1 西安邮电大学通信与信息工程学院(人工智能学院),陕西 西安 710121
2 西安电子科技大学空天地一体化综合业务网全国重点实验室,陕西 西安 710071
量子卫星通信是全球化量子保密通信网的重要组成部分。为了研究降雪对量子卫星通信性能的影响,首先基于雪粒子的Gamma谱分布函数及Mie散射理论,建立了降雪环境下光量子的能量衰减模型;然后分别研究了降雪强度等参数与星地链路的保真度、信道建立速率和信道纠缠度之间的关系,并进行了数值仿真;最后为准确模拟降雪干扰对星地链路通信性能的影响,引入了加权噪声信道模型,分析了降雪对加权噪声信道容量的影响。结果表明,降雪强度对光量子能量及保真度都有显著的影响:当传输距离为、降雪强度由2.82 增加到8.71 时,纠缠度由0.738衰减到0.206;当降雪强度由增加至时,信道建立速率由16.84 pair/s减小至7.76 pair/s;当传输距离为、降雪强度从增大到时,加权噪声信道容量由0.6207减小至0.3547。因此,降雪对量子卫星通信系统的影响不容忽视,需要根据降雪等级情况,采取相应调整策略保证通信的可靠性和有效性。
量子光学 降雪 纠缠度 信道建立速率 保真度 加权噪声信道 激光与光电子学进展
2023, 60(23): 2327001