建立光纤耦合接收系统波前相位模式补偿理论模型,运用该理论模型,通过数值模拟对波前相位进行模式补偿,给出波前相位模式补偿下平均光纤耦合效率与接收孔径尺寸和相位补偿项数的变化关系,以及典型接收孔径下采取一定项数的波前相位补偿后光纤耦合效率概率分布,为基于光纤耦合接收方式的星地激光通信链路波前补偿系统设计提供一定理论参考。 展开更多

关键词 星地下行激光通信 单模光纤耦合效率 大气湍流 波前相位模式补偿

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海洋二号卫星特点及应用 被引量：3

19

作者 王睿 徐浩 +1 位作者 张欢 贾宏 《中国航天》 2012年第10期7-11,共5页

一、任务简介 海洋二号（HY-2）卫星是中国海洋动力环境探测系列卫星的首颗卫星，其主要应用目标是监测和探测海洋动力环境参数，实现全天时、全天候对海面风场、海面高度场、浪场、海洋重力场、大洋环流和海表温度场等重要海洋参数的... 一、任务简介 海洋二号（HY-2）卫星是中国海洋动力环境探测系列卫星的首颗卫星，其主要应用目标是监测和探测海洋动力环境参数，实现全天时、全天候对海面风场、海面高度场、浪场、海洋重力场、大洋环流和海表温度场等重要海洋参数的综合监测，提高灾害性海况预报水平，为国民经济建设提供服务，为海洋科学研究、全球气候变化提供实测数据。同时，HY-2卫星还承担着星地激光通信试验任务。 展开更多

关键词 海洋二号卫星 应用 国民经济建设 全球气候变化 星地激光通信 环境探测 海洋动力 海面风场

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