项目名称: 星间光通信系统中多样化波前畸变的建模及其影响分析

项目编号: No.61503356

项目类型: 青年科学基金项目

立项/批准年度: 2016

项目学科: 自动化技术、计算机技术

项目作者: 谢宛青

作者单位: 中国科学技术大学

项目金额: 22万元

中文摘要: 星间光通信系统是构建高速率、大容量、广覆盖面的天地一体化通信网络的基础。然而,系统中暴露在外太空的光学天线由于受到复杂因素的影响,不可避免地会产生形状千变万化的多样化波前畸变,从而导致激光通信链路稳定性下降,甚至引起链路的中断。本项目面向星间光通信系统,围绕系统中的多样化畸变,利用小波方法展开畸变建模及其对系统性能影响研究,为优化光学系统、提出有效的补偿方法打下基础。首先,选取最优小波基函数对多样化波前畸变进行建模,给出小波模型中各参数与现实系统中畸变形状的对应关系;其次,建立小波模型参数与系统相互对准偏差及不同调制方式下通信误码率之间的量化关系。最后,研究多样化畸变对系统瞄准、捕获性能以及不同调制方式下通信性能的影响,并进行仿真验证。本项目从新的思路出发研究多样化波前畸变的建模及其影响分析,其结果有望为我国未来星间光通信系统的性能保障提供可靠的理论依据与可行的技术支撑。

中文关键词: 性能指标分析;建模与仿真;星间光通信系统;多样化波前畸变

英文摘要: Inter-satellite optical communication systems are regarded as the foundation of future space-ground integrated network which is characterized by high speed, large capacity and broad coverage. However, the optical antennas exposed in outer space will be affected by complicated factors and result in the occurrence of diversified wavefront distortions. These concerned distortions, inevitable and of various shapes, may cause the degradation of communication performance and even lead to the break of communication link. For the optimization of optical system performance as well as making effective compensation, this project focuses on the modeling of diversified wavefront distortions via wavelet method, based on which how distortions affect system performance can be analyzed quantitatively. Firstly, optimal wavelet basis functions are selected for the modeling of distortions where the mapping of wavelet factors and physical parameters is given. Secondly, on the basis of the proposed model, the quantitative relations are established between wavelet factors and mutual misalignment as well as communication bit error rates under different modulations. Finally, the influence to tracking and targeting performance is discussed along with the influence to communication performance under different modulations. The theoretical results will be verified via the simulation platform. This project performs research on modeling and influence analysis of diversified wavefront distortions from a new viewpoint, and the results will make sense to performance guarantee of inter-satellite optical communication systems in both theoretical and practical aspects.

英文关键词: Performance Analysis;Modeling and Simulation;Inter-satellite Optical Communication Systems;Diversified Wavefront Distortions

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