北京邮电大学 信息光子学与光通信国家重点实验室，北京 100876
激光通信凭借其在传输距离、传输容量、保密性和抗干扰性等方面的优势，将成为未来卫星通信，尤其是星间通信的重要技术手段。然而，受到卫星高速度移动等因素的制约，基于激光链路进行高动态卫星激光组网将面临一系列关键技术挑战。综述了卫星激光通信技术的发展现状，介绍了软件定义卫星激光网络的架构，分析了高动态卫星激光组网关键技术，最后对卫星激光组网技术发展方向进行了展望。
卫星激光网络 高动态 软件定义卫星网络 satellite laser networks high dynamic software-defined satellite networks
1 西安邮电大学通信与信息工程学院，陕西 西安 710121
2 西北工业大学电子信息工程学院，陕西 西安 710072
3 西安电子科技大学综合业务网国家重点实验室，陕西 西安 710071
为解决全球范围内任意两个用户进行量子通信的路径选择问题，根据蒲公英球形量子卫星网络的结构特性，提出了一种两端纠缠交换的量子路由方案。该方案同时从源节点和目的节点向中间节点建立纠缠，并通过无线信道传送Bell测量结果，从而完成量子态信息从源节点到目的节点的传输过程。仿真结果表明：随着交换卫星数目的增多，两端纠缠交换路由方案可以有效节约量子态信息的传输时间；随着交换卫星节点的增加，采用两端纠缠交换路由方案的量子信道建立速率与逐跳纠缠交换方案的量子信道建立速率相比具有显著优势，其路由传输开销小于逐跳纠缠交换方案。由此可见，两端纠缠交换量子路由方案具有信息传输时间短、量子信道建立速率高、无线传输开销小等优势。
光通信 全球量子卫星网络 两端纠缠交换 路由发现 区域查询 激光与光电子学进展
2021, 58(3): 0306002
1 Shanghai Institute of Microsystem and Information Technology, Chinese Academy of Sciences,Shanghai 200050, China
2 University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
3 Innovation Academy for Microsatellite of Chinese Academy of Sciences. Shanghai 201210, China
星间激光通信具有传输速率高、传输距离远、抗干扰能力强的优点，已成为卫星组网的重要趋势.星间激光网络存在高移动、点对点、波束窄等特点，已有的自由空间网络（FSO）拓扑控制策略应用于星间激光通信，存在计算复杂度高、网络延迟大的不足，无法满足星间激光组网需求.文中提出了一种基于代数连通度的星间激光组网动态拓扑控制方案，通过分布式构建卫星网络连通图与网络增强方法，实现网络动态重构，并通过基于矩阵摄动理论的相关方法，降低了网络动态重构计算复杂度.该方案具有分布式、自组织、近实时的优点，可满足空间激光通信网络的动态拓扑控制需求，提高卫星快速响应能力.
激光通信 动态拓扑控制 代数图论 卫星网络 laser communication dynamic topology control algebraic graph theory satellite networks
