水平大气能见度对深空激光通信速率的影响
发布时间：2019-08-07 21:16
【摘要】：为了能够通过水平大气能见度判断可实现的最大通信速率,基于Mie散射理论和脉冲多路径效应,建立了通信速率与水平大气能见度的数学模型;通过蒙特卡罗仿真,得到了800nm和1550nm波段的气溶胶散射粒子的散射参数,给出了2~25km水平大气能见度下两个波段产生的脉冲展宽曲线,分析了初始脉宽、脉冲位置调制元数、水平大气能见度对最大通信速率的影响。结果表明,1550nm波段具有更好的通信效果;随着水平能见度的提高,可实现的最大通信速率也在提高,且在良好的水平能见度下选择小的初始脉宽和较低元的脉冲位置调制,能最大程度地提高深空激光通信速率。
【图文】：
光学学报图１Ｍｉｅ散射坐标系Ｆｉｇ．１ＣｏｏｒｄｉｎａｔｅｓｙｓｔｅｍｏｆＭｉｅｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ根据（５）式可知，在多路径效应的影响下，，接收端收到的脉冲信号比来自于发射端的原始脉冲信号更宽，且各脉冲间会产生重叠。重叠量的大小影响着终端数字转换接收器（ＤＣＲ）的解调效果，如果重叠量过大，通信误码率会直线上升，严重影响通信质量。通常，工程上可以容忍的最大重叠量为１５％。在实际的通信过程中，则需根据大气能见度快速判断出最优的通信码速率。已知水平大气能见度Ｖ与大气气溶胶垂直厚度τａｅｒｏｓｏｌ的数学模型为［１０－１１］τａｅｒｏｓｏｌ＝Ｈ·３．９Ｖ·λ５５０（）－ｑ，（７）式中Ｈ为气溶胶标高，是用来衡量气溶胶厚度随高度增加而减小的速度的参量，文献［１２］给出了能见度２～２５ｋｍ范围内对应的标高Ｈ数值。λ为波长，单位为ｎｍ。ｑ为散射粒子的尺寸分布因子，即ｑ＝１．６，Ｖ＞５０ｋｍ１．３，６ｋｍ＜Ｖ＜５０ｋｍ０．１６Ｖ＋０．３４，１ｋｍ＜Ｖ＜６ｋｍＶ－０．５，０．５ｋｍ＜Ｖ＜１ｋｍp舙膒啤＃ǎ福┰谑导实男背檀笃诺乐校艿墓庋Ш穸任撇愎庋Ш穸扔肫芙汗庋Ш穸戎停诩す馔ㄐ攀保≡癖≡苹蛭拊频奶炱时疚牟豢悸窃撇愣酝ㄐ潘俾实挠跋臁８荩ǎ担┦娇傻枚嗑堆邮毕鲁跏悸隹砦簦暗穆龀骞饬欢洗涫钡淖畲笸ㄐ怕胨俾视胨酱笃芗鹊墓叵滴遥恚幔剑矗
本文编号：2524174
【图文】：
光学学报图１Ｍｉｅ散射坐标系Ｆｉｇ．１ＣｏｏｒｄｉｎａｔｅｓｙｓｔｅｍｏｆＭｉｅｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ根据（５）式可知，在多路径效应的影响下，，接收端收到的脉冲信号比来自于发射端的原始脉冲信号更宽，且各脉冲间会产生重叠。重叠量的大小影响着终端数字转换接收器（ＤＣＲ）的解调效果，如果重叠量过大，通信误码率会直线上升，严重影响通信质量。通常，工程上可以容忍的最大重叠量为１５％。在实际的通信过程中，则需根据大气能见度快速判断出最优的通信码速率。已知水平大气能见度Ｖ与大气气溶胶垂直厚度τａｅｒｏｓｏｌ的数学模型为［１０－１１］τａｅｒｏｓｏｌ＝Ｈ·３．９Ｖ·λ５５０（）－ｑ，（７）式中Ｈ为气溶胶标高，是用来衡量气溶胶厚度随高度增加而减小的速度的参量，文献［１２］给出了能见度２～２５ｋｍ范围内对应的标高Ｈ数值。λ为波长，单位为ｎｍ。ｑ为散射粒子的尺寸分布因子，即ｑ＝１．６，Ｖ＞５０ｋｍ１．３，６ｋｍ＜Ｖ＜５０ｋｍ０．１６Ｖ＋０．３４，１ｋｍ＜Ｖ＜６ｋｍＶ－０．５，０．５ｋｍ＜Ｖ＜１ｋｍp舙膒啤＃ǎ福┰谑导实男背檀笃诺乐校艿墓庋Ш穸任撇愎庋Ш穸扔肫芙汗庋Ш穸戎停诩す馔ㄐ攀保≡癖≡苹蛭拊频奶炱时疚牟豢悸窃撇愣酝ㄐ潘俾实挠跋臁８荩ǎ担┦娇傻枚嗑堆邮毕鲁跏悸隹砦簦暗穆龀骞饬欢洗涫钡淖畲笸ㄐ怕胨俾视胨酱笃芗鹊墓叵滴遥恚幔剑矗
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