灰霾背景下基于最优链路的低轨道量子卫星星间切换策略
本文选题:量子通信 切入点:链路衰减 出处:《量子光学学报》2017年01期
【摘要】:为了应对灰霾对星地量子通信信道所带来的突发性干扰,根据灰霾天气下量子信号在自由空间中的衰减指数,本文提出了一种基于信号功率衰减最低的最优链路量子卫星切换策略。当目前的星地链路参数满足切换条件时,地面用户通过对不同信道中量子信号功率衰减系数的比对,测试到最小衰减卫星链路,基于对光子态Bell基的测量,完成卫星间的量子纠缠交换,建立新的纠缠信道,保证通信在切换过程中的连续性。仿真结果表明,当系统呼损率为5%,能见度为1km,地面用户数分别为50、100、300,轨道高度为300km和1400km时,量子卫星的切换成功率分别为95%、93.6%、91.8%和92%、90%、87%。由此可见,本策略能够在保证通信可靠性的前提下,实现星地间量子信道的平稳切换,提高量子卫星通信系统在灰霾背景下链路的有效性。
[Abstract]:In order to deal with the sudden interference caused by haze on the channel of astro-terrestrial quantum communication, according to the attenuation index of quantum signal in free space under haze weather, In this paper, an optimal link quantum satellite handoff strategy based on the lowest signal power attenuation is proposed. When the current satellite and ground link parameters satisfy the switching conditions, the ground users compare the power attenuation coefficients of the quantum signals in different channels. To the minimum attenuation satellite link, based on the measurement of photon state Bell basis, the quantum entanglement exchange between satellites is completed, and a new entangled channel is established to ensure the continuity of the communication in the switching process. The simulation results show that, When the system call loss rate is 5, visibility is 1km, ground user number is 50100300, orbit height is 300km and 1400km, the successful rate of quantum satellite switching is 995 / 93.6and 91.8% and 9229090/ 87g respectively. It can be seen that this strategy can guarantee the reliability of communication. In order to improve the link efficiency of the quantum satellite communication system under haze, the smooth switching of the quantum channel between satellites and ground is realized.
【作者单位】: 西安邮电大学通信与信息工程学院;西北工业大学电子信息学院;西安电子科技大学综合业务网国家重点实验室;
【基金】:国家自然科学基金(批准号:61172071;61201194) 陕西省自然科学基础研究计划(批准号:2014JQ8318) 陕西省国际科技合作与交流计划项目(项目编号:2015KW-013)
【分类号】:O413;TN918
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