可行的月地激光链路分析

通过对可行的不同的月地激光链路进行分析,找出各链路中所面临的关键问题,并提出相应的解决办法,为将来设计不同的月地激光通信系统提供参考。

月地高速激光通信系统链路特性分析

根据地球、月球、探月卫星的三体运动,针对月地激光链路的建立与保持,分析了地球与月球对链路的遮挡问题,对链路模式进行分析。仿真结果表明:使用3颗月球极轨(Moon Polar Orbit,MPO)卫星来进行通信时,链路中断的次数将大大减少,但是在某些时间段上,仍然受到月球的遮挡而迫使通信链路频繁中断。使用4颗MPO卫星来进行通信时,链路将不再受到月球的阻挡,而仅受到地球的遮挡。同理,增加地球同步轨道卫星的数目可避免地球的遮挡。仿真结果表明,采用2颗地球同步轨道(Geostationary Earth Orbit,GEO)卫星建立链路,链路将不会受到地球的遮挡,建立深空科学研究的信息中继中心,采用激光通信技术,实现月地高速激光信息传输,为我国深空探测技术的发展提供支撑。

月地激光通信系统误码率分析

采用雪崩光电二极管(APD)的 Webb Gaussian模型,对月地激光链路跟瞄误差和背景光对误码率的影响进行了理论分析和数值仿真。结果表明,要达到 1×10-6的误码率,跟瞄误差必须控制在15μrad的范围内,脉冲位置调谐(PPM)字每个时间间隙的背景光子数必须控制在20以下。同时,对APD的增益系数进行优化也可以降低误码率。