空间X射线通信链路建模与功率分析

• 作者: 强鹏飞 徐能 李瑶 盛立志 苏桐 赵宝升 陈琛
• 来源期刊: 光子学报
• 学科: 工学
• 关键词: X射线通信 链路模型 功率方程 单光子探测 误码率
• 年，卷（期）: 2017,（10）
• 所属期刊栏目: 光学的其他领域
• 页码范围: 206-213
• 页数: 8页
• 分类号: TN012
• 字数: 5205字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3788/gzxb20174610.1035001

摘要

从空间X射线通信传输理论出发,首先对X射线通信的功率传输过程进行研究,以加性高斯白噪声信道模型与自由空间损耗为基础,分析了深空X射线通信的信道特征及功率传输过程、推导了功率传输方程,建立了通信链路模型;其次,分析了深空X射线通信系统的误差来源,建立了基于单光子探测器的噪声模型,并给出了主要噪声来源的数学表达式,从而确定了通信核心参数通信距离、通信速率、误码率与信号功率之间的关系;最后,对不同阳极高压与不同调制方式下探测器端信号光子数进行实验监测,对功率传输方程及误差模型进行验证.实验结果表明,所给出的功率传输方程与误差模型可以对空间X射线通信过程进行较好地解释.根据此模型,计算了在满足一定的误码率和传输距离要求时对X射线源出射功率的要求,为空间X射线通信研究建立了理论基础,为核心元器件的研究指明了下一步的方向,同时有望对空间X射线通信的工程化提供一定的参考.