中纬度地区电离层偶发E层对量子卫星通信性能的影响

• 作者: 唐守荣 张美玲 杨光 聂敏 裴昌幸
• 来源期刊: 物理学报
• 关键词: 量子卫星通信 偶发E层 自由电子密度 振幅阻尼信道
• 年，卷（期）: 2017,（7）
• 所属期刊栏目: 总论
• 页码范围: 232-242
• 页数: 11页
• 语种: 中文
• DOI: 10.7498/aps.66.070302

摘要

电离层偶发E层是指在距离地面高度80-150 km之间,在风剪切作用下,电子密度急剧增加的不规则电离薄层,它会对量子卫星光信号的传输造成极大的影响.然而,有关电离层偶发E层与星地间量子通信信道参数关系的研究,迄今尚未展开.为了研究偶发E层对量子卫星通信性能的影响,首先分析了它的形成过程,得出自由电子密度随高度变化的关系;然后建立了自由电子密度、偶发E层的厚度对量子卫星链路衰减的模型;针对振幅阻尼信道,给出自由电子密度对信道容量、纠缠保真度、误码率和安全密钥产生率的定量关系.理论分析和仿真结果表明,当偶发E层的厚度为1 km、电子密度由3×105 cm-i增加到27×105 cm-1时,信道容量由0.8304衰减到0.1319,纠缠保真度由0.9386下降到0.3606,量子误码率由0.0093增加到0.0769,安全密钥产生率由9.968×10-5减小到1.91×10-6.由此可见,电子密度的大小和偶发E层的厚度对量子卫星通信性能有显著的影响.因此,在进行量子卫星通信时,应根据对电离层参数的探测情况,自适应调整卫星系统的各项指标,以确保量子通信的可靠性.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	裴昌幸	西安电子科技大学综合业务网国家重点实验室	147	934	15.0	21.0
2	杨光	西安邮电大学通信与信息工程学院	44	151	6.0	9.0
4	聂敏	西安邮电大学通信与信息工程学院	87	262	8.0	10.0
5	张美玲	西安邮电大学通信与信息工程学院	27	121	6.0	9.0
8	唐守荣	西安邮电大学通信与信息工程学院	2	11	2.0	2.0