[發明專利]一種空間光通信系統的性能優化處理方法及裝置

有效

• 申請號: 202110804022.3
• 申請日: 2021-07-16
• 公開（公告）號: CN113259001B
• 公開（公告）日: 2021-10-26
• 發明（設計）人: 杜浩;徐國寧;馮慧
• 申請（專利權）人: 中國科學院空天信息創新研究院
• 主分類號: H04B10/079
• 分類號: H04B10/079;H04B10/112;H04B10/70
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 吳剛

1.一種空間光通信系統的性能優化處理方法，其特征在于，包括：

在獲得雪崩光電二極管輸出光量子的累積量生成模型基礎上，基于目標大氣環境的參數特性，確定在所述目標大氣環境下傳播的光通信信號中光量子的概率密度模型；其中，所述光量子的概率密度模型用于對空間光通信系統的光通信信號進行誤碼率判斷；

基于所述光量子的概率密度模型進行高斯誤差處理，得到所述空間光通信系統的誤碼率，并得到所述空間光通信系統在所述目標大氣環境下對應的所述誤碼率和信噪比之間的線性關系模型；

其中，基于所述光量子的概率密度模型進行高斯誤差處理，得到所述空間光通信系統的誤碼率，具體包括：對所述光量子的概率密度模型進行多重積分處理，得到所述光通信信號的累積量分布模型；并基于所述光通信信號的累積量分布模型，確定實際收到的所述光通信信號的概率分布區間，以及結合所述目標大氣環境的參數特性確定二進制接收信號的判決準則；以所述判決準則為基準，對接收到的所述光通信信號進行判決比對，得到所述空間光通信系統的誤碼率；其中，所述光通信信號為所述二進制接收信號；

基于所述線性關系模型對所述空間光通信系統的性能參數進行優化調整，得到目標空間光通信系統。

2.根據權利要求1所述的空間光通信系統的性能優化處理方法，其特征在于，所述在獲得雪崩光電二極管輸出光量子的累積量生成模型基礎上，基于目標大氣環境的參數特性，確定在所述目標大氣環境下傳播的光通信信號中光量子的概率密度模型，具體包括：

在獲得雪崩光電二極管輸出光量子的累積量生成模型基礎上，利用預設的傅里葉變換規則、數值積分賦值處理規則以及所述目標大氣環境的參數特性對應的數值區間，得到目標大氣環境下雪崩光電二極管的光量子的矩陣母函數模型；

在得到所述目標大氣環境下雪崩光電二極管的光量子的矩陣母函數模型的基礎上，根據所述目標大氣環境的參數特性，得到光通信信道特征模型；所述光通信信道特征模型為所述目標大氣環境下雪崩光電二極管的光量子對應的光通信信道特征模型；

在獲得所述光通信信道特征模型的基礎上進行連續傅里葉變換，得到所述空間光通信系統在目標大氣環境下傳播的光通信信號中光量子的概率密度模型。

3.根據權利要求2所述的空間光通信系統的性能優化處理方法，其特征在于，所述在獲得雪崩光電二極管輸出光量子的累積量生成模型基礎上，利用預設的傅里葉變換規則、數值積分賦值處理規則以及所述目標大氣環境的參數特性對應的數值區間，得到目標大氣環境下雪崩光電二極管的光量子的矩陣母函數模型，具體包括：

基于預設的傅里葉變換規則對所述累積量生成模型進行處理，確定雪崩光電二極管的光量子的矩陣母函數模型；

利用所述數值積分賦值處理規則和所述目標大氣環境的參數特性對應的數值區間，對所述雪崩光電二極管的光量子的矩陣母函數模型中的有限積分區間進行數值限定，得到所述目標大氣環境下雪崩光電二極管的光量子的矩陣母函數模型。

4.根據權利要求2所述的空間光通信系統的性能優化處理方法，其特征在于，在得到所述目標大氣環境下雪崩光電二極管的光量子的矩陣母函數模型的基礎上，根據所述目標大氣環境的參數特性，得到光通信信道特征模型，具體包括：

在所述目標大氣環境下雪崩光電二極管的光量子的矩陣母函數模型的基礎上，基于所述目標大氣環境的參數特性，并利用預設的參數取值區間和連續隨機變量實數變換的方式，分析基于所述雪崩光電二極管的光接收器在目標大氣環境下的信道噪聲和大氣環境干擾影響，并根據分析結果確定相應的所述光通信信道特征模型。

5.根據權利要求1所述的空間光通信系統的性能優化處理方法，其特征在于，以所述判決準則為基準，對接收到的所述光通信信號進行判決比對，得到所述空間光通信系統的誤碼率，具體包括:

以所述判決準則為基準對接收到的所述光通信信號進行判決比對, 得到所述目標大氣環境下的空間光通信系統的誤碼率；

基于所述目標大氣環境下的空間光通信系統的誤碼率，確定綜合限定大氣環境下的空間光通信系統的誤碼率。